Müzik Verilerini Saklama Biçimleri

Müzik Verilerini Saklama Biçimleri Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı İlker Kalaycı Haziran 2009

Kapsam Sayısal Müziğe Giriş Müzik Verilerini Saklama Türleri Müzik Verilerini Saklama Biçimleri

Sayısal Müziğe Giriş Günümüzde müzik verilerinin büyük çoğunluğu analog değil sayısal olarak saklanmaktadır. Sayısal dünya, özellikle bilgisayar ve internet, müziğin icrası, ticareti, paylaşımı konusunda paradigmayı değiştirmektedir.

Müzik ve Bilgisayar Geleneksel olarak ses ve müziğin üretimi, yayılımı ve algılaması çalışmalara konu olmaktadır. Bilgisayar ve bilgi teknolojileri ile bu konulardaki çalışmalar yeni bir boyut kazanmış, sayısallaşan veriyle birlikte müzikle ilgili her alanda bilgisayar önem kazanmıştır.

Sayısal Müziğin Etkileri William Fisher(2000)'a göre sayısal müziğin internette kullanımının etkileri şunlardır: Aracıların ortadan kalkmasıyla maliyet azalması Aşırı veya az üretimin ortadan kalkması Rahatlık ve dakiklik Müzisyenlerin sayısında ve çeşitliliğinde artma Göstergebilimsel(semiotic) demokrasi Müzik sanatçılarının para kazanmasını azaltması

Günümüzde Sayısal Müzik IFPI Sayısal Müzik Raporu(2008)'na göre 2008 de kayıtlı müzik satışlarının toptan satış cirosu bütün dünyada 18,4 milyar $ ı bulmuştur. Fiziki formatlarda (vinil, kaset, CD, video klip, sayısal albümler dahil) toplamda 1,6 milyar adetlik satış gerçekleşmiştir. 1.5 milyar adet tek şarkı indirmelerin %94 (yaklaşık 1.4 milyar)'ünü internetten indirme oluşturmaktadır. 2007 (milyon $) 2008 (milyon $) % büyüme Fiziki Satışlar 16.350 13.829-15.4 Sayısal Satışlar 3.050 3.784 24.1

Sayısal Müzik Terimleri bit oranı(bit rate)-->birim zamanda işlem yapılan bit sayısı-bit/s Frekans-->saniye başına düşen devir sayısı- Hertz Örneklem oranı(sample rate)-->sürekli bir sinyalden ayrık sinyale çevirmek için birim zamanda alınan örnekleme oranı- Örneklem/saniye veya Hertz bit derinliği(bit depth)-->her örneklem için kaydedilmiş bilginin bit sayısı

Müzik Verilerini Saklama Türleri MIDI Müzik Sayfaları ve Notasyon Biçimleri Sıkıştırılmamış Ses Dosyaları Sıkıştırılmış Ses Dosyaları Kayıplı Kayıpsız XML Tabanlı Biçimler

MIDI MIDI(Musical Instrument Digital Interface) 1983 yılında geliştirilen bir standarttır. MIDI dosyaları ikili komutlarla MIDI denetleyicilerine ne yapılması gerektiğini göndererek çalışır. Bu komutlar; hangi notaların, ne zaman, ne kadar süre, ne kadar yüksek sesle çalınacağı gibi bir takım bilgileri barındırır.

MIDI Avantajları MIDI dosyaları az yer kaplar. Ör: 42 dakika uzunluktaki 31 müzik aletli bir şarkı 356 KB yer tutar. Geniş çapta kullanılan bir standarttır Sadece bilgisayarlar değil, elektronik müzik aletleri, ses düzenleyicilerinde de kullanılabilmektedir.

MIDI Kısıtları ve Sorunları Müziğin kendisi veya notaları değil, aletin yapması gereken komutları barındırır. Üzerinde düzenleme yapmak zordur, bunun için arayüzler kullanılması gerekir. İkili komut yapısından kaynaklı dosyanın herhangi bir yerindeki bit düzeyinde bozulma tüm dosyanın bozulmasına neden olmaktadır. Farklı uygulamalar arasında taşımak zordur. İkili komutlar olduğu için farklı bilgisayarlarda ses farklılaşabilir.

