초록 ▼

본 연구에서는 사용자가 음악 내용의 일부분을 가지고 정확하고 빠르게 대용량 음악 데이타베이스로부터 원하는 음악 데이타를 검색할 수 있는 내용기반 음악정보검색 시스템의 주요 기술인 음악의 주제선율 추출 및 유사도 색인 알고리즘에 대해 연구한다. 즉, 등록 요청된 음악의 내용을 분석하여 주제선율을 자동으로 추출하는 기법과 추출된 주제선율을 음악을 대표하는 주제어로 등록하는 주제선율 색인 구축방법 및 이를 통한 검색 기법을 연구하여 효과적인 내용기반 음악정보검색 시스템의 개발을 가능하도록 한다. 대량의 음악 데이타베이스로부터 사용자가 원

본 연구에서는 사용자가 음악 내용의 일부분을 가지고 정확하고 빠르게 대용량 음악 데이타베이스로부터 원하는 음악 데이타를 검색할 수 있는 내용기반 음악정보검색 시스템의 주요 기술인 음악의 주제선율 추출 및 유사도 색인 알고리즘에 대해 연구한다. 즉, 등록 요청된 음악의 내용을 분석하여 주제선율을 자동으로 추출하는 기법과 추출된 주제선율을 음악을 대표하는 주제어로 등록하는 주제선율 색인 구축방법 및 이를 통한 검색 기법을 연구하여 효과적인 내용기반 음악정보검색 시스템의 개발을 가능하도록 한다. 대량의 음악 데이타베이스로부터 사용자가 원하는 음악 데이타를 빠르고 정확하게 검색할 수 있도록 하는 음악 데이타 검색의 방법이 지원되어야 한다. 이를 위해서는 음악 데이타에 대한 효율적인 색인 기법이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 사용자가 음악 내용의 일부분을 가지고 정확하고 빠르게 대용량 음악 데이터베이스로 부터 원하는 음악 데이타를 검색할 수 있도록 데이타베이스에 저장된 음악 데이터로 부터 선율의 음높이와 음길이 정보를 음악 데이타의 특징정보로써 추출한다. 추출된 정보를 이용하여 음악의 기본 단위(동기)간의 유사도를 계산하고 계산된 유사도를 기반으로 유사한 동기를 그룹화하는 클러스터링 알고리즘을 이용하여 해당 음악을 의미적으로 대표할 수 있는 주제선율을 자동으로 추출하고 다차원 공간의 색인기법으로 주제선율에 대한 색인을 구성한다. 즉, 사용자가 구성된 주제선율 색인을 이용하여 빠르고 정확하게 내용기반 음악 검색을 할 수 있도록 주제선율 색인을 이용한 내용기반 검색 기법을 제안하였다. 본 연구에서는 사용자가 음악 내용의 일부분을 가지고 정확하고 빠르게 대용량 음악 데이타베이스로부터 원하는 음악 데이타를 검색할 수 있는 내용기반 음악정보검색 시스템의 주요 기술인 음악의 주제선율 추출 및 유사도 색인 알고리즘에 대해 연구하였다. 먼저, 음악 데이타를 정확하게 표현할 수 있는 특징을 내용기반 음악 데이타 검색을 위한 특징정보로서 선택한다. 음의 특성 중에서 음악의 멜로디를 이루는 요소인 음의 높이와 장단 즉 음의 길고 짧은 정도를 나타내는 음의 길이를 특징으로 선택하여 추출한다. 음악의 특징정보를 이용하여 음악의 내용을 대표할 수 있는 대표 선율을 자동적으로 추출할 수 있는 클러스터링 기반의 주제선율 추출 알고리즘을 개발하였다. 또한, 음악 데이타의 색인을 위해 음악 데이타들에서 추출된 주제선율들을 사용함으로써 효율적으로 검색 가능한 주제선율 색인 알고리즘 및 내용기반 검색 알고리즘을 개발했다. 검색이 수행된 후에는 검색의 결과로서 얻은 데이타베이스에 저장된 곡들과 사용자가 던진 질의와의 유사도 계산의 과정이 필요하다. 곡들간의 정확한 유사도를 계산하기 위한 거리의 함수 D를 정의한다. 이러한 거리함수의 값에 따라 검색 결과에 대해 순위부여를 할 수 있으며 또한 사용자 연관성피드백으로 사용할 수 있게 되었다. 이러한 단위 기술들을 제안하고 구현하여 내용기반 음악정보검색 시스템으로 프로토타입을 구현함으로써 각 단위 알고리즘의 개선 및 전체 시스템의 성능 개선을 위한 테스트 베드 환경을 보유하게 되어 이후의 내용기반 음악 검색 시스템에 대한 체계적인 향후 연구가 가능할 것으로 기대된다.

Abstract ▼

We study the theme melody extraction and indexing algorithm from very large music database for the effective content-based retrieval system. Based on the proposed theme melody index scheme, we also proposed a content-based music retrieval mechanism with the ranking and relevance feedback algorithms.

We study the theme melody extraction and indexing algorithm from very large music database for the effective content-based retrieval system. Based on the proposed theme melody index scheme, we also proposed a content-based music retrieval mechanism with the ranking and relevance feedback algorithms. To efficiently manage the huge music database and to support the effective content-based music retrieval, music data must be indexed and retrieved based on the representative melodies. In this research, we suggest theme extraction and indexing algorithm for content-based music data retrieval. For making users accurately and fast retrieve music data based on music content itself, we extract pitch and duration information as the song's feature first and then select theme melodies as the representative by using the proposed a graphical clustering algorithm. We also proposed the theme melody indexing mechanism based on multi-dimensional indexing scheme, M-tree. We also suggested the content-based music retrieval using the theme melody index with the ranking and relevance feedback schemes. To support effective content-based music retrieval from the huge music database, we developed a graphical clustering algorithm which extracts theme melodies automatically from a MIDI music file based on the similarity between motifs. And, to construct the theme melody index, we use a multi-dimensional index scheme, M-tree. We also proposed a content-based music retrieval mechanism in which the theme melody index is used mainly and the ranking and relevance feedback algorithms are also used. By using the proposed theme melody index and content-based music retrieval algorithms, we can achieve the effective content-based music retrieval, since the theme melodies that are the representative for a music and are likely to be used by users as the query melodies are used for indexing and retrieval purposes instead of whole melodies. Also, the content-based music retrieval system using the proposed techniques is able to support more accurate and effective content-based music retrieval which complements the weak points of traditional systems. Also, since we proposed and implemented the essential components of content-music retrieval systems as the prototype system, we can improve the basic functions of the components and the overall architecture of the content-based music retrieval systems as the future works.

목차 Contents

• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용 및 결과...6
• 1. 서론...6
• 2. 음악의 기본 개념과 기존의 내용기반 음악검색 시스템...7
• 3. 내용기반 음악정보검색 시스템의 구조...10
• 4. 내용기반 음악정보검색 시스템에서 음악 데이타의 등록...12
• 5. 주제선율 색인을 이용한 내용기반 음악정보검색...30
• 6. 결과 및 고찰...36
• 7. 결론...38
• 8. 인용문헌...39