1.1.1 MIDI : MIDI는 Musical Instrument Digital Interface의 약자로 한국어로 하면 전자 악기 디지털 인터페이스라 한다. 전자악기나 전자 음원과 컴퓨터를 접속하여 연주할 때의 인터페이스 규격이다. 1982년 오버하인(Oberhein)사 등 몇 개 회사의 제안에 따라 전자 악기 디지털 인터페이스 제조 업체 협회(MMA)등의 조직이 결성되어 규격의 발전과 표준화를 위한 작업을 진행하였다. 5핀의 독일 표준화 기구 접속기가 붙어있는 전자 악기 디지털 인터페이스 케이블로 전자 악기나 전자 음원과 컴퓨터를 접속하여 8비트로 구성되는 연주 데이터를 비동기 방식으로 직렬 전송하여 동작시키는 개념이다
1.1.2 악보 : 음악을 기호 ·문자 ·숫자 등으로 기보법에 따라 가시적으로 적은 것.음악은 본래 시간적 예술로서 순간마다 생기는 음으로 이루어지는데, 이것을 곧 연주 ·감상 등의 근거로, 또는 기억 ·보존 ·학습 등의 목적으로 공간적 ·시각적인 형태로 옮겨놓는 것이다
1.1.3 사보 프로그램 : 악보인식 프로그램의 대표적인 예로 Finale 시리즈와 PhotoScore 라는 것이 있습니다. Finale 시리즈는 예로부터 사보하는 사람들이 주로 사용하는 프로그램이었고, PhotoScore는 Sibelius 라는 사보 프로그램에서 사용하는 안보 인식 프로그램 이다. 2000년 전에는 Finale 시리즈가 사랑받았지만 그후 Sibelius 가 후발주자로 나왔으며 두 프로그램 간의 경쟁 구도가 그려지고 있다고 한다. Finale 2011의 경우 가격은 $300~$600 Sibelius의 경우 $120~$899 의 가격선을 갖고 있으며 국내에서는 판매되고 있지 않다.
1.1.4 악보인식프로그램 : 이미지파일 혹은 midi파일을 읽고, 악보형태로 보여주고, 편집과 음악 재생이 가능한 프로그램이다. 악보인식 프로그램의 예로 Finale , PhotoScore ,PDFtoMusic, SmartScore X Pro, NoteWorthy Composer등이 있다.
1.1.5 국내 교육용 피아노 프로그램 : 국내에는 교육용 피아노 프로그램으로 ‘투시 피아노’ 라 하는 프로그램이 존재한다. 해당 프로그램은 MIDI 파일을 불러와 악보를 그려주고 지시선이 움직임에 따라 피아노를 따라 칠 수 있게끔 해주는 소프트 웨어이다. 해당 소프트 웨어는 스캔한 악보를 인식하거나 편집하는 기능은 지원해 주지않고 오로지 MIDI파일 을 악보로 보여주며 템포조절, 마디반복,오른손, 왼손 반음 표시 기능 을 갖고있다. 가격은 \38,000 이다.
1.2제안 동기
현재 국내 나와있는 교육용 피아노 프로그램은 단 한 개 뿐이며, 그 기능이 MIDI 불러와 악보를 찍어주고연주해주는 방식의 기능만 지원해 주고있다. 사용자가 만일 기존의 악보를 갖고 있고 MIDI File을 갖고 있지 않은 상태라면, 해당곡 을 교육용 피아노 프로그램으로 연주 할 수 없게 될 것이다. 그리고 실질 적으로 개인적인 레슨비를 들여 교육을 받지 않으면 악보를 학습할 수 있는 기회를 잃게 될 것이다. 국내에 있는 이런 소프트웨어를 더욱 발전 하려면 악보 인식이라는 알고리즘을 사용하여 기존의 인쇄된 악보를 프로그램 형식으로 만들어 사용하면 교육용으로 쓸 수 있으며,파일을 지우기 전 까지는 영구 보존할 수 있겠다는 생각을 하게 되었다. 이후 악보 인식 프로그램에 대하여 찾아 보았는데 국내에는 악보 인식에 대하여 논문등 연구 이력은 있으나 실제로 소프트 웨어가 출시된 적은 없으며, 꾸준한 연구가 이루어 지지 않는다고 한다. 해외에는 이미 악보를 인식하는 프로그램이 있는데 대표적으로 Finale와 PhotoScore 가 있는데 이를 사용한 결과는 다음과 같다.
