RANCANG BANGUN APLIKASI MUSICMOO DENGAN METODE MIR (MUSIC INFORMATION RETRIEVAL) PADA MODUL FINGERPRINT, COVER SONG RECOGNITION, DAN SONG RECOMMENDATION

  TUGAS AKHIR – KI141502

RANCANG BANGUN APLIKASI MUSICMOO

DENGAN METODE MIR (MUSIC INFORMATION

RETRIEVAL) PADA MODUL FINGERPRINT,

COVER SONG RECOGNITION, DAN SONG

RECOMMENDATION

  M Faris Ponighzwa Rizkanda NRP 5113100034 Dosen Pembimbing I Prof. Drs. Ec. Ir. Riyanarto Sarno, M.Sc., Ph.D. Dosen Pembimbing II Dwi Sunaryono, S.Kom., M.Kom. JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA Fakultas Teknologi Informasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

  TUGAS AKHIR – KI141502

RANCANG BANGUN APLIKASI MUSICMOO

DENGAN METODE MIR (MUSIC INFORMATION

RETRIEVAL) PADA MODUL FINGERPRINT,

COVER SONG RECOGNITION, DAN SONG

RECOMMENDATION Mochammad Faris Ponighzwa Rizkanda NRP 5113100034 Dosen Pembimbing I Prof. Drs. Ec. Ir. Riyanarto Sarno, M.Sc., Ph.D.

  Dosen Pembimbing II Dwi Sunaryono, S.Kom., M.Kom. JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA Fakultas Teknologi Informasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember Januari 2017

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

• – KI141502 FINAL PROJECT

  

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF MUSICMOO

APPLICATION USING MIR (MUSIC

  

INFORMATION RETRIEVAL) OF FINGERPRINT,

COVER SONG RECOGNITION, AND SONG

RECOMMENDATION

  Mochammad Faris Ponighzwa Rizkanda NRP 5113100034 Supervisor I Prof. Drs. Ec. Ir. Riyanarto Sarno, M.Sc., Ph.D. Supervisor II Dwi Sunaryono, S.Kom., M.Kom. Department of Informatics Faculty of Information and Technology Institut Teknologi Sepuluh Nopember January 2017

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

  LEMBAR PENGESAHAN Rancang Bangun Aplikasi MusicMoo dengan Metode MIR (Music Information Retrieval) pada Modul Fingerprint, Cover Song Recognition, dan Song Recommendation TUGAS AKHIR Diajukan Guna Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Komputer pada Bidang Studi Manajemen Informasi

  Program Studi S-1 Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Institut Teknologi Sepuluh Nopember

  Oleh :

  Mochammad Faris Ponighzwa Rizkanda

  NRP : 5113 100 034 Disetujui oleh Dosen Pembimbing Tugas Akhir : Prof. Drs. Ec. Ir. Riyanarto Sarno, ................................

  M.Sc.,Ph.D. (pembimbing 1) NIP: 19590803 198601 1001 Dwi Sunaryono, S.Kom., M.Kom. ................................

  NIP: 19720528 199702 1001 (pembimbing 2)

SURABAYA JANUARI 2017

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

  

Rancang Bangun Aplikasi MusicMoo dengan Metode

MIR (Music Information Retrieval) pada Modul

Fingerprint, Cover Song Recognition, dan Song

Recommendation

  Nama Mahasiswa : Mochammad Faris Ponighzwa R. NRP : 5113 100 034 Jurusan : Teknik Informatika FTIf-ITS

Dosen Pembimbing 1 : Prof. Drs. Ec. Ir. Riyanarto Sarno, M.Sc., Ph.D.

Dosen Pembimbing 2 : Dwi Sunaryono, S.Kom., M.Kom.

  

ABSTRAK

Industri musik sudah mulai merambah ke bidang

komputer . Salah satunya adalah aplikasi SoundHound, Shazam,

dan masih banyak lagi . Namun semua aplikasi tersebut hanya

melakukan deteksi dari potongan suara yang direkam . Semua

aplikasi tersebut bekerja dengan cara melakukan ekstrak

fingerprint hanya dari beberapa segmen sinyal audio yang

direkam .

  Pertama, penulis membangun database yang berisi fitur

  . Di dalam fitur tersebut terdapat kumpulan nilai yang

  lagu

mengidentifikasikan suatu lagu . Dari deskripsi ini digunakan

untuk melakukan pencarian pada suatu lagu . Kedua, melakukan

proses pada fitur audio yang terkait . Ketiga, melakukan klasifikasi

dan hasilnya adalah detail informasi fingerprint, cover song, dan

rekomendasi pada suatu lagu .

