DE19652225A1 - Process for automatic identification of melodies - Google Patents

Process for automatic identification of melodies

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Abstract

The system has a data base that contains the digitised form of a melody in terms of frequency information. An individual can enter the known part of a melody using a microphone. The signal is digitised and the characteristic features are compared with the data within the data base to fully identify the melody. The melody tone is recognised in comparison to the previous tone as being less, the same or larger in frequency and is assigned one of three symbols. The symbol series is compared with the data base information according to lexical criteria.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrufen von Informationen zu einer be­ kannten Melodie nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for retrieving information on a be knew melody according to the preamble of claim 1.

Häufig erinnert man sich an eine Melodie, also an eine Folge von Tönen, und in­ teressiert sich für weitere, damit zusammenhängende Informationen, beispielsweise den Titel der Melodie, den Komponisten, das Alter usw. Es gibt zwar eine Reihe von Lexika, welche vor allem klassische Melodien, enthalten, wobei zur leichteren Nachschlagbarkeit diese Melodien auf eine Tonart, meistens C-Dur normiert sind. Derartige Nachschlagewerke sind allerdings für den Laien, der die Notenschrift nicht beherrscht, weitgehend unbrauchbar.One often remembers a melody, i.e. a sequence of notes, and in is interested in other related information, for example the title of the melody, the composer, age, etc. There are a number of lexicons, which mainly contain classical melodies, with the easier one Lookup these melodies to a key, mostly standardized in C major. Such reference works are, however, for the layman who does not have the musical notation mastered, largely unusable.

Eine wesentliche Verbesserung wurde durch das im 1975 von Denys Parson veröffent­ lichten Buch "The Directory of Musical Tunes" (ISBN . . .) beschriebene Verfahren erzielt. Parson hat erkannt, daß es zum Erkennen einer Melodie nicht notwendig ist, die einzelnen Tonhöhen exakt voneinander zu unterscheiden und daß es auch auf die Tonlängen und Pausen nicht ankommt. Bei der von Parson beschriebenen Methode wird jeder Ton der Melodie durch eines von drei Symbolen ersetzt, die angeben, ob die ungefähre Frequenz dieses Tones geringer, etwa gleich oder größer als die Frequenz des vorangehenden Tones ist. Der erste Ton, der sich ja auf keinen vorangehenden Ton beziehen kann, wird bei dieser Ersetzung weggelassen. Ist die Frequenz eines Tones geringer als die Frequenz des vorangehenden Tones, erhält die­ ser das Symbol D (englisch: down), ist sie gleich, erhält er das Symbol R (englisch: repeat), ist sie größer, erhält er das Symbol U (englisch: up). So ist die symbolische Notation des Kinderliedes "Alle meine Entchen" beispielsweise UUUUR URRRD URRRD DRRRD RURRR D.A major improvement was published by Denys Parson in 1975 light book "The Directory of Musical Tunes" (ISBN ...) achieved. Parson has realized that it is not necessary to recognize a melody is to differentiate the individual pitches exactly from each other and that it too the tone lengths and pauses are not important. The one described by Parson Method, each tone of the melody is replaced by one of three symbols that indicate whether the approximate frequency of this tone is lower, approximately equal or greater than the frequency of the previous tone. The first tone that does not apply to any previous tone is omitted from this replacement. Is the Frequency of a tone lower than the frequency of the previous tone receives the ser the symbol D (English: down), if it is the same, he receives the symbol R (English: repeat), if it is larger, it receives the symbol U (English: up). So is the symbolic Notation of the children's song "All my ducklings" for example UUUUR URRRD URRRD DRRRD RURRR D.

Parson hat weiter erkannt, daß die ersten zehn bis fünfzehn Töne einer Melodie genügen, um diese zu identifizieren. Die symbolische Notation zur eindeutigen Iden­ tifizierung des Kinderliedes "Alle meine Entchen" wäre somit "UUUUR URRRD URRRD".Parson also recognized that the first ten to fifteen tones of a melody are enough to identify them. The symbolic notation for a clear identity  Certification of the children's song "All my ducklings" would therefore be "UUUUR URRRD URRRD ".

Diese symbolischen Notationen lassen sich alphabetisch ordnen und finden sich in dem genannten Buch von Parson. Jeder symbolischen Notation ist die Benennung der entsprechenden Melodie einschließlich ihres Komponisten, zugeordnet. Auf diese Weise ist es auch dem Laien, der keine Noten lesen kann, möglich, Melodien nach­ zuschlagen.These symbolic notations can be arranged alphabetically and can be found in the aforementioned book by Parson. Every symbolic notation is the naming assigned to the corresponding melody including its composer. To this It is also possible for laymen who cannot read notes to follow melodies strike.