눈의 꽃 이라는 악보의 일부분이다.
위의 악보를 PhotoScore(demo)로 인식한 결과
위의 악보를 Finale 2009(demo)로 인식한 결과
PhotoScore 같은 경우 오선 조차 인식을 못하였으며, Finale 의 경우 인식은 하였으나 인식률에서 크게 떨어졌다. 이와 같은 사항으로 인해 교육용 소프트 웨어에서 악보를 인식할 수 있으며, 해당악보를 학습을 할 수 있는 소프트웨어를 개발 하는데에 중점을 두어 생각하게 되었다.
1.3프로젝트 소개
본 프로젝트의 첫번째 목적은 피아노 교육용 소프트 웨어 이다, MIDI 파일을 불러와 악보를 그려주고, 그 악보에 맞추어 연주를 할 수 있도록 도와 주는 것이다. 또한, 악보를 직접 편집할 수 있으며, 편집한 악보를 소장 할 수 있는 것이다. 그리고 인쇄된 악보를 스캔을 하여 스캔된 파일을 인식한뒤 프로그램의 형식에 맞게 악보를 그려주는 것이다. 인식된 악보를 파일형식으로 갖을 수 있고, 영구보존이 가능하며, 이를 학습할 수 있게 만드는 것이 두번째 목적이다.
2프로젝트 팀 소개
2.1팀 명
2조(가명)
2.2팀 원
김윤환
미스토시
박노진
블라디미르
신배호
3요구사항
3.1피아노 교육 서비스 :악보와 가상 피아노 보드를 보며 현재 재생되고 있는 악보의 위치와 피아노의 건반을 매치시켜 사용자가 알기 쉽게 전달 할 수 있어야한다. 교육용 서비스 인 만큼 구간 반복이나 탬포의 조절등은 자유로워야 하며, 수행한 결과를 자체적으로 평가 해 주는 기능을 제공한다..
3.2 악보 생성 : 사용자가 불러온 MIDI 파일에 대하여 프로그램은 자동으로 악보를 그려 주는 기능을 제공한다.
3.3 악보 편집 :사용자 가 직접불러온 악보나, 새로운 악보를 생성하여 직접 편집하고 수정할 수 있는 기능을 제공한다.
3.4 악보인식 : 사용자가 스캔한 인쇄된 악보 파일을 인식하여 프로그램의 형식으로 악보를 만들어주는 기능을 제공하여 기존에 갖고 있던 인쇄 된 악보를 파일형식으로 보관 할 수 있게 한다.
3.5 악보 재생 : 생성하거나 불러온 악보는 사용자가 재생하는 기능을 제공한다.
4개발환경 및 요구기술
4.1개발환경
Visual Studio 2008
4.2요구기술
4.2.1 MIDI 파일 분석
4.2.2 악보 생성
4.2.3 악보 편집
4.2.4 이미지 파일 형태의 악보 인식
4.2.4.1 영상 이진화
4.2.4.2 허프변환
4.2.4.3 오선인식
4.2.4.4 음절인식
4.2.4.5 음표인식
4.2.5 교육 평가 시스템
5예상결과
국내에 많이 존재하지 않는 피아노 교육용 소프트웨어라는 분야에 발전 가능성을 제안하며, 악보를 파일형태로 저장하여 종이로 인쇄된 악보를 파일이 삭제되기 전까지 영구 보존할 수 있을 것이다. 해당프로그램에 신디사이저와 컴퓨터를 오디오 인터페이스를 통해 연결하여 프로그램을 신디사이저와 직접 연결되는 형태의 교육 프로그램으로 발전 할 수 있을 것이다.