PENCARIAN MELODI PADA FILE MIDI

Transkripsi

1 PENCARIAN MELODI PADA FILE MIDI TESIS Karya Tulis Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh Eddo Fajar N Program Studi Magister Informatika Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi Bandung 2008

2 ABSTRAK PENCARIAN MELODI PADA FILE MIDI oleh Eddo Fajar N Pada umumnya, pencarian terhadap sebuah file MIDI dilakukan dengan cara melihat nama file atau melihat metadata di dalam file MIDI tersebut. Pencarian terhadap file MIDI berdasarkan melodi yang diinginkan harus dilakukan berdasarkan isi (content) dari file MIDI tersebut. Pada pencarian terhadap file MIDI berdasarkan melodi, pengguna memasukkan query berupa melodi dan sistem akan mencari file MIDI mana saja yang memiliki potongan melodi yang paling mirip dengan melodi yang di-query-kan oleh pengguna. Melodi yang dijadikan query bersifat monofonik sedangkan melodi pada file MIDI bersifat polifonik. Karena itu, melodi pada file MIDI perlu dikonversi menjadi melodi monofonik supaya dapat dibandingkan dengan melodi yang dijadikan query. Pembandingan anara dua melodi dilakukan dengan cara menghitung derajat ketidakmiripan antara kedua melodi tersebut. Jika nilai derajat ketidakmiripan yang dihasilkan semakin kecil, maka kedua melodi yang dibandingkan semakin mirip. Jika nilai derajat ketidakmiripan sama dengan nol, maka kedua melodi tersebut sama. Ada dua metode pembandingan melodi yang digunakan, yaitu pembandingan per birama dan pembandingan per nada. Pencarian dengan pembandingan melodi per birama lebih cepat tapi sangat sensitif terhadap posisi melodi dalam birama. Pencarian dengan pembandingan melodi per nada lebih akurat daripada metode pembandingan melodi per birama tapi membutuhkan waktu lebih lama. Kata Kunci: MIDI, music information retrieval, pencarian melodi, derajat ketidakmiripan.

3 ABSTRACT SEARCHING MELODIES IN MIDI FILES by Eddo Fajar N Searching a MIDI file is generally done by looking at its file name or the metadata/tags inside it. Searching a MIDI file melodically must be done by looking at its content. When searching a MIDI file melodically, the user inputs a melody as a query. The system will then search for MIDI files that contain the most similar melodies compared to the query. The queried melody is monophonic while melodies contained in MIDI files are polyphonic. Therefore, melodies in the MIDI files must be converted to monophonic in order to enable comparison. The comparison of two melodies is done by calculating their dissimilarity factor. The smaller the dissimilarity factor, the more similar the two melodies are. If the dissimilarity factor equals to zero, then the two melodies are identical. There are two comparison methods used, i.e. bar per bar comparison and note per note comparison. Bar per bar comparison is faster but is very fussy about where the melody lies in the bar. Note per note comparison is more accurate but takes longer to search. Keywords: MIDI, music information retrieval, melody searching, dissimilarity factor.

4 LEMBAR PENGESAHAN PENCARIAN MELODI PADA FILE MIDI oleh Eddo Fajar N Program Studi Magister Informatika Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Institut Teknologi Bandung Telah disetujui sebagai tesis. Bandung, 30 Juni 2008 Pembimbing, (Ir. Dwi H. Widyantoro, M.Sc., Ph.D. )

5 PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

6 This I present for my ego!

7 PRAKATA Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kepada Allah SWT yang Maha Besar, Maha Agung dan Maha Kuasa karena dengan rahmat dan ridha-nyalah penulis dapat menyelesaikan penyusunan tesis ini. Selama penyusunan tesis ini, penulis mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ir. Dwi H. Widyanto, M.Sc., Ph.D. sebagai pembimbing, atas segala saran dan bimbingannya selama penyusunan tesis ini. 2. Dr. Oerip S. Santoso, M.Sc. selaku penguji pada review proposal, prasidang dan sidang tesis. 3. Dra. Harlili, M.Sc. selaku penguji pada seminar tesis. 4. Dr. Eng. Ayu Purwarianti, S.T, M.T. selaku penguji pada sidang tesis. 5. Dr. Benhard Sitohang selaku dosen wali penulis. 6. Kedua orang tua, kakak dan adik penulis. 7. Rekan-rekan mahasiswa S-2 program studi Teknik Informatika ITB angkatan 2005 dan Akhir kata penulis memohon maaf apabila tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis berharap tesis ini ada manfaatnya baik bagi pembaca ataupun bagi penulis sendiri. Bandung, 27 Juni 2008 Eddo Fajar N.

