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본 연구에서는 내용 기반 음악 정보 검색 시스템의 검색 속도를 증진하기 위해 음악의 대표 선율인 주제 선율을 추출하여 주제 선율 색인을 구성하고 이를 이용한 효율적인 내용 기반 음악 정보 검색 기법을 제안하였다. 추출된 주제 선율을 다차원 공간 색인 기법인 M-tree를 이용하여 주제 선율 색인으로 구성하기 위해 주제 선율의 평균 음 높이 변화량과 평균 음 길이 변화량을 이용하였으며 검색의 정확도를 증진하기 위해 음 높이 변화 패턴을 요약한 높이 시그니처와 음 길이 변화 패턴을 요약한 길이 시그니처를 이용하였다. 또한 제안된 내용 기반 음악 정보 검색 기법에서는 사용자의 질의 선율로부터 질의 선율의 패턴 정보를 구성하고 M-tree의 k-근접 검색 및 범위 검색 기법을 이용하여 사용자의 질의 선율과 유사한 주제 선율을 포함하고 있는 음악 정보를 검색한다. 검색된 결과로부터 순위 부여한 후 사용자 피드백을 하여 사용자의 만족도를 증진하기 위한 특성을 포함하도록 하였다. 또한, 본 논문에서 제안된 주제 선율 색인 기법 및 내용 기반 검색 기법을 포함한 내용 기반 음악 정보 검색 시스템의 프로토타입을 구현하여 제안된 기법의 실효성을 입증하였다.


In this paper, an automatic construction method of theme melody index for large music database and an associative content-based music retrieval mechanism in which the constructed theme melody index is mainly used to improve the users' response time are proposed. First, the system automatically extracted the theme melody from a music file by the graphical clustering algorithm based on the similarities between motifs of the music. To place an extracted theme melody into the metric space of M-tree, we chose the average length variation and the average pitch variation of the theme melody as the major features. Moreover, we added the pitch signature and length signature which summarize the pitch variation pattern and the length variation pattern of a theme melody, respectively, to increase the precision of retrieval results. We also proposed the associative content-based music retrieval mechanism in which the k-nearest neighborhood searching and the range searching algorithms of M-tree are used to select the similar melodies to user's query melody from the theme melody index. To improve the users' satisfaction, the proposed retrieval mechanism includes ranking and user's relevance feedback functions. Also, we implemented the proposed mechanisms as the essential components of content-based music retrieval systems to verify the usefulness.