Toninformationen

Toninformationen bezeichnet in der Audiotechnik und Musikwissenschaft die Daten, die die tonalen Eigenschaften eines Audiosignals beschreiben. Sie umfassen Tonhöhe, melodische Führung, Harmonie und den tonaleren Kontext eines Abschnitts, darunter Tonart, Skala und Tonverläufe. Toninformationen können als Metadaten gespeichert oder durch Analyse aus dem Signal extrahiert werden.

Wichtige Komponenten sind die Fundamentfrequenz (F0) bzw. die Spur der Tonhöhe, Melodieverlauf, harmonische Struktur und der globale tonale Kontext wie Tonart und Modus. Darüber hinaus werden häufig Chromafelder (Chroma-Features) genutzt, um die tonalen Inhalte unabhängig von Lautstärke und Timbre abzubilden. In der Sprachforschung spielen Toninformationen ebenfalls eine Rolle: Tonhöhenmuster steuern Prosodie oder unterscheiden lexikalische Bedeutungen in tonalen Sprachen.

Aus dem Audiosignal lassen sich Toninformationen durch automatische Analyse ableiten: F0-Schätzung, Melodieverfolgung, Akkord- und Tonartbestimmung sowie Chromaspuren. Diese Merkmale lassen sich in Standardformaten wie MIDI, MusicXML oder spezialisierten MIR-Formaten speichern oder in Repositorien als Metadaten verwalten.

Anwendungen umfassen das Musikinformations-Retrieval (MIR), automatische Transkription, Synchronisation von Aufführungen, Musikempfehlungssysteme sowie Klangdesign und Archivierung. In der Verarbeitungspipeline dienen Toninformationen der Suche nach bestimmten Tonhöhenfolgen, der Erkennung von Schlüsselnwechseln oder der Harmoniestruktur.

Herausforderungen sind Mehrstimmigkeit, Polyphonie, Vibrato, Mikrotonalität, Rauschen und variierende Aufnahmequalität; diese Faktoren erschweren F0-Schätzung, Tonartbestimmung und Harmoniefindung.