8 DAFTAR ISI ABSTRAK... ii ABSTRACT... iii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS v PRAKATA vii DAFTAR ISI viii DAFTAR TABEL DAN GAMBAR... xi DAFTAR SINGKATAN... xiv BAB I PENDAHULUAN... I-1 I.1 Latar Belakang... I-1 I.2 Rumusan Masalah... I-4 I.3 Tujuan.. I-4 I.4 Batasan. I-5 I.5 Metodologi... I-5 I.6 Sistematika Pembahasan... I-6 I.7 Istilah Dan Tipografi... I-6 BAB II DASAR TEORI... II-1 II.1 Music Information Retrieval... II-1 II.2 Perkembangan Music Information Retrieval II-4 II.3 Pencarian Melodi... II-6

9 II.4 File MIDI... II-8 II.4.1 Chunk... II-9 II Chunk MTHd (Header).. II-10 II Chunk MTrk (Track)... II-11 II Variable Length Quantity.. II-12 II.4.2 Event... II-12 II MIDI Event... II-13 II Meta Event. II-15 II SysEx Event... II-19 II.4.3 Representasi Durasi Nada.. II-20 II.5 Konversi Melodi Polifonik Menjadi Melodi Monofonik... II-21 BAB III ANALISIS.. III-1 III.1 Konversi Melodi Pada File MIDI Menjadi Melodi Monofonik. III-5 III.2 Pemetaan Melodi Ke Diagram Fungsi Interval Waktu..... III-6 III.3 Pembandingan Melodi.... III-7 BAB IV PERANCANGAN. IV-1 IV.1 Spesifikasi Sistem.. IV-1 IV.2 Perancangan Sistem... IV-2 IV.3 Perancangan Algoritma... IV-2 IV.3.1 Perancangan Algoritma Konversi Melodi Polifonik Pada File MIDI Menjadi Melodi Monofonik... IV-3 IV.3.2 Perancangan Algoritma Menerima Masukan Query... IV-12

10 IV.3.3 Perancangan Algoritma Pembandingan Melodi Query Dengan Melodi Monofonik Hasil Konversi... IV-13 IV.4 Perancangan Antarmuka.. IV-20 IV.4.1 Perancangan Antarmuka Konversi Melodi. IV-21 IV.4.2 Perancangan Antarmuka Pencarian Melodi... IV-21 BAB V EVALUASI... V-1 V.1 Implementasi Perangkat Lunak V-1 V.2 Pengujian Perangkat Lunak.. V-2 V.2.1 Pengujian Terhadap Implementasi Konversi Melodi.. V-2 V.2.2 Pengujian Terhadap Pembukaan, Penyuntingan Dan Penyimpanan Query... V-3 V.2.3 Pengujian Terhadap Implementasi Pencarian Melodi. V-4 V.3 Eksperimen... V-4 BAB VI PENUTUP.. VI-1 VI.1 Kesimpulan VI-1 VI.2 Saran.. VI-2 DAFTAR PUSTAKA

