32、MIDI音乐内容分析与可视化及音频水印技术探索

MIDI音乐内容分析与可视化及音频水印技术探索

1. MIDI音乐现状与潜力

MIDI（Musical Instrument Digital Interface）在音乐创作目标或音乐数据库中有所应用，但在终端用户用于聆听方面却并不常见。这主要是因为MIDI需要高质量的合成器，而这些合成器要么价格昂贵，要么在音质上无法与原声乐器相媲美。

不过，随着软件合成器质量和计算机计算能力的快速提升，预计MIDI音乐的听众数量将会增加。基于音乐内容分析的MIDI文件可视化模块，可能会为音乐产业带来有趣的贡献。

2. MIDI文件的音乐内容分析

MIDI对音乐的表示包含演奏事件的符号信息，如踏板和音符（起始时间、音高、持续时间）。从这个意义上说，它可以与乐谱相比较，因此可以用音乐理论的工具和规则进行分析。但乐谱和MIDI之间也存在许多差异，例如在MIDI表示中，调式不一定是已知的，而且像C#和D♭这样的音符难以区分。MIDI是一种演奏描述符，而非供音乐家使用的乐谱，这也是它成为终端用户潜在音乐来源的原因，尽管前面提到了它目前在这方面不受欢迎的原因。

一个能够以对听众有意义的方式图形化反映大量音乐内容的可视化系统，必须能够提取音乐的各种方面，如调式、调性、低音、旋律线、动态、节奏、模式、形式、流派、情感等。每个方面背后都至少有几种算法和竞争方法，以实现更好的提取效果。下面将从古典音乐流派和单一乐器——钢琴的角度，讨论前七个方面，并给出将它们应用到可视化系统的示例。

2.1 调式和调性

几乎所有古典调性作品都是使用自然音阶音乐中现有的24种调性之一创作的，这种调性被称为调式。调性与节拍、旋律和和声一样，是音乐的主