A Modeling of Singing Voice Robust to Accompaniment Sounds and Its Application to Singer Identification and Vocal-Timbre-Similarity-Based Music Information Retrieval

This paper describes a method of modeling the characteristics of a singing voice from polyphonic musical audio signals including sounds of various musical instruments. Because singing voices play an important role in musical pieces with vocals, such representation is useful for music information retrieval systems. The main problem in modeling the characteristics of a singing voice is the negative influences caused by accompaniment sounds. To solve this problem, we developed two methods, accompaniment sound reduction and reliable frame selection . The former makes it possible to calculate feature vectors that represent a spectral envelope of a singing voice after reducing accompaniment sounds. It first extracts the harmonic components of the predominant melody from sound mixtures and then resynthesizes the melody by using a sinusoidal model driven by these components. The latter method then estimates the reliability of frame of the obtained melody (i.e., the influence of accompaniment sound) by using two Gaussian mixture models (GMMs) for vocal and nonvocal frames to select the reliable vocal portions of musical pieces. Finally, each song is represented by its GMM consisting of the reliable frames. This new representation of the singing voice is demonstrated to improve the performance of an automatic singer identification system and to achieve an MIR system based on vocal timbre similarity

Singing information processing: techniques and applications

Por otro lado, se presenta un método para el cambio realista de intensidad de voz cantada. Esta transformación se basa en un modelo paramétrico de la envolvente espectral, y mejora sustancialmente la percepción de realismo al compararlo con software comerciales como Melodyne o Vocaloid. El inconveniente del enfoque propuesto es que requiere intervención manual, pero los resultados conseguidos arrojan importantes conclusiones hacia la modificación automática de intensidad con resultados realistas. Por último, se propone un método para la corrección de disonancias en acordes aislados. Se basa en un análisis de múltiples F0, y un desplazamiento de la frecuencia de su componente sinusoidal. La evaluación la ha realizado un grupo de músicos entrenados, y muestra un claro incremento de la consonancia percibida después de la transformación propuesta.La voz cantada es una componente esencial de la música en todas las culturas del mundo, ya que se trata de una forma increíblemente natural de expresión musical. En consecuencia, el procesado automático de voz cantada tiene un gran impacto desde la perspectiva de la industria, la cultura y la ciencia. En este contexto, esta Tesis contribuye con un conjunto variado de técnicas y aplicaciones relacionadas con el procesado de voz cantada, así como con un repaso del estado del arte asociado en cada caso. En primer lugar, se han comparado varios de los mejores estimadores de tono conocidos para el caso de uso de recuperación por tarareo. Los resultados demuestran que \cite{Boersma1993} (con un ajuste no obvio de parámetros) y \cite{Mauch2014}, tienen un muy buen comportamiento en dicho caso de uso dada la suavidad de los contornos de tono extraídos. Además, se propone un novedoso sistema de transcripción de voz cantada basada en un proceso de histéresis definido en tiempo y frecuencia, así como una herramienta para evaluación de voz cantada en Matlab. El interés del método propuesto es que consigue tasas de error cercanas al estado del arte con un método muy sencillo. La herramienta de evaluación propuesta, por otro lado, es un recurso útil para definir mejor el problema, y para evaluar mejor las soluciones propuestas por futuros investigadores. En esta Tesis también se presenta un método para evaluación automática de la interpretación vocal. Usa alineamiento temporal dinámico para alinear la interpretación del usuario con una referencia, proporcionando de esta forma una puntuación de precisión de afinación y de ritmo. La evaluación del sistema muestra una alta correlación entre las puntuaciones dadas por el sistema, y las puntuaciones anotadas por un grupo de músicos expertos

Final Research Report on Auto-Tagging of Music

The deliverable D4.7 concerns the work achieved by IRCAM until M36 for the “auto-tagging of music”. The deliverable is a research report. The software libraries resulting from the research have been integrated into Fincons/HearDis! Music Library Manager or are used by TU Berlin. The final software libraries are described in D4.5. The research work on auto-tagging has concentrated on four aspects: 1) Further improving IRCAM’s machine-learning system ircamclass. This has been done by developing the new MASSS audio features, including audio augmentation and audio segmentation into ircamclass. The system has then been applied to train HearDis! “soft” features (Vocals-1, Vocals-2, Pop-Appeal, Intensity, Instrumentation, Timbre, Genre, Style). This is described in Part 3. 2) Developing two sets of “hard” features (i.e. related to musical or musicological concepts) as specified by HearDis! (for integration into Fincons/HearDis! Music Library Manager) and TU Berlin (as input for the prediction model of the GMBI attributes). Such features are either derived from previously estimated higher-level concepts (such as structure, key or succession of chords) or by developing new signal processing algorithm (such as HPSS) or main melody estimation. This is described in Part 4. 3) Developing audio features to characterize the audio quality of a music track. The goal is to describe the quality of the audio independently of its apparent encoding. This is then used to estimate audio degradation or music decade. This is to be used to ensure that playlists contain tracks with similar audio quality. This is described in Part 5. 4) Developing innovative algorithms to extract specific audio features to improve music mixes. So far, innovative techniques (based on various Blind Audio Source Separation algorithms and Convolutional Neural Network) have been developed for singing voice separation, singing voice segmentation, music structure boundaries estimation, and DJ cue-region estimation. This is described in Part 6.EC/H2020/688122/EU/Artist-to-Business-to-Business-to-Consumer Audio Branding System/ABC D