Implementation of Music Information Retrieval System using YIN Pitch Information

YIN 피치 정보를 이용한 음악 정보 검색 시스템 구현

Providing natural and efficient access to the fast growing multimedia information is a critical aspect for content-based information system. Query by humming system allows the user to find a song by humming part of the tune form music database. Conventional music information retrieval systems use a high precision pitch extraction method. However, it is very difficult to extract true pitch perfectly. So, In this paper, we propose to use YIN parameter with applying the reliability to reduce the pitch extraction errors. And we describes developed music information retrieval method based on a query by humming system which uses reliable feature extraction. Developed system is based on a continuous dynamic programming algorithm with features including pitch, duration and energy along with their confidence measures. The experiment showed that the proposed method could reduce the errors of the top-10 7.2% and the top-1 9.1% compared with the cepsturm based multiple pitch candidate. The overall retrieval system achieved 92.8% correct retrieval in the top-10 rank list on a database of 155 songs.

최근 급격히 증대되고 있는 멀티미디어 데이터를 사용자에게 편하고 효과적으로 제공하는 것은 내용 기반 정보 시스템의 핵심적인 요소이다. 허밍을 이용한 음악 검색 시스템은 사용자가 찾고자 하는 음악의 선율 중 일부분을 직접 허밍으로 입력하여 데이터베이스로부터 음악을 검색할 수 있는 편리한 방법이다. 일반적인 음악 정보 검색 시스템은 고정도의 피치 검출 방법을 필요로 하고 있으나 허밍의 입력으로부터 정확한 피치 정보를 검출하기에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 시스템의 성능 향상을 위해 기본적인 고정도 피치 정보 추출을 위해 신뢰도가 적용된 YIN 파라미터의 이용을 제안하고, 이를 적응하여 개발한 허밍을 이용한 음악 정보 검색 시스템에 대해 소개한다. 개발된 시스템은 음고, 음장 정보 및 에너지에 가중치를 두어 연속 DP 매칭을 수행하여 시스템의 성능을 향상시켰다. 성능평가를 위해 실시한 검색 실험결과 기존의 음고 정보 추출방법 중 캡스트럼 기반 다중 피치 검출 방법에 비해 본 논문에서 제안한 신뢰도를 적용한 YIN 피치 검출방법이 1위 결과에서 9.1%, 10위 결과에서는 7.2% 성능 향상을 나타내어 제안한 방법의 유효성을 확인할 수 있었다. 또한 전체 시스템의 성능은 155곡을 대상으로 10위까지의 결과에서 92.8%의 성능을 나타내었다.