Metadaten und Merkmale zur Verwaltung von Persönlichen Musiksammlungen (Low Res)

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Musikmetadaten und -merkmale Thomas Gängler

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Metadaten und Merkmalezur Verwaltung von

persönlichen Musiksammlungen

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\ Motivation \ Anwendungsfälle \ Musikmerkmale \ Merkmalsextraktion \ Fazit 02 / 24

# Darstellung von Anwendungsfällen im privaten Umfeld:

> Persönliche Musiksammlungen als Anwendungsbereich

# Untersuchung von Audio-Material-Analysetechniken und

-Beschreibungsformen:

> Charakteristische Merkmale und Metadatenstandards

> Prozess der Merkmals- und Metadatenextraktion

> Existierende Lösungen in diesem Bereich

# Konzeption und prototypische Umsetzung einer Audio-

Analyse-Komponente

Aufgabenstellung

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\ Motivation \ Anwendungsfälle \ Musikmerkmale \ Merkmalsextraktion \ Fazit

Agenda

03 / 24

# Motivation

# Anwendungsfälle auf private Musiksammlungen

# Musikmerkmale und -metadaten

# Merkmals- und Metadatenextraktion

# Fazit und Ausblick

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\ Motivation \ Anwendungsfälle \ Musikmerkmale \ Merkmalsextraktion \ Fazit 04 / 24

# Verlagerung in den Bereich digitaler Medien:

� �� ���������� ���������������������������������� ��

> Größe der Sammlungen steigt

�� �� ��� ����������������������������� ������������!

> Erfordern moderne Musikmerkmalsextraktionstechniken

und Informationsanreicherungsmethoden

# Anpassung an die Wahrnehmung des Benutzers

Persönliche Musiksammlungen

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Musikinformationsretrieval

[01]

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\ Motivation \ Anwendungsfälle \ Musikmerkmale \ Merkmalsextraktion \ Fazit 06 / 24

# Ordnen

# Orientieren

# Suchen

# Empfehlen

# Wiedergabelisten- und Mixgenerierung

# Verändern

# Gemeinsam Benutzen

Anwendungsfälle

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\ Motivation \ Anwendungsfälle \ Musikmerkmale \ Merkmalsextraktion \ Fazit 07 / 24

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�� �������&������!���� �����(��&�����������$�����������

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�� '�����!�' ��������$����� ��������$�;����&�����$�

� <�������&��= ������$�������������� ������ $�+++

# Individuelle Strategien: Musikkontext

� �� ?�����������@�������������H�� ������$�� &J����*N�

# Möglichkeit der Mehrfachbelegung von Metadatenfeldern

�� ;�� �Q�����������' ��������8��� ���R��� �������������

> Austausch- und portierbar

Ordnen

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Orientieren

�� "��������!�)���������*�������$�Y�*��&���Z%�Q����

# Modern:

� �� "����8�&���������������!�(��������$�����������$�

Beziehungsnetz

� � �� ,��Z� �������Z?������������ ���Q �����+�^���������

� � �� ' �����������$�Z�� ��$�Z������� ���^���������

� �� "������&���������������!������&�������$�)�����*�������

� � �� ����_ ����� ��&Q�+�� &J����*��%���&���

� �� '�8!�Q+;+�

� � �� �����������`�;�Q��� ������Q�`�Q �=�Q�+�?�����������

� � �� jZqZ^� �� ��{���������������Q���H�������+_�����8�+N

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# Verbalisierte Anfrage:

> Textanfrage H?�}N������gesprochene Anfrage H�R((N

> Stichwortsuche�H?�}N������Suche durch natürliche

Sprache H�R((N�

# Anfrage mit Audioinhalt:

� �� %�������� ����'�������H������$�� ��$�+++N$�"�����$

� � ' ���&�������H�R((N

�� �~&�����%������!

� �� ���&����������%�������`�%����������% ����������H�R((N

# Sehr viel Kontext- und Inhaltsinformationen benötigt

# Anfragen oft unscharf formuliert

Suchen

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�� {�������������������� �!

> Gemeinschaftliches Filtern

> Audiosignalanalyse (Inhaltsbasiertes FilternN

> Metadatenanalyse (Kontextbasiertes FilternN

�� ;�� �Q������� ����� ���H' ����������������N

# Einbeziehung aller Musikmetadatentypen möglich

# Probleme: Popularitätsverzerrung$�Kalt-Start-Problem

# (�� ��!�����*�����"�&��������&Q�+�% �����Z� ���

� <���� ������������������{������������������

� �� Q+;+�@��&��� ����8�������������' �����������������$���

� � *��������������������~���H���������� �������N��

Empfehlen

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# Private Wiedergabeliste vs formaler Mix

> Präzise und vage Angabe von vielfältigen Informationen

# Arten der Wiedergabelistengenerierung:

� �� q �������������������H���+��������� ������������N

� �� ���������������&Q�+����*��!