  Kata kunci: Analisa Audio, MIR, MPEG-7

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

  

Design and Implementation of MusicMoo Application

using MIR (Music Information Retrieval) Method of

Fingerprint Modul, Cover Song Recognition, and Song

Recommendation

  Student Name : Mochammad Faris Ponighzwa Rizkanda Student ID : 5113 100 034 Major : Informatics Department FTIf-ITS Advisor 1 : Prof. Drs. Ec. Ir. Riyanarto Sarno, M.Sc., Ph.D. Advisor 2 : Dwi Sunaryono, S.Kom., M.Kom. .

  

ABSTRACT

Music industry has started using computer engineering factor

to produce the best quality of an audio . The example of application

using music as their main theme was SoundHound, Shazam, and

etc . From application example above, they just try to identify the

original song from its pieces of recorded song . All application

example above works by extracting fingerprint on a few segments

of a recorded audio signal .

  First, writes construct a database contain of some feature of

an audio . An audio feature contain of set value that used to

describe an audio . This set of value was used to search a song.

Second, to process related audio feature . Third, to classify and the

result was information of Fingerprint, Cover Song, and

Recommendation of an audio .

  Keyword: Audio Analysis, MIR, MPEG-7

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul:

  

Rancang Bangun Aplikasi MusicMoo dengan Metode

MIR (Music Information Retrieval) pada Modul

Fingerprint, Cover Song Recognition, dan Song

Recommendation

  Melalui lembar ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih dan penghormatan yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Bapak, Ibu, kakak dan keluarga besar yang selalu memberikan dukungan penuh untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  2. Bapak Prof. Drs. Ec. Ir. Riyanarto Sarno, M.Sc., Ph.D. selaku dosen pembimbing I.

  3. Bapak Dwi Sunaryono, S.Kom., M.Kom. selaku dosen pembimbing II.

  4. Bapak Dedy Rahman Wijaya, selaku mahasiswa S-3 sekaligus anak bimbing Prof. Riyanarto yang telah banyak membimbing dan memberikan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  5. Umy Chasanah Noor Rizqi, selaku rekan dan pedamping hidup yang selalu mendukung dan menyemangati penulis.

  6. Johanes Andre, selaku tim yang membantu dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

  7. Grup “ululululululululu”, yang selalu memberikan penyemangat sendiri bagi penulis.

  8. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Teknik Informatika ITS lainnya yang telah banyak menyampaikan ilmu dan bimbingan yang tak ternilai harganya bagi penulis.

  9. Serta pihak-pihak lain yang namanya tidak dapat penulis

  Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan baik dalam pelaksanaan tugas akhir maupun penyusunan buku laporan ini, namun penulis berharap buku tugas akhir ini dapat menambah wawasan pembaca dan dapat menjadi sumber referensi. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan penulisan buku tugas akhir ini

  Surabaya, January 2017 Mochammad Faris Ponighzwa R.

  DAFTAR

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  ISI

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Matriks fitur MPEG-7 ............................................... 8Gambar 2.2 Sinyal dalam Matriks ............................................... 24Gambar 2.3 Klasifikasi bunga iris ............................................... 28Gambar 2.4 Klasifikasi musik standar MPEG-7 ......................... 28Gambar 2.5 Sliding Algorithm ..................................................... 29Gambar 3.1 Arsitektur Sistem ..................................................... 33Gambar 3.2 Sinyal dari suatu lagu .............................................. 35Gambar 3.3 Fitur dalam bentuk text ............................................ 36Gambar 3.4 Sinyal dari lagu setelah diwavelet ........................... 37Gambar 3.5 Diagram Kasus Penggunaan .................................... 39Gambar 3.6 Tabel Modul Fingerprint pada database ................. 42Gambar 3.7 Tabel Modul Cover Song pada database ................. 43Gambar 3.8 Perancangan dalam data latih .................................. 44Gambar 3.9 Rancangan pada Menu Utama ................................. 45Gambar 3.10 Rancangan Halaman Rekam .................................. 46Gambar 3.11 Diagram Alur Penggunaan Aplikasi ...................... 47Gambar 3.12 Diagram Alur Modul Fingerprint .......................... 48Gambar 3.13 Diagram Alur Modul Cover Song Recognition ..... 49Gambar 3.14 Diagram Alur Modul Recommendation ................ 50Gambar 4.1 Implementasi Tampilan Rekam Lagu pada Android

  

Gambar 4.2 Hasil Implemenasi Halaman Menu Utama .............. 59Gambar 4.3 Diagram Alur Proses Rekam ................................... 60Gambar 4.4 Diagram Alur Proses Ekstraksi Fitur ....................... 69Gambar 4.5 Diagram Alur Proses Discrete Wavelet Transform . 79Gambar 4.6 Diagram Alur pada Sliding Algorithm ..................... 81Gambar 4.7 Diagram Alur pada Modul Fingerprint ................... 83Gambar 4.8 Diagram Alur pada Modul Cover Song Recognition

  

