Chord Romanizer

コード進行をローマ数字へ変換し、文脈を考慮した複数の機能解釈を返すライブラリです。 解析エンジンはRustで実装し、Pythonパッケージは高水準APIだけを公開する薄いラッパーになっています。

動作環境

• CPython 3.8以上
• Rust 1.85以上（ソースからビルドする場合のみ）
• ビルド方式: PyO3 + maturin
• Python ABI: abi3-py38

abi3-py38 wheelは、同じOS・CPUアーキテクチャであればCPython 3.8以降の複数バージョンから利用できます。OSとCPUアーキテクチャをまたいで同じwheelを使うことはできません。

インストール

公開済みwheelを利用する場合:

python -m pip install chord-romanizer

リポジトリから開発用にインストールする場合:

python -m pip install "maturin>=1.9.4,<2" pytest
python -m maturin develop --release
python -m pytest -q

基本的な使い方

既存Python版との互換性を保つため、通常のコンストラクタはpython019プロファイルを使用します。

from chord_romanizer import Romanizer

romanizer = Romanizer(default_tonic="C")
results = romanizer.romanize_progression(["Dm7", "G7", "Cmaj7"])

print([result.roman for result in results])
# ['IIm7', 'V7', 'IM7']

コードごとに調を指定することもできます。

results = romanizer.romanize_progression(
    [
        ("C", "C"),
        ("F", "C"),
        ("Dm7", "F"),
        ("G7", "F"),
    ]
)

StrictV1とk-best解析

修正済みの規則、候補を保持する解析、Blackadderコード解釈を利用する新規コードではRomanizer.strict()を推奨します。

from chord_romanizer import Romanizer

romanizer = Romanizer.strict(default_tonic="B")
paths = romanizer.analyze_top_k_interpretations(["Daug/C", "B"], k=3)

for path in paths:
    print(path.total_score)
    for selection in path.selections:
        print(selection.label, selection.blackadder)

analyze_top_k_interpretations は和声的に異なる候補だけを返す高水準APIです。 異名同音の度数表記、増三和音の対称な回転表記、slash bassを省いただけの 表示は候補数を消費しません。進行格子の低水準パスを直接取得する場合は analyze_top_kを使用します。

Blackadderの増三和音部分は、入力表記をwritten_upper_rootへ保持したまま、 bassのtritone上をcanonical_upper_rootとして一意に表示します。たとえば G#aug/F#、Eaug/F#、Caug/F#はいずれもcanonical shapeがCaug/F#です。 意味候補を増やさず、元の綴りは解釈の証拠として利用できます。

analyze_top_kは単一の正解に固定せず、進行全体として自然な解釈をスコア順に返します。各AnalysisPathには次が含まれます。

• selections: 各イベントで選んだ候補
• total_score: パス全体のスコア
• evidence: 加点・減点した規則と説明
• blackadder: 裏コード型、サブドミナント型などの構造・機能解釈

将来MIDIから得る調性・ボイシング・声部進行などをスコアリングへ加えられるよう、候補生成と経路選択は分離しています。

完全減七では異名同音の回転表記を別候補として水増しせず、和声的に異なる意味を 候補化します。たとえばC majorのI -> Idim7 -> IIm7は、 rootless_dominant_ninth、passing_diminished、tonic_substituteを 小さなtop-kで比較できます。bIIIdim7 -> Vもwritten rootだけで除外せず、 対称音集合からvii°7/Vとrootless II7(b9)の両方を検討します。 I -> Idim7 -> Iにはcommon_tone_diminishedと auxiliary_diminishedを付けます。解決先にはmajor/minor qualityを要求するため、 G7 -> CdimのCdimをtonic targetとして扱いません。

裏コードではbVIm7 -> bII7 -> Iをrelated ii–subV–Iとして候補化します。 また、bVII7のmodal、subdominant-minor、backdoor候補を分離し、 bVI -> VではSDm候補、plain bII -> IではNeapolitan/Phrygian候補が genericな半音接近より上位になるよう候補固有の遷移証拠を使用します。

機能・借用元・局所調の分類

harmonic_classificationsでは、和声的役割、dominantの解決関係、借用元、 全体調と局所調を別々の軸として返します。

results = Romanizer.strict("C").annotate_progression(["Em7-5", "Eb7", "Dm7"])

substitute = next(
    item
    for item in results[1].harmonic_classifications
    if item.dominant_relation == "tritone_substitute"
)

print(substitute.role)  # dominant
print(substitute.perspective.global_tonic)  # C
print(substitute.perspective.local_tonic)  # D
print(substitute.perspective.local_tonic_degree)  # II
print(substitute.perspective.scope)  # tonicization

