Multimodal music information processing and retrieval: survey and future challenges

Towards improving the performance in various music information processing tasks, recent studies exploit different modalities able to capture diverse aspects of music. Such modalities include audio recordings, symbolic music scores, mid-level representations, motion, and gestural data, video recordings, editorial or cultural tags, lyrics and album cover arts. This paper critically reviews the various approaches adopted in Music Information Processing and Retrieval and highlights how multimodal algorithms can help Music Computing applications. First, we categorize the related literature based on the application they address. Subsequently, we analyze existing information fusion approaches, and we conclude with the set of challenges that Music Information Retrieval and Sound and Music Computing research communities should focus in the next years

Lyrics-to-Audio Alignment and its Application

Automatic lyrics-to-audio alignment techniques have been drawing attention in the last years and various studies have been made in this field. The objective of lyrics-to-audio alignment is to estimate a temporal relationship between lyrics and musical audio signals and can be applied to various applications such as Karaoke-style lyrics display. In this contribution, we provide an overview of recent development in this research topic, where we put a particular focus on categorization of various methods and on applications

Linking Sheet Music and Audio - Challenges and New Approaches

Score and audio files are the two most important ways to represent, convey, record, store, and experience music. While score describes a piece of music on an abstract level using symbols such as notes, keys, and measures, audio files allow for reproducing a specific acoustic realization of the piece. Each of these representations reflects different facets of music yielding insights into aspects ranging from structural elements (e.g., motives, themes, musical form) to specific performance aspects (e.g., artistic shaping, sound). Therefore, the simultaneous access to score and audio representations is of great importance. In this paper, we address the problem of automatically generating musically relevant linking structures between the various data sources that are available for a given piece of music. In particular, we discuss the task of sheet music-audio synchronization with the aim to link regions in images of scanned scores to musically corresponding sections in an audio recording of the same piece. Such linking structures form the basis for novel interfaces that allow users to access and explore multimodal sources of music within a single framework. As our main contributions, we give an overview of the state-of-the-art for this kind of synchronization task, we present some novel approaches, and indicate future research directions. In particular, we address problems that arise in the presence of structural differences and discuss challenges when applying optical music recognition to complex orchestral scores. Finally, potential applications of the synchronization results are presented

Soft Dynamic Time Warping for Multi-Pitch Estimation and Beyond

Many tasks in music information retrieval (MIR) involve weakly aligned data, where exact temporal correspondences are unknown. The connectionist temporal classification (CTC) loss is a standard technique to learn feature representations based on weakly aligned training data. However, CTC is limited to discrete-valued target sequences and can be difficult to extend to multi-label problems. In this article, we show how soft dynamic time warping (SoftDTW), a differentiable variant of classical DTW, can be used as an alternative to CTC. Using multi-pitch estimation as an example scenario, we show that SoftDTW yields results on par with a state-of-the-art multi-label extension of CTC. In addition to being more elegant in terms of its algorithmic formulation, SoftDTW naturally extends to real-valued target sequences.Comment: Accepted at ICASSP 202

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