Gambar 4.9 Diagram Alur Modul Recommendation .................. 87Gambar 5.1 Hasil dari Modul Fingerprint .................................. 91Gambar 5.2 Hasil dari Modul Cover Song .................................. 93Gambar 5.3 Hasil pada Modul Recommendation ........................ 94

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbedaan Antara MFCC dan Audio Spectrum Projection

  

Tabel 2.2 Tabel Level Dekomposisi pada Wavelet ..................... 22Tabel 3.1 Daftar Kebutuhan Fungsional Perangkat Lunak ......... 32Tabel 3.2 Daftar Kode Kasus Penggunaan .................................. 38Tabel 3.3 Tabel atribut modul fingerprint ................................... 42Tabel 3.4 Tabel atribut modul Cover Song ................................. 43Tabel 4.1 Fitur yang disimpan dalam database ........................... 54Tabel 5.1 Skenario Pengujian ...................................................... 90Tabel 5.2 Pengujian Modul Fingerprint ...................................... 90Tabel 5.3 Pengujian Modul Cover Song Recognition ................. 92Tabel 5.4 Pengujian Modul Song Recommendation ................... 94Tabel 5.5 Rincian Hasil Modul Fingerprint ................................ 96Tabel 5.6 Rincian Hasil Modul Fingerprint ................................ 97Tabel 5.7 Hasil Testing Cover Song laki-laki ............................. 99Tabel 5.8 Hasil Testing Cover Song perempuan ....................... 100Tabel 5.9 Rangkuman Hasil Pengujian ..................................... 100

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

  DAFTAR KODE SUMBER

  

  

  DAFTAR PERSAMAAN

  Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa Persamaa

  

[Halaman ini sengaja dikosongkan]

1 BAB

  I PENDAHULUAN

  Pada bab ini akan dipaparkan mengenai garis besar Tugas Akhir yang meliputi latar belakang, tujuan, rumusan dan batasan permasalahan, metodologi pembuatan Tugas Akhir, dan sistematika penulisan.

1.1. Latar Belakang

  Akhir-akhir ini, industri musik berkembang sangat pesat. Tidak terkecuali, industri musik di Indonesia juga mulai terkena dampaknya. Aplikasi seperti Shazam dan SoundHound dapat mendeteksi potongan suara yang direkam dan menebak judul lagu dari potongan suara tersebut. Sehingga, masyarakat tidak perlu merasa kesusahan ketika menginginkan judul lagu dari potongan suara yang terdengar di tempat umum.

  Namun aplikasi tersebut hanya sebatas mengidentifikasi dan melakukan pencocokan dari suatu audio. Padahal, telah ditemukan suatu istilah MIR dengan kepanjangan Music Information Retrieval, yang berarti pencarian keterangan informasi dari suatu musik. MIR merupakan istilah yang digunakan ketika ingin mendapatkan informasi dari suatu musik. Informasi yang didapat dapat berupa judul lagu, genre, tempo, dan lainnya.

  Pada penelitian ini, penulis akan melakukan implementasi MIR. Penulis akan melakukan penelitian metode dan langkah-langkah yang tepat, agar istilah MIR dapat diimplementasikan. Fokus dalam penelitian kali ini adalah, pada modul fingerprint, cover song, dan song

  . Fingerprint yang berarti adalah sidik

  recommendation

  jari, dengan maksud audio akan diidentifikasi dengan hanya potongan audio yang dicari. Cover song berarti penyanyian kembali dari lagu asli (istilah bahasa inggris disebut dengan cover), sehingga potongan suara yang direkam akan dicari lagu asli dari potongan suara tersebut. Dan yang terakhir adalah song recommendation, yang berarti sistem akan merekomendasikan lagu dari lagu yang sudah dicari saat ini.

  Standar yang digunakan penulis adalah MPEG-7 yang sudah menjadi standar dalam konten multimedia berdasarkan ISO/IEC 15938 yang berekstensi XML. XML ini akan diperoleh dari library MPEG7AudioEnc yang bersifat open source. XML tersebut akan dilakukan query untuk diambil fitur-fitunya dalam bentuk matriks. Fitur- fitur inilah yang digunakan untuk melakukan pemanggilan informasi musik/MIR. Kumpulan fitur yang ada dalam file

  XML ini akan disimpan dalam database untuk pemanggilan informasi fingerprint, cover song, dan song yang dimaksud.

  recommendation 1.2.

   Tujuan

  Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah: 1.

  Mengetahui fitur lagu yang efektif untuk fingerprint, berbasis MPEG-7.

  2. Mengetahui fitur lagu yang mempengaruhi dalam cover song recognition .

  3. Mengetahui fitur lagu yang mempengaruhi song recommendation .

1.3. Rumusan Permasalahan

  Rumusan masalah yang diangkat dalam tugas akhir ini antara lain:

  1. Bagaimana cara mengidentifikasi suatu musik dari fingerprint ?

  

2. Bagaimana cara mengidentifikasi cover song dari musik?

  3. Bagaimana cara mengetahui kemiripan dari suatu musik,

  sehingga dapat dilakukan rekomendasi?