Allerdings verlangt auch die Parson'sche Methode die Fähigkeit, Tonhöhenunter­ schiede zu erkennen, um von dem Lautbild zu der symbolischen Notation zu gelan­ gen. Zudem verlangt sie Kenntnisse des Lesens und Schreibens und Vertrautheit im Umgang mit Lexika. Von Analphabeten, alten Menschen und Kindern kann diese Methode daher nicht ausgeführt werden.However, Parson's method also requires the ability to pitch down recognizable to get from the phonetic image to the symbolic notation It also requires knowledge of reading and writing and familiarity with Dealing with encyclopedias. This can affect illiterate people, the elderly and children Therefore, the method cannot be executed.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren zum Erkennen von Melodien so weiter­ zubilden, daß es auch von Kindern ausgeführt werden kann.It is therefore the task of a method for recognizing melodies to make sure that it can also be carried out by children.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved with the characterizing features of claim 1. Advantageous refinements can be found in the subclaims.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher beschrieben.Some embodiments of the invention are described in more detail below.

Zur Durchführung des Verfahrens bedient man sich einer elektronischen Vorrichtung, vorzugsweise eines Personal Computers mit einem Speicher, in welchem eine Viel­ zahl von symbolischen Notationen - ähnlich wie im genannten Buch von Parson- mit den zugehörigen Angaben über die Melodie enthalten ist. Die Vorrichtung weist ferner eine Eingabeeinrichtung auf, über weiche die Melodie eingegeben wer­ den kann. Daneben weist die Vorrichtung eine, vorzugsweise als Softwareprogramm ausgebildete, Zuordnungsvorrichtung auf, die die eingegebene und analysierte Me­ lodie mit dem Datenbankinhalt vergleicht und bei Übereinstimmung die hinter der entsprechenden symbolischen Repräsentation stehenden Informationen abruft und zur Anzeige bringt. An electronic device is used to carry out the method, preferably a personal computer with a memory in which a lot number of symbolic notations - similar to Parson's book - with the related information about the melody is included. The device also has an input device via which the melody is entered that can. In addition, the device has one, preferably as a software program trained, assignment device on which the entered and analyzed Me lodie compares with the database content and, if there is a match, the one behind the retrieves the relevant symbolic representation and displays.  

Die Eingabevorrichtung weist beispielsweise ein Mikrophon auf, in welches die zu erkennende Melodie eingesummt und eingesungen werden kann, wobei vorzugsweise auf ausreichende Pausen zwischen den einzelnen Tönen zu achten ist, um die Erken­ nung eines neuen Tons zu ermöglichen. Die so erfaßten Töne werden zwischenge­ speichert und einem Frequenzvergleicher zugeführt, der jeweils aus der Frequenzdif­ ferenz zweier benachbarter Töne eines der Symbole U, R oder D oder entsprechende Symbole erzeugt. Vorzugsweise wird das Symbol R auch dann erzeugt, wenn die Frequenz des nachfolgenden Tons nicht mehr als einen bestimmten Betrag von der Frequenz des vorangehenden Tons abweicht. Hierdurch werden Eingabefehler durch falsches Singen oder Summen weitgehend ausgemerzt.The input device has, for example, a microphone, into which the recognizing melody can be hummed and sung, preferably it is important to ensure that there are sufficient pauses between the individual notes new sound. The tones recorded in this way are interposed stores and fed to a frequency comparator, each of the frequency diff Reference of two adjacent tones of one of the symbols U, R or D or corresponding Symbols. The symbol R is preferably also generated when the Frequency of the subsequent tone no more than a certain amount from the Frequency of the previous tone differs. This will result in input errors wrong singing or humming largely eliminated.

Die entstehende Symbolfolge wird wiederum abgespeichert und von einem an sich bekannten Datenbankprogramm mit dem Inhalt der Datenbank verglichen. Findet sich Übereinstimmung zu einer der abgespeicherten symbolischen Repräsentationen, werden die dieser Repräsentation zugeordneten Informationen wiedergegeben oder abrufbar gemacht. Beispielsweise können rein lexikalische Informationen wiederge­ geben werden. Es kann aber auch von allen Möglichkeiten der Multimediatechnik Gebrauch gemacht werden, das heißt die Musik kann in verschiedenen Instrumenten gespielt werden oder es kann ein Video oder eine Fotoserie dazu angezeigt werden. Es können auch Verbindungen zu verwandten Musikstücken oder verwandten Kom­ ponisten und ähnliches hergestellt werden.The resulting sequence of symbols is in turn saved and by itself known database program compared with the content of the database. Find agreement with one of the stored symbolic representations, the information associated with this representation is reproduced or made available. For example, purely lexical information can be reproduced will give. But it can also use all the possibilities of multimedia technology Can be used, which means that the music can be used in different instruments can be played or a video or a series of photos can be displayed. Connections to related pieces of music or related com ponists and the like are made.

In einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Eingabe nicht akustisch, sondern über eine Art Tastatur, welche beispielsweise als Keyboard fungiert, wobei jeder Ta­ ste ein Ton zugeordnet ist. Diese Eingabeart empfiehlt sich vor allem für Personen, die schon eine gewisse Erfahrung mit Keyboards oder Klavieren besitzen. Die ansch­ ließende Datenanalyse erfolgt wie im obigen Beispiel. Es wird also eine symbolische Repräsentation mit drei Symbolen erzeugt und diese über ein Datenbankprogramm mit dem Datenbankinhalt verglichen.In an alternative embodiment, the input is not acoustic, but rather via a kind of keyboard, which functions as a keyboard, for example, with each Ta a tone is assigned. This type of input is particularly recommended for people who already have some experience with keyboards or pianos. The connecting Data analysis is carried out as in the example above. So it becomes symbolic Representation generated with three symbols and this via a database program compared to the database content.

Daneben sind eine Reihe weiterer Eingabemöglichkeiten denkbar, beispielsweise die unmittelbare symbolische Eingabe durch Personen, welche mit dem Parson'schen System vertraut sind (drei Eingabetasten U, R und D). Ferner ist eine Eingabe über ein mit einer Midi-Schnittstelle an den Computer angebundenes Musiker- Keyboard möglich. Auch über ein Zeigerinstrument wie eine Maus oder einen berührungsemp­ findlichen Bildschirm kann die Eingabe der Daten erfolgen.In addition, a number of other input options are conceivable, for example the  Immediate symbolic input by people working with the Parsonian System are familiar (three input keys U, R and D). Furthermore, an entry is about a musician keyboard connected to the computer with a midi interface possible. Also using a pointer instrument such as a mouse or a touch sensor sensitive screen, the data can be entered.

Claims (8)

1. Verfahren zum Abrufen von zu einer bekannten Melodie gespeicherten Infor­ mationen, wobei für mehrere Töne der Melodie deren Frequenz, jeweils bezogen auf den vorhergehenden Ton, als geringer, etwa gleich oder größer erkannt, dem Ton dementsprechend eines von drei Symbolen zugeordnet wird und die ent­ stehende Symbolfolge mit den gespeicherten Informationen nach lexikalischen Kriterien gesucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Eingabe der Melodie vorgesehen ist, welche die frequenzabhängige Zuordnung der Symbole zu den einzelnen Tönen vornimmt und einen Speicher aufweist, welcher Informationen zu einer Vielzahl von Symbolfolgen enthält, wobei die zu einer Symbolfolge gehörenden Informationen nach Zuordnung dieser Sym­ bolfolge zu einer eingegebenen Melodie abrufbar sind.1. A method for retrieving information stored for a known melody, the frequency of which, in relation to the previous tone, is recognized as less than, approximately equal to or greater than for several tones of the melody, and the tone is accordingly assigned one of three symbols and the resulting symbol sequence with the stored information is searched for lexical criteria, characterized in that a device for inputting the melody is provided which carries out the frequency-dependent assignment of the symbols to the individual tones and has a memory which contains information on a large number of symbol sequences , wherein the information belonging to a symbol sequence can be called up after assignment of this symbol sequence to an input melody. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Personal Computer ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the device is a personal computer. 3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung ein Mikrophon zur Aufnahme der Melodie und einen Frequenzanalysator zur Ermittlung der Frequenz der einzelnen Töne aufweist.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized net that the device has a microphone for recording the melody and a Has frequency analyzer for determining the frequency of the individual tones. 4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung eine Tastatur zur Eingabe der Melodie aufweist.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized net that the device has a keyboard for entering the melody. 5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung eine Wiedergabeeinheit zur akustischen Wiedergabe der eingegebenen Melodie aufweist.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized net that the device is a playback unit for acoustic playback of the entered melody. 6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die abgespeicherten Informationen umfassen den weiteren Melodie­ verlauf und/oder den Refrain bzw. die Strophenmelodie und/oder den Kom­ ponisten und/oder das Alter der Melodie und/oder die geographische Ver­ breitung der Melodie und/oder historische Daten und/oder ähnliche Melodien oder Werke.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized net that the stored information includes the further melody course and / or the chorus or the verse melody and / or the com  ponists and / or the age of the melody and / or the geographical ver spread of the melody and / or historical data and / or similar melodies or works. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche.7. Device for performing the method according to one of the preceding Expectations. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um einen Personal Computer mit einer entsprechenden Steckkarte handelt.8. The device according to claim 7, characterized in that it is is a personal computer with a corresponding plug-in card.
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