8e音轨特征量的多音轨MIDI主旋律抽取方法

摘要：在基于内容的数字音乐检索研究中,其音乐库大都直接使用复合音音乐数据文件。然而这种直接采用复合音音乐数据的索引必将给检索处理带来巨大的计算量以及复杂的匹配算法。该文提出了一种基于音轨特征量的多音轨MIDI 主旋律信息音轨抽取方法。通过与人工标注结果的实验比较,表明该文实现的抽取方法可有效地从多音轨MIDI 演奏数据文件中提取出主旋律音轨。

计算机工程第 33 卷第2期

Vol.33 No.2 Computer Engineering ·人工智能及识别技术·

文章编号：1000—3428(2007)02—0165—03

文献标识码：A

2007年1月

January2007

中图分类号：TP391.42

基于音轨特征量的多音轨MIDI主旋律抽取方法

赵芳，吴亚栋，宿继奎

(上海交通大学电子信息学院，上海 200030)

摘要：在基于内容的数字音乐检索研究中，其音乐库大都直接使用复合音音乐数据文件。然而这种直接采用复合音音乐数据的索引必将给检索处理带来巨大的计算量以及复杂的匹配算法。该文提出了一种基于音轨特征量的多音轨MIDI主旋律信息音轨抽取方法。通过与人工标注结果的实验比较，表明该文实现的抽取方法可有效地从多音轨MIDI演奏数据文件中提取出主旋律音轨。关键词：哼唱检索；复合音音乐；MIDI格式；主旋律提取

Melody Extraction Method from Polyphonic MIDI

Based on Melodic Features

ZHAO Fang, WU Yadong, SU Jikui

(School of Electronic Information Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030)

【Abstract】Much of the work on content based music query focuses on polyphonic music files. However the polyphonic format causes large calculation and complex algorithms for matching. This paper represents a model for auto melody extraction method for multi-track MIDI files based on melodic features. The results are compared with manual output and show that the implemented method can extract melody track from multi-track MIDI file effectively.

【Key words】QBH; Polyphonic music; MIDI format; Melody extraction

1 概述

一般来说，QBH系统都是基于乐曲的旋律内容特征来进行乐曲检索的，除了在小规模乐库有采用单音轨MID数据格

[1]

式之外，大都直接采用复合音音乐数据格式文件(音频波形文件wav、mp3或演奏数据文件多音轨MIDI)。这主要是由于从复合音音乐中提取主旋律特征信息具有很大的难度，一些研究者放弃主旋律提取处理手段而直接以复合音音乐文件为整体处理对象，如文献[2]从复合音文件的片断中计算出相似矩阵，然后对这些矩阵采用自下而上的方法来提取音乐特征模式，以提供检索索引；文献[3]针对复合音音乐的音乐特征提取和音乐数据库的管理与检索，提出了一种基于特征字典来抽取复合音音乐中的重复模式的方法。这种直接采用复合音音乐数据格式作为基于内容的大规模音乐检索用索引将会给检索处理带来巨大的计算量以及复杂的匹配算法。

多音轨到一条音轨中。然而，在实际应用中，上述方法并不十分理想。

图1给出了我们的基于多音轨MIDI旋律提取的QBH实验系统的工作流程。

2与旋律特征信息相关的音轨特征量

标准MIDI文件(SMF)是用于存储MIDI演奏数据的文件格式。对于主旋律和伴奏的研究已经长达多年，但是这方面的研究成果很少能被应用到对数字音乐的特征提取处理中，例如对多音轨MIDI音乐的旋律信息提取。为探讨如何从多音轨MIDI演奏数据中有效地提取出与主旋律相关的音轨信息，以下就一些与旋律特征信息相关的、并可从MIDI演奏数据中获取的音轨特征量进行分析讨论。

2.1音轨特征量 2.1.1音轨名称(F1)

对于MIDI

8e音轨特征量的多音轨MIDI主旋律抽取方法