Do Dizisi-MIDI 4D 54 68 64 00 00 00 06 00 00 00 01 00 C0 4D 54 72 6B 00 00 01 25 00 FF 03 0D 43 20 4D 61 6A 6F 72 20 53 63 61 6C 65 00 FF 01 0F 42 79 20 45 72 69 63 20 4D 6F 73 74 65 72 64 00 FF 02 20 43 6F 70 79 72 69 67 68 74 20 A9 20 32 30 30 31 20 62 79 20 45 72 69 63 20 4D 6F 73 74 65 72 64 00 FF 02 13 41 6C 6C 20 52 69 67 68 74 73 20 52 65 73 65 72 76 65 64 00 FF 01 20 47 65 6E 65 72 61 74 65 64 20 62 79 20 4E 6F 74 65 57 6F 72 74 68 79 20 43 6F 6D 70 6F 73 65 72 00 B0 07 7F 00 B0 0A 40 00 FF 51 03 07 A1 20 00 FF 58 04 04 02 18 08 00 90 3C 5C 81 20 90 3C 00 20 90 3E 5C 81 20 90 3E 00 20 90 40 5C 81 20 90 40 00 20 90 41 5C 81 20 90 41 00 20 90 43 5C 81 20 90 43 00 20 90 45 5C 81 20 90 45 00 20 90 47 5C 81 20 90 47 00 20 90 48 5C 81 20 90 48 00 20 90 47 5C 81 20 90 47 00 20 90 45 5C 81 20 90 45 00 20 90 43 5C 81 20 90 43 00 20 90 41 5C 81 20 90 41 00 20 90 40 5C 81 20 90 40 00 20 90 3E 5C 81 20 90 3E 00 20 90 3C 5C 82 50 90 3C 00 00 FF 2F 00

Müzik Sayfaları ve Notasyon Biçimleri Bir müzik parçasının notalarının saklandığı biçimlerdir. Notaların müzisyenler ve geliştiriciler tarafından kullanımını, internet üzerinden değişimini sağlayan biçimlerdir Müzk notalarına özel biçimler olduğu gibi özgün nota sayfalarının taranması yoluyla da elde edilebilir.

Resim Biçimleri GIF, JPEG örnek olarak verilebilir Az yer kaplar. Yazım kalitesi kontrol edilemez. Notalar üzerinde düzenleme yapmak çok zordur. Müzik ile ilgili arama ve transpoze gibi müzikal işlemler yapılamaz.

PDF PDF (Portable Document Format) Adobe Systems Incorporated geliştirmiştir. Resim biçimlerine benzer şekilde az yer kaplar; ama düzenleme yapmak zordur. Çoğaltmak resim biçimlerine göre daha kolaydır. Metin tabanlı olmasına rağmen nota, es gibi müzik elemanları üzerinde işlem yapamaz.

NIFF NIFF(Notation Interchange File Format) Bazı büyük müzik yazılımı firmalarının herkesçe kabul edilebilecek bir standart geliştirme çabasıdır. Genişletilebilir, esnek, küçük ve etkili olması hedeflenmiştir. Geliştirici firmalardan birinin kendi biçimini oluşturma çabaları sonrasında standardın geliştirilmesi durmuş ve en son 1998'de güncellenmiştir.

RIFF RIFF (Resource Interchange File Format ) IBM ve Microsoft'un 1991 yılında geliştirdiği bir biçimdir. En önemli özelliği esnek olmasıdır Bütün hakları Microsoft'ta olduğu için hakkındaki bilgiler kısıtlıdır. Microsoft'un kullandığı wav, asf gibi biçimlerin temelini oluşturur.

Sıkıştırılmamış Ses Dosyaları Ses ve müzik dosyalarının orijinal hallerini barındıran biçimlerdir. Örnek olarak WAV AIFF AU

WAV Ses dalga şekillerini barındıran standart sayısal ses dosya biçimidir. Genelde CD kalitesindeki sesler için kullanılır. Sesin kalitesi 8-bit veya 16-bit olmaktadır. 16- bit yüksek kalite(44100 Hz) ile saniyede 88Kb depolanmaktadır. WAV biçimi basittir ve çok yaygın bir şekildeözellikle PC'lerde- kullanılmaktadır.

AIFF Audio Interchange File Format. Apple Bilgisayar tarafından geliştirilen bir ses biçimidir. AIFF dosyaları büyüklük ve kalite bakımından WAV dosyalarına benzemektedir.

AU AUdio file format Sun Microsystems'ın geliştirdiği basit bir ses biçimidir. Çoğunlukla Unix bilgisayarlarında kullanılmaktadır.

