Проєктування інформаційної системи автоматичної транскрипції та нотування фортепіанної музики

Abstract

У роботі розглянуто процес архітектурного проєктування веб-орієнтованої інформаційної системи автоматичної транскрипції та нотування фортепіанної музики. Систему реалізовано у вигляді кросплатформеного вебзастосунку на мові Python із використанням фреймворку Streamlit та побудовано за модульним принципом. Розроблено гнучку архітектуру, що охоплює модулі завантаження й попередньої обробки аудіосигналу, спектрального аналізу, розпізнавання нотних подій, генерації MIDI-файлу та формування підсумкового нотного запису у форматах HTML і PDF. Для частотного аналізу сигналів використано FFT/STFTперетворення, алгоритм YIN для визначення висоти тону в монофонічному режимі та метод гармонічного сканування спектра для поліфонічної транскрипції. Запропонована інформаційна система може слугувати ефективним інструментом підтримки освітнього процесу для студентів музичних спеціальностей, викладачів та дослідників.

The paper considers the architectural design process of a web-oriented information system for automatic transcription and notation of piano music. The system is implemented as a cross-platform Python-based web application using the Streamlit framework and follows a modular architecture. The developed architecture includes modules for audio loading and preprocessing, spectral analysis, note event recognition, MIDI file generation, and score rendering in HTML and PDF formats. FFT/STFT transformations, the YIN pitch detection algorithm for monophonic mode, and harmonic spectrum scanning for polyphonic mode are used for digital audio analysis. The proposed information system serves as an effective educational support tool for music students, teachers, and researchers.