Representative Melodies Retrieval using Waveform and FFT Analysis of Audio

Recently, we extract the representative melody of the music and index the music to reduce searching time at the content-based music retrieval system. The existing study has used MIDI data to extract a representative melody but it has a weak point that can use only MIDI data. Therefore, this paper proposes a representative melody retrieval method that can be use at all audio file format and uses digital signal processing. First, we use Fast Fourier Transform (FFT) and find the tempo and node for the representative melody retrieval. And we measure the frequency of high value that appears from PCM Data of each node. The point which the high value is gathering most is the starting point of a representative melody and an eight node from the starting point is a representative melody section of the audio data. To verity the performance of the method, we chose a thousand of the song and did the experiment to extract a representative melody from the song. In result, the accuracy of the extractive representative melody was 79.5% among the 737 songs which was found tempo.

오디오의 파형과 FFT 분석을 이용한 대표 선율 검색

최근 내용 기반 음악 검색 시스템에서는 사용자의 응답 시간을 단축시키기 위해 음악의 대표성을 갖는 선율을 추출하여 색인하고, 검색 시 이를 사용한다. 기존 연구에서는 미디(midi) 데이타를 이용하여 대표 선율을 추출하는 방법이 제안되었으나, 미디 데이타에 한정되는 단점이 있었다. 따라서 본 논문에서는 디지털 신호처리를 이용하여 모든 오디오 파일 포맷에 적용 가능한 대표 선율 검색을 제안한다. 대표 선율 검색을 위해 FFT(Fast Fourier Transform)을 이용하여 박자와 마디를 찾고 각 마디들의 PCM 데이타로부터 높은 수치가 나타나는 빈도를 측정한다. 이때 높은 수치들이 가장 많이 뭉쳐 있는 영역에서 여덟 마디 간격이 오디오 데이타의 대표 선율 영역이다. 제안 방법의 유효성을 검증하기 위한 실험으로 총 1000곡을 선택하여 대표 선율을 추출하였고, 그 결과 템포를 찾아낸 737곡 중 79.5%의 정확성을 보였다.