� � �� %����������Z$�Musikkontext���������$�% �����

�� ^��������Z_;����� ���� �����������%���� ��

Wiedergabelisten und Mixe

[10]

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� �� ���Q �����$�@��������$�%����*�����$��~�������������$�+++

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Gebrauchs- und Benutzungsanalysen

�� ?�������������&��_Q �' ����������

� �� H}���ZN� ������������@��=�Q ����_Z������� ����� ��;������

� � ����J����������' ������������~��

� �� <���Q� �������Q���%���� ������ ����;�� �Q��

> Musikkommentierungsspiele

Verändern

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# Administrative Metadaten:

� �� ;�� �Q������������������������������ ��������������

� �� � ���������������H�����~Z'�� ��N

� �� )�����&���H����������%����*N

> Digitales Ausleihen

Gemeinsam Benutzen

[11]

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�� ;���������� ��$������&��� ���*��� �������������8������� �

und vagen Angaben in verschiedenen Bereichen

> Ausnutzung semantischer Zusammenhänge

�� ;�� �Q�����������%���� ����$������������

# Anforderungen von derzeitig existierenden Programmen zur

� ������� ���*���' ������ ������������������������

Anforderungen

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einfache Audiosignaleigenschaften

angereicherte Audiosignaleigenschaften

Taxonomien

physikalische Beschreibungen

perzeptuelle Eigenschaften raum-zeitliche Struktureigenschaften

Expertentaxonomien Folksonomien

Frequenz, Spektrum, Intensität, Dauer

Grobheit, Einschwingzeit, Lautheit, ...

Tonhöhe, Tondauer,Klangfarbe

Harmonie, Rhythmus, Melodie, Musikvortragsbezeichnungen

Industrietaxonomien, Internettaxonomien

Genre, Stimmung, Instrumente, ...

Musikmerkmale

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�� "���������������������' ����������8�������������

# Arten von Musikgenretaxonomien:

� �� @8�������8������!���������������$�����������$��������

� �� )����������!�9�8�&��$�����������������$�����������

> Ein dritter Ansatz:

� � �� H}���ZN% ����������"������������_Z,� ��� �����

Audiosignaleigenschaften

+ Expertentaxonomien

+ Folksonomien

� � � `� ;�� �Q������

Musikgenretaxonomien

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# Metadatentypen:

� �� R&J����*!�"�������$�' �������������$�%�& �����$�+++�

� �� � &J����*!�' ��������$���� ��$�;���������������$�+++

# Musikmetadatentypen:

� �� ^�������������'��������!�������������_������������������

� � ����������Q+;+������������*��q����$�"�������&��������

� �� " �� ������'��������!�� ����" �� �_�'���� ���Q� ��$��+�+

� � ' ������������"����8���Q+;+�' �������$�=��������"��������

� �� %� ��������'��������!�,� ��������$�}��$�^�~�� �$

� � '������$�"�������&�$�+++

Musikmetadaten

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�� )������& ��������Q����������!�ID3$�+++

�� )���� ��&�=��������Q����������!

> MPEG-Standards: MPEG-7$�MPEG-21

> Ontologien: Music Ontology�����+�@������� ����

# Audiosignalträgerkatalogisierungsdienste:

> CDDB$�freeDB$�MusicBrainz$�Discogs$�Allmusic$�+++

# Musikempfehlungs- und entdeckungsdienste:

> Last.fm$�Pandora$�Amazon$�RockanangoZ���J���$�+++

Musikmetadatenformate und - dienste

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Musikmetadatenformate und -dienste

�� ���������Q ��� ���� ����=�������' ������������~��!

redaktionelle kulturelle akustischeformatgebunden ++ +MPEG-7 und -21 ++ + ++Music Ontology +++ +++ +++CDDB² + + +freeDB +MusicBrainz ++ ++ +Discogs +++ ++Allmusic +++ ++ ++Last.fm ++ +++ +Pandora ++ ++ ++Amazon ++ +Rockanango ++ ++ ++

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Merkmalsextraktion

[12]

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Musikdokument

Audiosignal

Signalabtastung

Analyse-/Texturfenster

Zeit-Frequenz-Transformation

Perzeptionsmodelle

Histogramme

Direkte Statistiken

Spektralstatistiken

Perzeptionsstatistiken

MusikalischerFingerabdruck

STFT, DWT, VRT, ...