1.4. Batasan Permasalahan

  Permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini memiliki beberapa batasan, antara lain:

  1. Hasil dari tugas akhir ini adalah sebuah aplikasi “MusicMoo” dengan modul fingerprint, cover song recognition , dan song recommendation.

  2. Audio yang digunakan berekstensi .wav.

  3. Identifikasi lagu dengan fingerprint hanya sebatas menampilkan judul.

  4. Cover song recognition didapat dengan menggunakan metode supervised learning, yang artinya membutuhkan data training.

  5. Song recommendation menghasilkan daftar dari suara yang direkam. Daftar ini didapatkan, dari pencocokan modul fingerprint sebelumnya.

1.5. Metodologi

  Langkah-langkah yang ditempuh dalam pengerjaan Tugas Akhir ini yaitu: a.

  Penyusunan proposal tugas akhir Proposal tugas akhir ini berisi latar belakang pembuatan tugas akhir, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan pembuatan, manfaat, metodologi hingga jadwal kegiatan pembuatan tugas akhir. Selain itu proposal tugas akhir ini memberikan ringkasan dari tugas akhir. Proposal tugas akhir juga berisi tinjauan pustaka yang digunakan sebagai referensi pembuatan tugas akhir ini.

  b.

  Studi literatur Pada bab ini, akan dipelajari sejumlah referensi yang diperlukan dalam pembuatan program yaitu mengenai MPEG-

  7, MPEG-7 Low Descriptors, Xquery, dan Wavelet. c.

  Analisis dan desain perangkat lunak Tahap ini meliputi perancangan sistem berdasarkan studi literatur dan pembelajaran konsep teknologi dari perangkat lunak yang ada. Tahap ini mendefinisikan alur dari implementasi. Langkah-langkah yang dikerjakan juga didefinisikan pada tahap ini. Pada tahapan ini dibuat prototype sistem, yang merupakan rancangan dasar dari sistem yang akan dibuat. Serta dilakukan desain suatu sistem dan desain proses- proses yang ada.

  d.

  Implementasi perangkat lunak Implementasi perangkat lunak ini dibangun dengan sistem perangkat bergerak yang berbasis bahasa pemrograman Java

  (Android Studio) dan database menggunakan MySQL. Sedangkan untuk pre-processing dan processing sinyal menggunakan bahasa Python.

  e.

  Pengujian dan evaluasi Pada tahapan ini dilakukan uji coba terhadap perangkat lunak yang telah dibuat. Pengujian dan evaluasi akan dilakukan dengan melihat kesesuaian dengan perencanaan. Tahap ini dimaksudkan juga untuk mengevaluasi jalannya aplikasi, mencari masalah yang mungkin timbul dan mengadakan perbaikan jika terdapat kesalahan.

  f.

  Penyusunan Buku Tugas Akhir Pada tahap ini dilakukan penyusunan laporan yang menjelaskan dasar teori dan metode yang digunakan dalam tugas akhir ini serta hasil dari implementasi aplikasi perangkat lunak yang telah dibuat. Sistematika penulisan buku tugas akhir secara garis besar antara lain: 1.

  Pendahuluan a.

  Latar Belakang b. Rumusan Masalah c.

  Batasan Tugas Akhir d. Tujuan e. Metodologi f. Sistematika Penulisan 2. Tinjauan Pustaka 3. Desain dan Implementasi 4. Pengujian dan Evaluasi 5. Kesimpulan dan Saran 6. Daftar Pustaka 1.6.

   Sistematika Penulisan

  Buku Tugas Akhir ini bertujuan untuk mendapatkan gambaran dari pengerjaan Tugas Akhir ini. Selain itu, diharapkan dapat berguna untuk pembaca yang tertarik untuk melakukan pengembangan lebih lanjut. Secara garis besar, buku Tugas Akhir terdiri atas beberapa bagian seperti berikut ini.

Bab I Pendahuluan Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan dan

  manfaat pembuatan Tugas Akhir, permasalahan, batasan masalah, metodologi yang digunakan, dan sistematika penyusunan Tugas Akhir.

  Bab II Dasar Teori Bab ini membahas beberapa teori penunjang yang

  berhubungan dengan pokok pembahasan dan mendasari pembuatan Tugas Akhir ini.

  Bab III Analisis dan Perancangan Sistem Bab ini membahas mengenai perancangan

  perangkat lunak. Perancangan perangkat lunak meliputi perancangan data, arsitektur, proses dan perancangan antarmuka aplikasi.

Bab IV Implementasi Bab ini berisi implementasi dari perancangan dan implementasi fitur-fitur penunjang aplikasi. Bab V Pengujian dan Evaluasi Membahas tentang lingkungan pengujian,

  skenario pengujian, dan evaluasi pengujian setelah aplikasi selesai dikembangkan.

