THE THAI CLASSICAL MUSIC PITCH RECOGNITION ALGORITHM BASED ON THE POLYNOMIAL REGRESSION METHOD

Abstract

Thai Classical Music has its own standards for pitch frequency and frequency range that differ from Western music. Therefore, applying Western note identification algorithms to Thai Classical Music results in inaccurate note identification, especially when used for creating musical signatures for retrieval or similarity comparison. Furthermore, the pitch frequencies of Thai Classical Music vary across different standards. This research proposes a new algorithm for identifying notes in Thai Classical Music based on a regression method. Using a dataset compiled from textbooks and musical pieces from various sources, the researchers derived an equation to identify the pitch frequencies of Thai musical notes. This equation was then used to generate a new frequency table, referencing the sequence of notes on a piano. The signature creation process for retrieval begins by segmenting the audio data into smaller parts, then applying the Fast Fourier Transform (FFT) to convert each segment into frequency data. The peak frequency is extracted from the one-sideband frequency data is analyzed to identify peak frequencies, which are then matched with a proposed frequency table to determine the corresponding musical notes. These notes are then concatenated into a character string, forming the signature of the piece. The experimental results from developing a music retrieval system and comparing the proposed method to the conventional Western-based approach revealed that the Western method achieved an accuracy of 70.19%, whereas the proposed method attained 72.53%, demonstrating a satisfactory performance improvement.

ดนตรีไทยเดิมมีมาตรฐานของความถี่เสียงและช่วงความถี่ที่แตกต่างจากดนตรีสากล ซึ่งหากนำขั้นตอนวิธีระบุตัวโน้ตแบบตะวันตกมาใช้กับดนตรีไทยเดิมจะส่งผลให้การระบุตัวโน้ตเพื่อใช้สำหรับสร้างเอกลักษณ์สำหรับการค้นคืนหรือเปรียบเทียบความคล้ายของเพลงไม่แม่นยำ ความถี่ตัวโน้ตของดนตรีไทยเดิมก็มีหลายมาตรฐานแตกต่างกัน งานวิจัยนี้ได้นำเสนอขั้นตอนวิธีการระบุตัวโน้ตดนตรีไทยเดิมโดยใช้วิธีใหม่บนพื้นฐานของการถดถอย จากชุดข้อมูลที่ผู้วิจัยได้รวบรวมมาจากตำราและบทเพลงจากหลายแหล่งจึงได้สมการที่ใช้ระบุความที่เสียงของโน้ตดนตรีไทยเดิม จากนั้นจึงนำสมการนี้ไปสร้างตารางความถี่ตัวโน้ตขึ้นมาใหม่โดยอ้างอิงลำดับตัวโน้ตของเปียโน ขั้นตอนวิธีการสร้างเอกลักษณ์สำหรับสืบค้นเริ่มจากการแยกข้อมูลเสียงดนตรีออกเป็นส่วนย่อย จากนั้นจึงนำข้อมูลส่วนย่อยนี้ไปแปลงเป็นความถี่ด้วยวิธีแปลงฟูริเยร์แบบเร็ว จากนั้นจึงนำข้อมูลความถี่เสียง 1 แถบความถี่เสียง มาหาจุดสูงสุด และนำความถี่สูงสุดนั้นไปเทียบจากตารางความถี่ที่นำเสนอ จะได้เป็นตัวโน้ต จึงนำข้อมูลนี้มาร้อยต่อกันเป็นสายอักขระเพื่อใช้เป็นเอกลักษณ์ของเพลง จากการทดลองสร้างระบบค้นคืนเพลง โดยเปรียบเทียบระบบที่นำเสนอกับวิธีการของดนตรีสากลพบว่า วิธีการของดนตรีสากลได้ประสิทธิภาพร้อยละ 70.19 และระบบที่นำเสนอมีประสิทธิภาพร้อยละ 72.53 ซึ่งได้ผลในระดับที่น่าพอใจ