Mel-Skala,Bark-Skala

Rhythmus, Tonhöhe,Klangfarbe

Audiosignalextraktion

��� ^���������!

> MARSYAS$�CLAM$�Vamp

# Programmiersprache: ChucK

# Web Services:

> MUSCLE$�Echo Nest

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Musikdokument

Metadaten

Audiosignalanalyse

Metadatenanreicherung

Merkmalsvektoren

Klassifikation, Einordnung, Ähnlichkeiten

Persönliche Musikwissensbasis

Jaudiotagger, TagLib, Aperture,

Echo Nest, ...

Web Services, Suchmaschinen,Musikinformationsseiten, SPARQL-

Endpunkte, lokal bzw. privatenNetzwerk, ...Multivariate

Analysemethoden,Maschinelles Lernen,

Ontologien

Triple bzw. Quad Store,audioDB

Metadatenextraktion

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# Fazit:

> Modellierung des Musikwahrnehmungs- und Verarbeits-

prozesses ist komplex

> Kombination der Merkmalsextraktionstechniken und

� � %���� ����������;�� �Q����������������

� �� �����=���� ���%&����������������� ���*����������

> Ontologiebasiertes Metadatenformat (Music OntologyN�� �

� � �����������& ������ ���Z ��&�=��������Q����������

> Umfangreiche persönliche Musikwissensbasis als

� � ,� �����������&�������;�� �Q �������' ������ ��

Fazit und Ausblick

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Fazit und Ausblick

# Ausblick:

> Implementierung einer persönlichen Musikwissensbasis

> Ausnutzung des Web of Data ����<��������������� ��

> Ontologiebasiertes Musikmetadatenformat in

Musikdokumenten

> Erweiterung der Music Ontology (Wiedergabelisten-

� � �������� ��$�������������������������� ������Q��N

> Optimierung der Extraktionsabläufe (VRT$�+++N� ��

� � @������ ���Z$�"�������������Z� ���^�������������������

> Digitales Ausleihen

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����� ��*���������+��� �������' ����q���������+�����������������' ����}��������~�,�� $����*����������� �)�&��$�� �� ;��������$�����[02] Ausschnitt aufgenommen von der Sicht Cover Flow in iTunes��j��� % ���������� ��������*������!__���+���� ����+��_�������� �*���^�����+�%�q�����& ����' ����?�����������~���+���q�������$�� ����'��~$����*�����~����(�����$���*�&����� ����+������ % ���������� ��������*������!__� ����+� ���� �+�������� % ���������� ��������*������!__���� ���+ �������+��_������ % ���������� ��������*������!__ ����*��~+��_����� % ���������� ��������*������!__���+�� +��_�J�~�_ ������'�_ ������'�+���[09] Ausschnitt aufgenommen von der Sicht ��� ����� in MAGIX MP3 Maker 15����� %����������(�����+�' ���;�8!���*��������������������~� �� ���+�'��������������$�����������%�������� �������� ��������$�'������ ������?����� ������}��������~$�����&�������+[11] Beispiel ist von der Rent-Aktion abgeleitet; siehe � ���!__���Q���+���_���&����_������_���_Y����� ���������+����%�����^�������� }������������+�Y��������' ����&~�(��������+���q�������$�����������%�������� ���������������$�'������ �������� �� ?����� ������}��������~$�����&�������+��j�� ���!__��+���+ ���+��_��&�����_��_��������_ �������������Z������*��+�������� ( ���, ���*����������'��� ���'������+�%�Y� ���������)�������������� ������������������' ����� �������+���q�������$�)�� ���������@����������������*�����������������$���+�����+����� '�������)������ �+�' ����?����������^�����*��$����������������������H�����~&�����N� ��������������~������ �������+�?��?�������������%���������������� �������% ���*�� ���%����*���H?%�%N�Y��������������$�R���$���������$���� ����+����� }�����(��~+�@*�� �������������% ����)��� ��������}����������Q�����������*���' ����^�����*���%���������+�'���������� ������$�?����� ���������������������� ���?��������*���~����$�}��������������*�����=��<���$�<���$�����������$�� q�Q�&�������+����� %�����������+������Q�����+������&���^���� �����}�������Z&�����' ����)��� ���@8�������������������%����������������� ' ����?����������^�����*��+���q�������$�@�����Y�����������(~��$�����+