Bab VI Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan dari hasil pengujian

  yang dilakukan. Bab ini membahas saran-saran untuk pengembangan sistem lebih lanjut.

  Daftar Pustaka

  Merupakan daftar referensi yang digunakan untuk mengembangkan Tugas Akhir.

  Lampiran

  Merupakan bab tambahan yang berisi daftar istilah yang penting pada aplikasi ini.

2 BAB

II DASAR TEORI

  Pada bab ini akan dibahas mengenai teori-teori yang menjadi dasar dari pembuatan Tugas Akhir.

2.1. Penelitian Terkait

  Pada penelitian sebelumnya yang terkait dengan tugas akhir ini, identifikasi musik dengan memanfaatkan fingerprint berdasarkan standar MPEG-7 sudah dilakukan dengan menggunakan Sliding Algorithm [1]. Penelitian tersebut yang dijadikan acuan dalam implementasi pada modul fingerprint. Modul fingerprint inilah yang dijadikan dasar dalam implementasi modul cover song recognition. Penelitian tentang modul cover song recognition sudah pernah dilakukan sebelumnya. Pada penelitian tersebut identifikasi dilakukan dengan cara membandingkan raw signal dan dicari chroma yang terkandung dalam sinyal tersebut [2]. Pada penelitian yang digunakan pada tugas akhir ini melakukan deteksi cover song namun dengan menggunakan fitur yang berbasis dengan standar

  ISO MPEG-7. Penelitian ini menggunakan acuan MPEG-7 dikarenakan hasil ekstraksi fitur dari MPEG-7 berupa metadata. Metadata ini akan digunakan sebagai bahan dasar untuk melakukan klasifikasi suara, sehingga dalam penelitian ini tidak menggunakan klasifikasi yang berbasis konten. Pada penelitian

  

cover song yang telah dijelaskan sebelumnya, klasifikasi dan

query masih berbasis konten dengan cara menerima input berupa

raw-signal . Pada penelitian ini digunakan ekstraksi fitur dari file

  berekstensi .wav dan dilakukan klasifikasi. Sehingga dapat dikatakan bahwa penelitian ini menggunakan metadata dalam pengolahannya, bukan melakukan klasifikasi berbasis konten. Contoh aplikasi dari deteksi suatu musik adalah SoundHound dan Shazam, namun kedua aplikasi musik tersebut melakukan deteksi lagu harus berupa lagu asli dari penyanyi. Sehingga ketika aplikasi merekam lagu berupa lagu yang dinyanyikan kembali, maka aplikasi tersebut tidak dapat melakukan deteksi.

2.2. MPEG-7

  MPEG-7 adalah deskripsi standar konten multimedia dalam ISO/IEC 15938 [3]. Konten multimedia yang dimaksud adalah gambar, musik (suara), dan video. Namun pada penelitian kali ini fokus hanya pada kontem multimedia berupa musik. Dalam melakukan ekstraksi fitur, MPEG-7 menghasilkan beberapa fitur yang disebut dengan Low Level Descriptors. Hasil ekstraksi fitur musik (suara) berdasarkan MPEG-7 merupakan sebuah metadata yang disimpan dalam bentuk matriks berukuran × . Nilai m menyatakan sebagai subband metadata dari musik. Subband metadata bergantung pada fitur yang akan digunakan. Sebagai contoh apabila menggunakan fitur Audio

  

Signature Type maka jumlah m adalah 16. Nilai n bergantung

  pada durasi dan ukuran dari suatu sumber suara. Sehingga semakin lama suatu sumber suara, maka akan semakin besar pula nilai n yang didapatkan berdasarkan ekstraksi fitur MPEG-7.

Gambar 2.1 Matriks fitur MPEG-7Gambar 2.1 merupakan format matriks yang dihasilkan oleh MPEG-7. Matriks inilah yang dianggap sebagai suatu fitur

  yang diproses oleh sistem. Kumpulan dari semua fitur akan disimpan dalam suatu dokumen yang berformat XML. Detail dari masing-masing fitur dijelaskan pada subbab selanjutnya.

  Dalam penelitian ini proses ekstraksi fitur file .wav dirancang oleh Holger Crysandt [4]. Cara kerja dari library ini menerima input berupa nilai string yang menyimpan informasi berupa alamat directory dari file musik yang berformat .wav.

  

Output dari Library ini adalah dokumen XML yang meyimpan

detail dari fitur MPEG-7 dalam skema yang telah ditentukan.

  Detail dari implementasi library ini dibahas pada Bab IV subbab Implementasi Ekstraksi Fitur.

