Musiikkitiedonhaku

Musiikkitiedonhaulla (engl. music information retrieval) tarkoitetaan musiikkikappaleiden hakemista musiikkitietokannoista. Musiikkitiedonhaun lajeja ovat metatietoon perustuva tekstihaku, symboliseen musiikkisisältöön perustuva haku sekä audiomuotoiseen musiikkisisältöön perustuva haku. Musiikkitiedonhakua voidaan hyödyntää tietyn musiikkikappaleen etsimiseen, tai haku voidaan rajata laajemmin esimerkiksi tiettyyn musiikkityyliin.Pienimäki, A. (2005). Musiikkitietokannan selailu musiikillisen avaruuden ulottuvuuksien avulla. Musiikki 1–2/2005, s. 46–62.Orio, N (2006). Music Retrieval: A Tutorial and Review. Foundations and Trends in Information Retrieval. Vol. 1, nro 1, s. 1–90.

Tieteenalana musiikkitiedonhaku on varsin uusi ja monitieteinen. Alan tutkimuksessa sovelletaan menetelmiä mm. musiikkitieteen, kognitiivisen musiikkitieteen, tietojenkäsittelytieteen sekä signaalinkäsittelyn alalta. Musiikkitiedonhaun käytännön sovelluksia ovat esim. internetissä vapaasti käytössä olevat musiikkihakukoneet.Toiviainen, P., & Eerola, T. (2007). Musiikki, tiede, kognitio ja teknologia – moderni musiikintutkimuksen paradigma. – H. Hanka, I. Ylönen, M.-L. Tynkkynen (toim.), Humanistista kirjoa, s. 105–119. Jyväskylän yliopisto.

Hakumenetelmät
Metatietoon perustuva haku
Metatietoon (engl. metadata) perustuva haku toimii tavanomaisen tekstihaun tavoin siten, että tietokantaan on laadittu musiikkia kuvailevaa sanallista metatietoa, johon käyttäjän syöttämää hakusanaa verrataan. Kappaleisiin liitetyt hakusanat voivat olla ns. yleistä tietoa, kuten esittäjä, säveltäjä ja genre, tai tarkempia, kuten se onko kappaleessa käytetty harmonikkaa tai onko kappaleessa esimerkiksi klarinettisoolo (Lista Music Genome Projectin käyttämistä attribuuteista). Metatietoon perustuvan tiedonhaun menetelmiä ovat mm. ID3 ja Music Genome Project.

Esimerkkejä musiikilliseen metatietoon perustuvista musiikinhakukoneista:
Pandora (internet-radio)
Last.fm
Grooveshark.

Symboliseen musiikkisisältöön perustuva haku
Symbolimuotoinen musiikki koostuu musiikin kulkua kuvaavista diskreeteistä symboleista, kuten nuoteista tai MIDI-informaatiosta. Symbolit sisältävät tietoa mm. äänen korkeudesta, kestosta ja voimakkuudesta. Symbolimuotoinen musiikki ei kuvaa todellista akustista ääntä, vaan se on ohje musiikin tuottamiseksi. Symboliseen musiikkisisältöön perustuvassa haussa käyttäjä voi antaa hakuehdon esim. kirjoittamalla nuotteja tietokoneella tai soittamalla MIDI-yhteensopivalla sähköpianolla. Haku toteutetaan yleensä soveltamalla merkkijonoalgoritmeja.Lemström K. (2002). Polyfonisen musiikin haku sisällön perusteella. Tietojenkäsittelytiede 17, s. 48–65.

Esimerkkejä symboliseen musiikkisisältöön perustuvista hakukoneista:
Musipedia
MelodyCatcher.

Audiomuotoiseen musiikkisisältöön perustuva haku
Audiomuotoinen musiikki koostuu todellista akustista ääntä eli ilmanpaineen vaihtelua kuvaavasta informaatiosta. Audiomuotoinen musiikki ei sellaisenaan sisällä tietoa musiikin sisällöstä, mutta sitä voidaan analysoida digitaalisen signaalinkäsittelyn avulla. Audiomuotoiseen musiikkisisältöön perustuvassa haussa käyttäjä antaa hakuehdon ääninäytteenä, kuten hyräilynä tai WAV-tiedostona.

Audiomuotoisen musiikin hakuun ja vertailuun voidaan hyödyntää akustista sormenjälkeä (engl. audio fingerprint). Musiikkikappaleesta luodaan akustisten ominaisuuksien (esim. äänenvoimakkuus, taajuusspektri) tai musiikillisten ominaisuuksien (esim. rytmi, harmonia) perusteella kuulohavaintoa vastaava tiivis sormenjälki, joka on riippumaton musiikkikappaleen äänenlaadusta ja sille suoritetusta prosessoinnista. Haku tapahtuu vertaamalla musiikkinäytteiden sormenjälkiä toisiinsa. Suominen J. (2003). Musiikinhaku sisällön perusteella akustisesta signaalista: Automatisoitu musiikin analyysi ja haku. Seminaariesitys 17.11.2003. Helsingin yliopisto.

Hyräilyhaun perustana toimii yleensä ns. Parsonin koodi. Siinä seuraavaa säveltä verrataan aina edelliseen (aloitussävelen ollessa referenssisävel). Verrattava sävel voi saada arvot D (alempi kuin edellinen), U (ylempi kuin edellinen) tai R (sama kuin edellinen). Monessa laskukaavassa R on kuitenkin jätetty pois. Tähän syynä on tietokoneen epätarkkuus esimerkiksi tavujen erottelussa näytteen antajan laulaessa laulun sanoilla. Tässä hakutavassa on se hyvä ominaisuus, että laulajan ei tarvitse laulaa tietystä sävellajista eikä laulun tarvitse olla puhdasta, kunhan melodian suunta on oikea. Lie Lu & Hong You & Hong-Jiang Zhang (2001). A New Approach to Query by Humming in Music Retrieval. ICME, s. 152. 2001 IEEE International Conference on Multimedia and Expo (ICME'01).

Esimerkkejä audiomuotoiseen musiikkisisältöön perustuvista hakukoneista:
Musipedia (hyräilyhaku)
Shazam Entertainment
MusicBrainz hyödyntää erilaisia akustiseen sormenjälkeen perustuvia sovelluksia
All Media Guide (AMG LASSO -sovellus).

Lähteet

Luokka:Musiikkiohjelmistot
Luokka:Tiedonhaku