Ανάπτυξη συστήματος αναγνώρισης μουσικής και εξαγωγής παραμέτρων με βάση το πρότυπο MIDI

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία παρουσιάζει την ανάπτυξη συστήματος αναγνώρισης μουσικής και εξαγωγής παραμέτρων με βάση το πρότυπο MIDI. Πρόκειται δηλαδή για μια εφαρμογή μετατροπής αρχείων από το πρότυπο *. WAV (Waveform Audio Format) στο πρότυπο *.MIDI (Musical Instrument Digital Interface). Το θεωρητικό μέρος της εργασίας περιλαμβάνει αρχικά ένα κεφάλαιο για βασικές αρχές της ακουστικής και ηλεκτροακουστικής θεωρίας και θεμελιώδεις έννοιες όπως η συχνότητα (frequency), το εύρος ζώνης συχνοτήτων (bandwidth), η φάση (phase), παραγωγή ηχητικών κυμάτων και των φαινομένων αυτών, η ένταση (intensity), η ηχητική πίεση (sound pressure) , η δυναμική περιοχή (dynamic range), οι αρμονικές (harmonics) τέλος το ύψος (pitch) και η χροιά (tone) των ήχων. Αναλύονται οι μετατροπείς ηχητικών κυμάτων σε ηλεκτρικά σήματα (μικρόφωνα) και οι μετατροπείς ηλεκτρικών σημάτων σε ηχητικά κύματα (μεγάφωνα), τα χαρακτηριστικά τους και κάποιες υποκατηγορίες αυτών. Όλα τα προηγούμενα είναι απαραίτητα για την κατανόηση της παρούσας εργασίας. Έπειτα ακολουθεί ένα κεφάλαιο για την θεωρία του ψηφιακού ήχου και των ψηφιακών συστημάτων. Αναφέρεται η διαδικασία ψηφιοποίησης των αναλογικών σημάτων και με ποια βήματα επιτυγχάνεται. Μετά γίνεται λόγος για τον ήχο στους υπολογιστές και τα πρότυπα των αρχείων που έχουν καθιερωθεί σε αυτά. Τέλος γίνεται αναφορά στα πρότυπα *.WAV, *.TTS, *.BWF. Το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται στο πρωτόκολλο MIDI και στις ιδιότητες του . Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται λόγος για μερικές τεχνικές αναγνώρισης μουσικής και εξαγωγής πληροφοριών μουσικής σύνθεσης . Το πέμπτο κεφάλαιο αναλύει την ανάπτυξη της εφαρμογής και συγκεκριμένα στους αλγόριθμους οι οποίοι συντελούν στην επεξεργασία των σημάτων ήχου. Τέλος στο έκτο κεφάλαιο παραθέτονται κάποια αποτελέσματα και συμπεράσματα από τις πειραματικές μετρήσεις οι οποίες εξήχθησαν.