2.3. MPEG-7 Low Level Descriptors

  Suatu lapisan paling dasar yang didapat setelah melakukan ekstraksi audio .wav ke bentuk XML [5]. Low Level Descriptor memiliki beberapa fitur seperti Audio Spectrum Projection,

  

Audio Spectrum Flatness, Audio Spectrum Envelope, dan

  sebagainya. Setiap fitur menggambarkan properti dari sebuah sumber suara. Sebagai contoh Audio Spectrum Flatness menggambarkan properti kerataan sinyal dari sebuah sumber suara. Berdasarkan dari beberapa fitur tersebut, eksperimen ini menggunakan 3 fitur dalam pengolahan metadata. Fitur tersebut adalah Audio Spectrum Flatness, Audio Spectrum Projection, dan

  

Audio Signature Type . Audio Spectrum Flatness dan Audio

Spectrum Projection akan digunakan untuk modul cover song

recognition . Audio Signature Type akan digunakan pada modul

fingerprint .

  1. <?xml version = "1.0" encoding = "UTF- 8" standalone = "no" ?>

  

2. <Mpeg7 xmlns = "urn:mpeg:mpeg7:schema:2001" xmlns:mpe

g7 = "urn:mpeg:mpeg7:schema:2001" xmlns:xsi = "http://w ww.w3.org/2001/XMLSchema-instance" >

  3. xsi:type = "ContentEntityType" <Description >

  4. <MultimediaContent xsi:type = "AudioType" > 5. xsi:type = "AudioSegmentType" <Audio >

  

6. <MediaInformation xsi:type = "MediaInformationType" >

7. <MediaProfile xsi:type = "MediaProfileType" > 8. <MediaFormat xsi:type = "MediaFormatType" >

9. <Content href = "MPEG7ContentCS" xsi:type = "Controlled

  10. <Name> ^audio </Name> 11. </Content> 12. <FileSize> 35642924 </FileSize> 13. <AudioCoding> 14. <AudioChannels>

2 </AudioChannels>

15. <Sample bitsPer = "16" rate = "44100.0" /> 16. </AudioCoding> 17.

  </CreationInformation>

29. <AudioDescriptor hiLimit = "12000.0" loLimit = "50.0" x

si:type = "AudioFundamentalFrequencyType"

  <AudioDescriptor xsi:type = "AudioHarmonicityType"

  </SeriesOfScalar> 36. </AudioDescriptor> 37.

  

34. 1191.8918 689.0625 689.0625 1297.0588 1297.0588 315

0.0 3150.0 1075.6097 </Raw> 35.

  25 2756.25

33. ...................................................

...........

  

31. <Raw> 1297.0588 1297.0588 352.8 352.8 54.51174 54.51

174 1297.0588 1297.0588

32. 3150.0 3150.0 3150.0 3150.0 832.0755 832.0755 2756.

  >

30. <SeriesOfScalar hopSize = "PT10N1000F" totalNumOfSamp

les = "40404" >

  27. <Creation xsi:type = "CreationType" /> 28.

  </MediaFormat> 18. <MediaInstance xsi:type = "MediaInstanceType" > 19.

  7/Lagu/Isyana%20Sarasvati%20- %20Keep%20Being%20You.wav </MediaUri> 22. </MediaLocator> 23. </MediaInstance> 24. </MediaProfile> 25. </MediaInformation>

26. <CreationInformation xsi:type = "CreationInformationT

ype" >

  > 21. <MediaUri> file:/D:/TA/MPEG-

  <MediaLocator xsi:type = "MediaLocatorType"

  20.

  > UniqueI D0000000002 </InstanceIdentifier>

  <InstanceIdentifier xsi:type = "UniqueIDType"

  > 38. <HarmonicRatio> Kode Sumber 2.1 Format Skema dalam XML Kode Sumber 2.1 merupakan hasil file yang berformat

  XML hasil dari ekstraksi fitur berbasis MPEG-7. Namun format pada Kode Sumber 2.1 merupakan potongan dari file XML, sebab apabila ditampilan seutuhnya akan memakan tempat sebab terlalu panjang. Masing-masing fitur dalam file XML akan dijelaskan secara detail pada masing-masing subbab berikut [6]: 2.3.1.

   Audio Power Audio Power (AP) dalam MPEG-7 merepresentasikan

  kekuatan temporal sinyal audio sesaat. Koefisien pada Audio

  

Power merupakan kuadrat rata-rata dalam suatu sinyal yang tidak

tumpang tindih.

  −1 ℎ

  1

  2

  ( ) = ∑ | ( + )| (0 ≤ ≤ − 1)

  ℎ ℎ =0

  (2.1)

  dimana:

  L = total jumlah frame waktu s(n) = rata-rata square waveform l = indeks frame

N hop = sampel antara successive non-overlapping

2.3.2. Temporal Centroid

  Temporal Centroid (TC) didefinisikan sebagai waktu rata- rata energi sinyal envelope.