したがってIIIm7-5–VI7–IIm7は、全体調の表記を失わずに、IIを一時主音とする iiø–V–iとして分類できます。通常のV、裏コード、バックドアは同じ dominant_relation軸を使用し、SDmなどの借用元とは同時に保持できます。

Global key・転調・ピボット

高水準APIはglobal keyと機能候補を同時に順位付けし、確認終止のある別調区間を modulation候補として返します。短い副属終止を転調へ強制せず、tonicizationの 読みもTop-kに残します。

paths = Romanizer.strict().analyze_keys_and_functions(
    ["C", "Am7", "D7", "G", "C", "D7", "G"],
    global_key="C",
    global_mode="major",
    k=5,
)

for span in paths[0].modulations:
    print(span.from_key, span.to_key, span.mechanism, span.pivot)

diatonic_pivot、chromatic_pivot、dominant_bridge、 dominant_sequence、direct_dominantを区別します。各イベントの active_key、scope、is_pivot、is_modulation_confirmationは 解釈ツリーにも渡るため、UIで転調枝を選択して後続を再計算できます。 複数回の転調と原調復帰もfrom_key → to_keyの区間列として返します。

長期和声記憶

高水準key/function APIは、選択済みのactive keyに加えて最大2段の未解決 dominant目標を保持します。たとえばD7 → Am7 → Gでは、介在するAm7を 越えてD7のG目標を追跡します。

path = Romanizer.strict().analyze_keys_and_functions(
    ["C", "D7", "Am7", "G", "C"],
    global_key="C",
    global_mode="major",
    k=5,
)[0]

print(path.selections[1].pending_resolutions)
print(path.harmonic_resolutions)
print(path.memory_score)

各ツリーノードにもkey_region_age_chords、pending_resolutions、 resolved_resolution_sourcesが渡るため、UIは「どの期待がどこで解決したか」を 線やbadgeで表示できます。通常の隣接V–Iは既存transitionと二重加点しません。

pending_predominantとcadential_spansは、介在和音を含む Predominant → Dominant → Resolutionを3点の区間として返します。 secondary deceptive候補はdeceptive_arrivalとして目標を閉じるため、 正しい代理解決が未解決ペナルティを受けることはありません。 詳細はdocs/HARMONIC_MEMORY.mdを参照してください。 詳しい判定基準と現時点の限界は docs/MODULATION.mdを参照してください。

N.C.と文脈境界

用途に合わせて2種類のAPIを用意しています。

from chord_romanizer import Boundary, Romanizer

progression = ["Dm7", "N.C.", Boundary("long silence"), "G7"]
romanizer = Romanizer.strict("C")

# コード結果だけが必要な従来型API。N.C.と境界は出力から除外される。
chords_only = romanizer.annotate_progression(progression)

# 入力位置を保つAPI。N.C.と境界もイベントとして返る。
aligned = romanizer.annotate_events(progression)

N.C.は休符表現として扱い、それだけでは前後の文脈を切りません。長い空白やセクション変更など、明示的に文脈を切る必要がある箇所へBoundaryを置きます。

Python APIの境界

Pythonから公開するのはRomanizerを中心とする高水準APIです。Rustの内部構造を大量のPyClassとして公開せず、ネイティブ拡張との境界は内部JSONに限定しています。このため、Rust側の候補表現やスコアリング実装を変更してもPython公開APIへの影響を抑えられます。

互換性のため、ChordParser、ParsedChord、ChordInterpreterも引き続きimportできます。ただしRomanizerによる調性・機能・進行の解析判断はRust側で行われます。

ネイティブバックエンドは次のように確認できます。

print(Romanizer().native_backend)
# {'version': '0.1.12', 'abi': 'abi3-py38'}

wheelのCIビルド

.github/workflows/wheels.ymlはpull request、main/masterへのpush、v*タグ、手動実行で次をビルドします。

各jobはwheelをインストールし、ソースツリー外へコピーしたテストを実行します。これにより、ローカルのPythonファイルではなく、実際にwheelへ収録されたネイティブ拡張が読み込まれることを確認します。workflowは成果物をGitHub Actions artifactへ保存しますが、PyPIへの公開は行いません。

ディレクトリ構成

chord_romanizer/       Python公開APIと互換データ型
chord-romanizer-py/    PyO3による非公開ネイティブbinding
chord-romanizer-rs/    Rust解析エンジン
docs/                   設計文書と調査資料
tests/                  Python APIテスト
.github/workflows/      wheelビルドCI

Rust側だけを検証する場合:

cargo test --manifest-path chord-romanizer-rs/Cargo.toml
cargo test --manifest-path chord-romanizer-py/Cargo.toml

ライセンス

MIT License