YourMT3+: 音楽転写技術の進歩
新しいシステムが、マルチ楽器の音楽転写の精度と効率を向上させたよ。
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目次
自動音楽譜面化 (AMT) って、音楽の音声録音を楽譜とかデジタルスコアみたいな書面形式に変えるプロセスのことだよ。この作業には、いろんな楽器やその音符を認識する必要があって、結構複雑なんだ。AMTは、バックトラックの作成とか、ミュージシャンの練習を手伝ったり、音楽のパフォーマンスを評価するのに役立つんだ。
複数楽器の譜面化の課題
AMTの主な難しさのひとつは、複数の楽器が同時に演奏しているとき、特にボーカルが絡む場合にどう対処するかってこと。これが複数楽器の譜面化って呼ばれるやつで、各楽器を正確に特定して記譜するのが難しいんだ。特に、モデルを効果的にトレーニングするためのアノテーションデータがあまりない場合がね。今あるデータセットの多くは、全楽器を完全にカバーしてないから、研究者や開発者が良い譜面化システムを作るのが難しくなってるんだ。
YourMT3+の紹介
この記事では、複数楽器の音楽譜面化を改善するために作られた新しいシステム、YourMT3+について話すよ。これは前のモデルを基にして、いくつかの高度なテクニックを導入しているんだ。YourMT3+の主な目的は、複数の楽器が関わる音楽をよりよく認識して譜面化することだよ。
モデルの強化
YourMT3+は、以前のモデルに比べていくつかの重要な変更を加えてる。ひとつの大きな特徴は、より高度なエンコーダーを使用していること。初期のモデルは複雑な音声信号を扱うのに限界があったけど、YourMT3+は新しいアプローチを使って、より良くパフォーマンスできるようになってる。このエンコーダーは音声入力を解釈して、譜面化の準備をする役割を持ってるんだ。
モデルには、未完成のデータを処理できるより柔軟なデコーダーも含まれてるよ。これは特に便利で、時々音声データにすべての楽器に対する必要なアノテーションがない場合でも、YourMT3+は欠けている情報があっても正確な譜面化を生成できるように改善されてるんだ。
データ増強技術
YourMT3+はパフォーマンスをさらに向上させるために、データ増強を利用してる。このテクニックは、既存のデータを変更したり、異なる音声セグメントをミックスすることで新しいトレーニング例を作るんだ。例えば、特定の楽器をミュートして、いろんなシナリオをシミュレートすることができる。こうすることで、モデルは様々なコンテキストで楽器を認識できるようになるんだ。
インストローク内の増強
インストローク内の増強は、録音の中の個々のトラックを操作することに焦点を当ててる。特定の部分をランダムにミュートしたり変更することで、モデルは特定の楽器を無視するか、集中するかを学ぶことができて、譜面化の精度を向上させるのに役立つんだ。この方法は、モデルに多様なトレーニングデータを提供して、より頑丈になるようにしてる。
クロスデータセット増強
クロスデータセット増強はさらに一歩進んで、異なるソースからの音をミックスするんだ。つまり、いろんなデータセットのトラックを組み合わせて新しいトレーニング例を作ることができる。様々な音に対してトレーニングすることで、モデルは特定の種類の音声に偏る可能性が低くなるんだ。これにより、一般化能力が向上して、現実の条件でもうまく機能するようになるんだよ。
モデルの評価
YourMT3+が開発された後、パフォーマンスを評価するための徹底的なテストが行われたよ。モデルは、他の譜面化モデルとの効果を比較するために、複数の公開データセットで評価されたんだ。結果は、YourMT3+が競争力を持っていて、既存のシステムよりも多くのケースで良いパフォーマンスを示したことを示しているんだ。
他のモデルとのベンチマーク
以前のモデルとの比較では、YourMT3+は多様なデータセットにおいて一貫して好ましい結果を示したよ。例えば、ポップ音楽の録音をうまく譜面化することができた。ただし、ボーカルを正確に譜面化する能力には限界があるって指摘されているんだ。
モデルは構造化されたデータセットでは良いパフォーマンスを示したけど、ライブ音楽やうまくミックスされていない録音に対しては苦戦した。この問題は、異なる音楽スタイルで高い譜面化精度を達成するためにまだ抱えている課題を浮き彫りにしているんだ。
結果と観察
実験の結果、YourMT3+は多くの点で以前のモデルを上回っていたよ。いろんな音声入力を効果的に管理できて、複数の楽器がある音楽を譜面化する能力も示した。ただ、どのモデルにも言えることだけど、特定の分野ではさらに改善が必要だったね。
異なる音楽ジャンルでのパフォーマンス
YourMT3+は強い結果を示したけど、特に構造的な環境、つまりクラシック音楽やジャズ音楽みたいに分けやすいものでは特に優れていたんだ。ポップ音楽、特に録音がクリアじゃなかったり、うまく制作されてないときはもっと課題があった。この制限は、モデルは高い能力を持っているけど、より多様な音声入力を扱うには成長の余地があることを示唆しているんだ。
結論
まとめると、YourMT3+は自動音楽譜面化の分野での進歩を表しているよ。その革新的な機能とデータ増強戦略は、その能力を高めて、複雑な音声録音を複数の楽器で効果的に扱えるようにしているんだ。
ボーカルや特定のジャンルの譜面化に対するいくつかの課題があるにしても、このモデルは新しいベンチマークを設定したんだ。今後の研究では、システムをさらに洗練させ、精度を改善し、いろんな音楽スタイルにおける適用性を広げることに焦点を当てるといいね。