11 DAFTAR TABEL DAN GAMBAR Gambar 1.1 Skema Pencarian Melodi. I-2 Gambar 2.1 Gambaran Umum Sistem Music Information Retrieval... II-1 Tabel 2.2 Struktur File MIDI... II-9 Tabel 2.3 Beberapa Reprsesentasi Angka Variable Length Quantity... II-12 Tabel 2.4 Jenis-jenis MIDI Event II-14 Tabel 2.5 Beberapa Jenis Meta Event... II-16 Gambar 2.6 Contoh Melodi... II-22 Gambar 2.7 Hasil Penerapan Alternatif Algoritma I... II-22 Gambar 2.8 Hasil Penerapan Alternatif Algoritma II... II-22 Gambar 2.9 Hasil Penerapan Alternatif Algoritma III..... II-23 Gambar 3.1 Skema Penghitungan Derajat Ketidakmiripan... III-3 Tabel 3.2 Algoritma Penghitungan Derajat Ketidakmiripan Per Birama... III-5 Tabel 3.3 Algoritma Penghitungan Derajat Ketidakmiripan Per Nada... III-5 Gambar 3.4 Contoh Melodi.. III-6 Gambar 3.5 Pemetaan Melodi Ke Diagram Waktu... III-6 Gambar 3.6 Algoritma Pembandingan Melodi... III-8 Gambar 3.7 Contoh Melodi 1... III-9 Gambar 3.8 Contoh Melodi III-9 Gambar 3.9 Pemetaan Melodi 1 Dan Melodi 2 Ke Diagram Koordinat..... III-9 Tabel 4.1 Struktur File.mnf. IV-4

12 Tabel 4.2 Algoritma Konversi Melodi Secara Global.. IV-5 Tabel 4.3 Alternatif Algoritma Konversi Melodi I Pada File MIDI Format 0. IV-6 Tabel 4.4 Alternatif Algoritma Konversi Melodi I Pada File MIDI Format 1. IV-7 Tabel 4.5 Alternatif Algoritma Konversi Melodi II Pada File MIDI Format 0 IV-8 Tabel 4.6 Alternatif Algoritma Konversi Melodi II Pada File MIDI Format 1... IV-9 Tabel 4.7 Alternatif Algoritma Konversi Melodi III Pada File MIDI Format 0 IV-10 Tabel 4.8 Alternatif Algoritma Konversi Melodi III Pada File MIDI Format 1 IV-11 Tabel 4.9 Representasi Melodi... IV-12 Tabel 4.10 Contoh Representasi Query.. IV-12 Tabel 4.11 Representasi List File MIDI Hasil Pencarian... IV-13 Tabel 4.12 Algoritma Membandingkan Melodi Query Dengan Melodi Monofonik IV-15 Tabel 4.13 Algoritma Menghitung Derajat Ketidakmiripan Dengan Pembandingan Per Birama... IV-17 Tabel 4.14 Algoritma Menghitung Derajat Ketidakmiripan Dengan Pembandingan Per Nada...IV-19 Tabel 4.15 Algoritma Menghitung Derajat Ketidakmiripan... IV-20 Gambar 4.16 Rancangan Antarmuka Konversi Melodi. IV-21 Gambar 4.17 Rancangan Antarmuka Pencarian Melodi IV-22 Gambar 5.1 Melodi Intro Pada Lagu Light My Fire (1).mid... V-5 Gambar 5.2 Melodi Intro Pada Lagu Light My Fire (1).mid... V-5 Gambar 5.3 Melodi Intro Pada Lagu Light My Fire (1).mid... V-5 Gambar 5.4 Melodi Intro Pada Lagu Light My Fire (1).mid... V-6

13 Gambar 5.5 Melodi Intro Pada Lagu Light My Fire (1).mid... V-6 Gambar 5.6 Melodi Intro Pada Lagu Light My Fire (1).mid... V-6 Gambar 5.7 Melodi Intro Pada Lagu Light My Fire (1).mid... V-6 Gambar 5.8 Melodi Intro Light My Fire Yang Asli... V-7 Tabel 5.9 Hasil Polling Untuk File MIDI Dengan Melodi Intro Light My Fire Yang Paling Mirip Dengan Aslinya... V-7 Tabel 5.10 Hasil Polling Untuk File MIDI Dengan Melodi Intro Light My Fire Yang Paling Tidak Mirip Dengan Aslinya... V-8 Tabel 5.11 Hasil Pencarian Melodi Yang Paling Mirip Dengan Melodi Intro Light My Fire Dengan Pembandingan Melodi Per Birama... V-8 Tabel 5.12 Hasil Pencarian Melodi Yang Paling Mirip Dengan Melodi Intro Light My Fire Dengan Pembandingan Melodi Per Nada... V-9

14 DAFTAR SINGKATAN Singkatan Nama Pemakaian pertama kali pada halaman MIDI Musical Instrument Digital Interface I-1 IR Information Retrieval II-1 MIR Music Information Retrieval II-1 PPQN Pulse Per Quarter Note II-9