如何读取 MIDI 文件、更改其乐器并将其写回？

Posted 2023-02-16

【中文标题】如何读取 MIDI 文件、更改其乐器并将其写回？

【英文标题】：How do I read a midi file, change its instrument, and write it back?

【发布时间】：2013-01-21 22:29:25

【问题描述】：

我想解析一个已经存在的 .mid 文件，将其乐器从“原声三角钢琴”更改为“小提琴”，然后将其保存回来或另存为另一个 .mid 文件。

根据我在文档中看到的内容，该乐器使用program_change 或patch_change 指令进行了更改，但我在已经存在的 MIDI 文件中找不到执行此操作的任何库。他们似乎都只支持从头开始创建的 MIDI 文件。

【问题讨论】：

到目前为止你尝试过什么？你只需要header format吗？

我已经在 Perl 和 Python 中搜索了任何能够满足我要求的库，但我没有找到。似乎比我最初想象的要难。至于标题，我希望不必手动编辑二进制文件。

“根据我在文档中看到的...”文档是什么？

MIDI 的规范和进行 MIDI 操作/编辑的库的文档。

你看过midilib吗？它似乎提供了您正在寻找的东西。

【参考方案1】：

MIDI 包会为您执行此操作，但具体方法取决于 MIDI 文件的原始内容。

一个 midi 文件由一个或多个轨道组成，每个轨道是 16 个通道中任意一个上的一系列 事件，例如 Note Off、Note On, Program Change 等。最后一个将更改分配给通道的乐器，这就是您需要更改或添加的内容。

完全没有任何 Program Change 事件，通道将使用程序编号（声音编号）零，这是一台原声三角钢琴。如果您想为这样一个通道更改乐器，那么您只需在轨道的开头为该通道添加一个新的 Program Change 事件即可。

但是，如果频道已经有节目更改事件，那么在开头添加新事件将无效，因为它会立即被先前存在的事件覆盖。在这种情况下，您必须更改现有事件的参数才能使用所需的工具。

如果一个通道最初有多个 Program Change 事件，则事情可能会更加复杂，这意味着乐器会在整个轨道中发生变化。这是不寻常的，但如果您遇到这样的文件，您将不得不决定如何更改它。

假设您有一个非常简单的 MIDI 文件，它只有一个轨道、一个通道，并且没有现有的 Program Change 事件。该程序从文件中创建一个新的MIDI::Opus 对象，访问轨道列表（只有一个成员），并引用第一个轨道的事件列表。然后，频道 0 的新节目更改事件（此模块称为 patch_change）未移位到事件列表的开头。新活动的节目编号为 40 - 小提琴 - 因此该频道现在将使用小提琴而不是钢琴演奏。

如果有多个轨道、多个频道和现有的 Program Change 事件，任务会变得更加复杂，但原理是一样的 - 决定需要做什么并根据需要更改事件列表。

use strict;
use warnings;

use MIDI;

my $opus = MIDI::Opus->new(  from_file => 'song.mid'  );

my $tracks = $opus->tracks_r;
my $track0_events = $tracks->[0]->events_r;

unshift @$track0_events, ['patch_change', 0, 0, 40];
$opus->write_to_file('newsong.mid');

【讨论】：

Borodin 谢谢你的回答，我很感激。 midi 文件很简单（我认为有 2 首曲目）。不幸的是，由于某种原因，该脚本无法正常工作。我得到与输出（钢琴）相同的midi文件。这里有两个 .mid 文件来测试它。 dl.dropbox.com/u/109180167/sound.middl.dropbox.com/u/109180167/sound2.mid

您需要多少帮助？你能调试 Perl 吗？问题很可能是，正如我所说，曲目中已经有程序更改，因此在开头添加一个没有任何区别。

sound.mid 有三个轨道。第一个是速度轨道，不包含音符，因此在开头更改程序将无效。第二和第三轨道都有一个程序变化（到声音零 - 钢琴）作为它们的第一个事件，因此您需要更改或删除这些事件，或者在 thwm 之后放置您自己的程序变化。 sound2.mid 只有一首曲目，没有节目更改事件，所以它使用默认的零声部播放。但是由于某种原因它使用了频道 15，因此您需要在频道 15 上添加节目更改事件。重新分配频道 0 没有效果，因为它从不播放。

【参考方案2】：

使用music21 library（插入我自己的系统，希望没问题）。如果部件中定义了补丁，请执行以下操作：

from music21 import converter,instrument # or import *
s = converter.parse('/Users/cuthbert/Desktop/oldfilename.mid')

for el in s.recurse():
    if 'Instrument' in el.classes: # or 'Piano'
        el.activeSite.replace(el, instrument.Violin())

s.write('midi', '/Users/cuthbert/Desktop/newfilename.mid')

或者如果当前没有定义补丁更改：

from music21 import converter,instrument # or import *
s = converter.parse('/Users/cuthbert/Desktop/oldfilename.mid')

for p in s.parts:
    p.insert(0, instrument.Violin())

s.write('midi', '/Users/cuthbert/Desktop/newfilename.mid')