Sıkıştırılmış Ses Dosyaları Seste kayıbın olup olmamasına göre ikiye ayrılır: Kayıpsız sıkıştırılmış müzik dosya biçimleri FLAC, Monkey's Audio (dosya uzantısı APE), WavPack, Tom's lossless Audio Kompressor (TAK), TTA, ATRAC Advanced Lossless, Apple Lossless ve Windows Media Audio Lossless (WMA Lossless). Kayıplı sıkıştırılmış müzik dosya biçimleri MP3, Vorbis, Musepack, ATRAC, Dolby AC-3, lossy Windows Media Audio (WMA) ve AAC.

FLAC Free Lossless Audio Codec Açık kaynaklıdır ve telif hakkı yoktur. Temel yapısı 4 byte flac söz katarı STREAMINFO üstveri bloku Sıfır veya daha fazla üstveri bloku Bir veya daha fazla ses çerçevesi

MP3 MPEG(Moving Picture Experts Group) Layer-3 biçimi en çok kullanılan ve bilinen biçimdir. 1991 yılında ISO/IEC standardı olarak kabul edilmiştir. Sıkıştırılmamış bir müzik dosyasının işitilmeyen bölümlerini kaldırarak 1/10 boyutunda bir sıkıştırma sağlar. MPEG-1 modunda iki kanal MPEG-2 modunda 5.1 kanala kadar destekleyebilir. 16 khz ile 48kHz frekansları arasında çıktı üretebilir.

OGG Vorbis Xiph.org Kuruluşu tarafından desteklenen tamamen açık bir biçimdir. Açık bir teknoloji olduğu için GNU Kamu lisansı ile herkes kullanabilmektedir. İlk kararlı sürümü 2002 yılında yayınlanmıştır. 44.1 khz stereo girdi ile 45 kbit/s'ten 500 kbit/s'e kadar bir çıktı üretir.

AAC AAC Advanced Audio Coding File ISO/IEC tarafından MPEG-2 ve MPEG-4'ün parçası olarak standart altına alınmıştır. AAC 8 khz ile 96kHz frekanslar ve 1 ile 48 kanal arasında bir çıktı üretebilir.

XML Tabanlı Biçimler ChordML MCML(Music Contents Markup Language) MNML(Music Notation Markup Language) EMNML(Extensible Music Notation Markup Language) MML(Music Markup Language) MEI(The Music Encoding Initiative) MusicXML WEDELMUSIC MX-IEEE 1599

XML Avantajları Dünya Genel Ağ Birliği(World Wide Web Consortium-W3C)'nin tavsiye kararı ile destekleniyor Platformdan bağımsız Ücretsiz ve açık bir standart Hem bilgisayarların hem insanların okuyabildiği Veri iletimini ve paylaşımını sağlayan esnek bir metin formatıdır.

MusicXML Nota yazımı, düzenleme, müzik eğitimi, analiz, müzik veritabanı, müzik icrası vb. birçok müzikle ilgili konuyu destekler. MusicXML kendi formatını kullanan uygulamalarda o format yerine kullanılmayı değil bu tip uygulamalar arasında da paylaşımı sağlamayı hedefliyor. MuseData ve Humdrum adında iki akademik biçimi temel alır 100'den fazla uygulamada kullanılmaktadır.

IEEE 1599 Müziği göstermek için semboller kullanmaktadır. Ör: <clef type="g" staff_step="2" event_ref="c1"/> Müziğin farklı yönleri için katmanlar kullanmaktadır: Genel, Mantıksal, Yapısal, Notayla ilgili, İcra,Ses

IEEE 1599

Teşekkürler

Kaynaklar Fisher W., Digital Music: Problems and Possibilities, Ekim 2000, Erişim: http://www.law.harvard.edu/faculty/tfisher/music.html IFPI(International Federation of the Phonographic Industry), Digital Music Report 2008, Erişim: http://www.ifpi.org/ AIFF,AIFF http://www.cnpbagwell.com/aiff-c.txt FLAC, http://flac.sourceforge.net/ http://www.fileinfo.com/ Mosterd, E. J., Developing A New Way To Transfer Sheet Music Via The Internet, Yayınlanmış yüksek lisans tezi, University of South Dacota, 1999 The Free Encylopedia, Wikipedia, Erişim: www.wikipedia.org MusicXML, Erişim: www.recordare.com Baggi L. D., An IEEE Standard for Symbolic Music, University of Applied Sciences of Southern Switzerland, April 2009