Bilderverzeichnis

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CDDB ���!__���+���������+��_

freeDB ���!__���+�����&+���_

MusicBrainz ���!__ ���&����Q+���_

Discogs ���!__���+�������+��_

Allmusic ���!__���+��� ���+��_

Last.fm ���!__���+�����+��_

Pandora ���!__���+������+��_

Rockanango ���!__���+������ ���+��_

Amazon ���!__���+��Q��+��_

Musikmetadatendiensteverzeichnis

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MARSYAS ,������}Q��������+�'��� ������$�%���~��������^�����*����~���������% ������ �� � � �������+���q�������$�Y� ������������q�������$��������������*�����~$�����+CLAM ��*����%�������$��� �%� �$�����q�*���,�����+�Y(%'!�%�)������������ � � @������������^����q�*����������Y����Z�������% ����%���������+�?��� � � ���������������%Y'�' ������������$���������������$�������;��&���$�Y���������$��� � � ��%$�R���&�������+Vamp ���!__���+*�� ����+���_ChucK ,��<���$�^�&�����)��&����$���������~�^+�Y���+�Y�&������%���~���������~������� � � �������Y� "�����������(��� ���+�?��������������������������?�������������� �� � � Y� ����' ����Y����������H?Y'YN$�"��������$�q=�����$�����+MUSCLE � ���!__���+ ����Z���+���_EchoNest ���!__���+��������+��_Jaudiotagger ���!__���+J�����+���_J� ���������_����8+J�Aperture� � ���!__���� ��+�� ��������+���_����8+���TagLib� � ���!__��*�����+���+���_��������_�����&+���audioDB ���!__�����+���+����+��+ �_��������_� ����&_

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[13]

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Musikwahrnehmung

[14]

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# Klassisch:

> Facetttennavigation

> Coverbild-Anzeige

Orientieren

[02]

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� ��� ,��Z?������������ ���Q ���������^���������

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Orientieren

[03]

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�� '������H�����8�&���������������N!�����������

� �� ����Z?������������ ���Q ���������^���������

� �� ������������� ���J���$�"���������& ���J���$����������*������

� � *���"�������������������$�+++

Orientieren

[04]

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\ Motivation \ Anwendungsfälle \ Musikmerkmale \ Merkmalsextraktion \ Fazit

�� '������H�����8�&���������������N!�;�Q��� ������Q

� �� ' �����������$�Z�� ��$�Z������� ���Q ���������

� � ^���������

� �� "��������X gehört zu Gruppe Y$�' ���������W ist ein

� � ^��8�*���' �������� V$�+++

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[05]

32 / 24

33 / 24

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�� '������H�������&���������������!N�jZqZ���Q$������&�������

� �� R���*���_ ����� ��&Q�+�� &J����*��%���&��

� �� (� ���=���$�}��$�,����������$�?���� ������ ��$�+++

Orientieren

[06]

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�� '������H�������&���������������N!�)�����*�������

� �� ��� ��$�}��Q&������$�+++

Orientieren

[07]

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�� '�8!�����������$�;�Q��� ������Q$�Q �=�Q������?�����������

Orientieren

[08]

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�� '�8!�jZqZ^� �H������������ ���*���%�����$�,��.�$�)��&�N

� �� {���������������Q��

Orientieren

[09]

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Musikmerkmale und -metadaten

[15]

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# Rhythmus-Muster�H�&��N���Rhythmus-Histogramm�H ����N

^�~�� ���������

[16]

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Klangfarbenhistogramm

# VRT-Spektrogramm zur Klangfarbenrepräsentation [17]

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Metadatenextraktion

# Metadatenextraktion aus Musikdokumenten:

� �� �� ���������$�TagLib$�Echo Nest

# Metadatenanreicherung durch Informationssuche:

> Web Services$�� ����������$�SPARQL-Endpunkte

� �� (�����&Q�+���*��������Q�����

�� "������������$�� ���� ��� ���{������������!

� �� ' ���*�������%���~����������HY� ����$�'q�$�"��$�+++N

� �� '������������(������H�''$���'$�Boosting$�+++N

> Ontologien (Similarity Ontology$�+++N

# Persönliche Musikwissensbasis

> Quad Store$�audioDB

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\ Motivation \ Anwendungsfälle \ Musikmerkmale \ Merkmalsextraktion \ Fazit 42 / 24

SPARQL-Anfrage

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Page 43: Metadaten und Merkmale zur Verwaltung von Persönlichen Musiksammlungen (Low Res)

Musikmetadaten und -merkmale Thomas Gängler

Belegarbeit - Verteidigung

\ Motivation \ Anwendungsfälle \ Musikmerkmale \ Merkmalsextraktion \ Fazit

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