  −1

  ∑ ( ( ))

  ℎ =0

  =

  −1

  ∑ ( )

  =0 (2.2)

• )

  s = Spektrum yang diekstak dari frame ke-l L = Jumlah total dari frame

  T start = Waktu ketika sinyal dimulai

T Stop = Waktu ketika sinyal maksimum

  dimana:

  (2.4)

  10 ( − )

  = log

  MPEG-7 standar, LAT didefinisikan sebagai logaritma (basis desimal) dari durasi dari waktu T Start ketika sinyal mulai dan T Stop ketika mencapi nilai maksimum.

  

onsets sampel suara tunggal dari alat musik yang berbeda. Dalam

  (LAT) didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk mencapai maksimum amplitudo sinyal dari waktu batas minimum. Tujuannya adalah sebagai deskripsi

  2.3.3. Log Attack Time Log Attack Time

  = Frekuensi sampling

  ( ) = √

  n = Indeks waktu F s

  = Panjang dari frame dalam beberapa waktu

  N hop = Sampel antara successive non-overlapping Env(l ) = Sinyal envelope N w

  dimana:

  (2.3)

  −1 =0 (0 ≤ ≤ − 1)

  ℎ

  2 (

  1 ∑

  2.3.4. Audio Spectrum Centroid Audio Spectrum Centroid (ASC) didefiniskan sebagai

  ∆F = Interval frekuensi dari dua sinyal FFT k = Frekuensi indeks

  ′

  ≤ 2 −

  (2.7)

  ( ) = { 31.35,

  ′

  = 0 (

  ′

  ≤

  ′

  2 −

  (2.8)

  dimana:

  N FT = Ukuran dari Fast Fourrier Transform f'(k') = Sinyal envelope pada indeks k

  ’

  P'(k') = Power spektrum yang diekstrak pada frame

  ke-l

  ′

  = 0 (

  koefisien daya di bawah 62,5 Hz dijumlahkan dan diwakili oleh koefisien tunggal, untuk mencegah nol non-komponen DC dan sangat komponen frekuensi rendah dari yang memiliki berat proporsional.

  ′ =0

  = ∑ log 2 (

  ′ (

  ′ ) 1000

  ) ′

  ( ′

  ) ( /2)

  

∑

′( ′) ( /2)

  ′

  ′ =0 (2.5)

  = (6.25/∆ )

  (2.6)

  ′( ′) = {

  ∑ ( )

  =0

  ,

• ), 1 ≤
• ), 1 ≤

2.3.5. Harmonic Spectral Centroid

  Harmonic Spectral Centroid (HSC) didefinisikan rata-rata

  (yang melebihi durasi dari sinyal) amplitude-weighted (pada skala linear) dari harmonic puncak spektrum. Nilai dapat diperoleh dari rata-rata centroid lokal atas dari total jumlah frame.

  −1

  1 = ∑ ,

  =0 (2.9)

  Dimana nilai LHSC diperoleh dari:

  ℎ

∑

( ℎ , ℎ , )

  ℎ=1 =

  ℎ ∑ ,

  ℎ ℎ=1 (2.10) f h,l = Frekuensi. _h,l

  A = Amplitudo puncak harmonik N h = Jumlah harmonik yang diperhitungkan L = Jumlah frame dalam segmen suara

  = Lokal Harmonic Spectral Centroid

  LHSC h = Indeks dari komponen harmonis l = Indeks Frame 2.3.6.

   Harmonic Spectral Deviation Harmonic Spectral Deviation mengukur penyimpangan harmonis puncak dari amplop dari spektrum local.

  −1

  1 = ∑

  =0 (2.11)

  = ∑ |log

  ∑ [(

  dimana:

  A h,l = Amplitudo puncak harmonik N ^h

  = Jumlah harmonik yang diperhitungkan

  L = Jumlah frame dalam segmen suara h = Indeks dari komponen harmonis

  Harmonic Spectral Spread (HSS) mengukur rata-rata

spread spectrum dalam kaitannya dengan Harmonic Spectral

Centroid (HSC). Pada tingkat frame, didefinisikan sebagai

power-weighted RMS (Root Mean Square) dari penyimpangan

HSC lokal.

  =

  1 ∑ −1 =0

  (2.14)

  dimana nilai LHSS: =

  1 √

  ℎ

  , ) ℎ =

  , − )

  2 ℎ

  2

  , ]

  ℎ ℎ=1

  ∑

  ℎ

  2

  ,

  ℎ ℎ=1

  (2.15)

  ℎ (2.13)

  ℎ

  10 (

  , +

  ℎ , ) − log

  10 (

  ℎ )|

  ℎ ℎ=1

  

∑

log 10 ( ℎ , )

  ℎ ℎ=1 (2.12)

  ℎ

  = {

  1 2 (

  

ℎ

  ℎ+1

  , +

  , ) ℎ = 1

  1 3 (

  ℎ −1

  , +

  ℎ

  , +

  ℎ+1

  , ) 2 ≤ ℎ ≤

  ℎ − 1.