モデル設計やトレーニング方法の強化を通じて、音楽とのインタラクションや譜面化の方法を変革する可能性は大きいんだ。さらに改善が進むにつれて、YourMT3+みたいなツールは、ミュージシャンや教育者、音楽譜面化に興味がある人にとって欠かせない存在になるかもしれないね。
YourMT3+の探求は、音楽技術における継続的な革新の重要性を強調していて、今後は譜面化がさらにアクセスしやすく、信頼できるものになる未来を示唆してるんだ。
タイトル: YourMT3+: Multi-instrument Music Transcription with Enhanced Transformer Architectures and Cross-dataset Stem Augmentation
概要: Multi-instrument music transcription aims to convert polyphonic music recordings into musical scores assigned to each instrument. This task is challenging for modeling as it requires simultaneously identifying multiple instruments and transcribing their pitch and precise timing, and the lack of fully annotated data adds to the training difficulties. This paper introduces YourMT3+, a suite of models for enhanced multi-instrument music transcription based on the recent language token decoding approach of MT3. We strengthen its encoder by adopting a hierarchical attention transformer in the time-frequency domain and integrating a mixture of experts (MoE). To address data limitations, we introduce a new multi-channel decoding method for training with incomplete annotations and propose intra- and cross-stem augmentation for dataset mixing. Our experiments demonstrate direct vocal transcription capabilities, eliminating the need for voice separation pre-processors. Benchmarks across ten public datasets show our models' competitiveness with, or superiority to, existing transcription models. Further testing on pop music recordings highlights the limitations of current models. Fully reproducible code and datasets are available at \url{https://github.com/mimbres/YourMT3}
著者: Sungkyun Chang, Emmanouil Benetos, Holger Kirchhoff, Simon Dixon
最終更新: 2024-07-05 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2407.04822
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2407.04822
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。
参照リンク
- https://github.com/magenta/mt3
- https://colab.research.google.com/drive/1AgOVEBfZknDkjmSRA7leoa81a2vrnhBG?usp=sharing
- https://github.com/mimbres/YourMT3
- https://pytorch.org/audio
- https://github.com/deezer/spleeter/wiki/2.-Getting-started#using-2stems-model
- https://youtu.be/9E82wwNc7r8?si=I-WyfwJXCBDY2reh
- https://github.com/google-research/text-to-text-transfer-transformer
- https://github.com/benadar293/benadar293.github.io
- https://www.music-ir.org/mirex/wiki/2020:Singing_Transcription_from_Polyphonic_Music
- https://github.com/magenta/note-seq
- https://github.com/craffel/pretty-midi
- https://github.com/mido/mido