사비오 칼럼

Mathematica 9으로 하는 음악 연구

By James H. Choi
http://Korean.SabioAcademy.com
원문출처

Mathematica 9 에는 내가 언제부터인가 학수고대하던 기능이 드디어 포함 되었다.  이 중요한 기능이건만 하도 다른 혁신적인 기능이 새로 등장하는 바람에 정작 이 중요한 기능은 광고에 나오지도 않는다.

이 기능은 음악을 연구하는데 아주 중요하다.  예를 들어 음악이 바하의 곡인지 모짜르트의 곡인지 자동으로 구분하는 인공 지능 알고리즘을 만들어 내는 연구를 하기 위해서는 컴퓨터에게 입력시킬 수 있는 바하의 음악과 모짜르트의 음악이 필요하다.

한데 이 재미있는 연구를 하기 위해서는 첫 난관이 있으니 어떻게 그 많은 음악을 컴퓨터에게 어떤 노트가 어떤 음으로 얼마나 오래 지속되었는가를 입력하냐는 것이다.  악보를 자동으로 읽어 낸다면 해결이 되겠다.  내가 멘토한 학생 Hyunjoon Song 이 한 연구가 바로 이 악보를 스캔해서 인식하는 연구였는데 이 연구로 ISEF에서 4등을 수상했다.  하지만 아직도 수많은 font와 크기와 style로 인쇄된 악보를 다 인식한다는 것은 아직 요원한 단계이다.

하지만 해결책은 아주 간단하다.  인쇄된 책 ↔ Word file 에 해당되는 악보 ↔ MIDI file 이 있다.  즉 MIDI (Musical Instrument Digital Interface)란 컴퓨터에게 모든 음표의 높이, 길이 그리고 강도를 정확히 전달해 주는 file이다.  명곡은 이미 거의 다 MIDI로 나와 있기 때문에 이 파일만 읽어낼 수 있다면 단숨에 모든 명곡의 모든 음표를 내 손에 거머쥐게 되는 것이다.

Mathematica 는 여태까지 MIDI file을 생성을 할 수 있었지만 읽지는 못했다.  위에 언급한 Hyunjoon Song도 이 MIDI export 기능을 사용하여 자신이 읽은 악보를 연주할 수 있었다.  한데 이 학수고대하던 MIDI file import 기능이 이번 Mathematica 9에 조용히 등장한 것이다.  그동안 Wolfram Research에 이 기능이 필요하다고 수차 건의하고 “기능이 만들어지면 알려 드리겠습니다”라는 email도 받았는데 약속 어기고 통지도 없이 조용히 등장했다.  http://reference.wolfram.com/mathematica/ref/format/MIDI.html

내가 가르치는 학생 중에 음악에 심취한 학생이 많다.  이들은 과학 연구를 해도 음악과 관계 된 것을 하여 님도 보고 뽕도 따려고 한다.  이번 MIDI file을 읽는 기능과 함께 이 학생들에게는 엄청난 자료의 세계가 열린 것이고 그 방대한 자료로 무엇을 어떻게 연구 할 것인가는 각 학생이 즐겁게 고심해야 할 일이다.

이 글의 영어버젼: Musicology Research with Mathematica 9

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