  1 2 (

  

ℎ−1

2.3.7. Harmonic Spectral Spread

  dimana:

  L = jumlah frame dari segment suara LSHH = cerminan modulasi vibrato yang

  kurang jelas dari LHSD f h,l = frekuensi. _h,l A = amplitudo puncak harmonik.

  N h = jumlah harmonik yang diperhitungkan L = jumlah frame dalam segmen suara.

  = lokal Harmonic Spectral Centroid

  LHSC 2.3.8.

   Harmonic Spectral Variation Harmonic Spectral Variation (HSV) mencerminkan variasi

  spektral antara frame yang berdekatan. Pada level frame, didefinisikan sebagai pelengkap untuk 1 dari korelasi dinormalisasi antara amplitudo puncak harmonik yang diambil dari dua frame yang berdekatan.

  −1

  1 = ∑

  =0 (2.16)

  

ℎ

∑ ( , , )

  ℎ −1 ℎ

ℎ=1

= 1 −

  2 √∑ , −1 √∑ ,

  ℎ 2 ℎ

  ℎ ℎ ℎ=1 ℎ=1 (2.17)

  dimana:

  L = Jumlah frame dari segment suara _h,l A = Amplitudo puncak harmonik N h = Jumlah harmonik yang diperhitungkan h = Indeks dari komponen harmonis

2.3.9. Audio Spectrum Spread Type

  Audio Spectrum Spread (ASS) merupakan contoh

  perhitungan lain dari bentuk spectral. Dalam MPEG-7, didefinisikan sebagai central moment kedua dari spektrum log- frekuensi. Untuk frame rate pada suatu sinyal. Fitur Audio

  

Spectrum Spread diekstraksi dengan mengambil RMS dari

standar deviasi spektrum fitur Audio Spectrum Centroid.

  ′ ′

  2 ( )− ( )

  2 ′ ′

  ∑ ) ′ [log ( ) − ] (

  2 =0 1000

  = √ ( )−

  2 ′ ′

  ∑ ) ′ (

  =0 (2.18)

  dimana:

  N FT = Ukuran dari Fast Fourrier Transform f '(k') = Sinyal envelope pada indeks k’ P'(k') = Power spektrum yang diekstrak pada frame

  ke-l

  k = Frekuensi indeks ASC = Dijelaskan pada subbab 2.3.4 Audio Spectrum Centroid K low = Dijelaskan pada subbab 2.3.4 Audio Spectrum Centroid 2.3.10.

   Audio Spectrum Projection Audio Spectrum Projection (ASP) digunakan untuk

  mewakili fitur rendah dimensi spektrum setelah proyeksi terhadap dasar peringkat berkurang. Audio Spectrum Projection merupakan spektogram yang digunakan klasifikasi sebagai suara dari berbagai sumber. Perbedaan antara Audio Spectrum

  Projection dan MFCC dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Perbedaan Antara MFCC dan Audio Spectrum Projection Steps MFCC Audio Spectrum Projection

  1 Convert ke frame Convert ke frame

  2 Setiap frame, didapatkan Setiap frame, didapatkan

amplitudo dari spektrum amplitudo dari spektrum

  

3 Mel-scaling Skala logaritma oktaf band

  4 Logaritma Nosmalisasi

  5 Aplikasi DCT Reduksi Fitur pada seperti PCA, ICA, NMF, dan sebagainya.

  Dari Tabel 2.1, perbedaan antara MFCC dan Audio dijelaskan [7]. Kedua MFCC dan Audio

  Spectrum Projection

Spectrum Projection memiliki metode yang sama untuk

  memperoleh amplitudo sumber spektrum ini. Perbedaan yang MFCC menggunakan metode sendiri (Mel-scaling) untuk melakukan skala amplitudo dari sinyal, sementara Audio

  

Spectrum Projection menggunakan metode logaritmik skala

  untuk melakukan skala amplitudo. Audio Spectrum Projection menggunakan metode normalisasi untuk mengurangi kompleksitas nilai spektrum sementara MFCC menggunakan metode logaritma untuk mengurangi kompleksitas. Terakhir, MFCC menggunakan DCT (Discrete Cosine Transforms) untuk reduksi panjang sinyal, sementara Audio Spectrum Projection digunakan PCA, ICA dari NMF untuk metode reduksi dimensi.

2.3.11. Audio Spectrum Envelope Type

  Audio Spectrum Envelope (ASE) didefinisikan sebagai

  log-frekuensi daya spektrum yang dapat digunakan untuk menghasilkan spektogram mengurangi sinyal audio asli. Fitur ini diperoleh dengan menjumlahkan energi dari pangkat spektrum asli dalam seri frekuensi band.

  (2.23)

   Audio Spectrum Flatness Type Audio Spectrum Flatness (ASF) didefinisikan sebagai

  

′

(1 ≤ ≤ ).

  ′ ′ =

  ) ℎ

  

∑ (

′

  − ′

  1 ℎ ′

  =

′