Amazon Linux AMI에서 midi를 mp3, ogg로 변환하기

Timidity++

TiMidity++(간단히 TiMidity)는 하드웨어 신시사이저 없이도 미디 파일을 재생할 수 있는 소프트웨어 신시사이저이다. 실시간으로 사운드 카드를 렌더링할 수 있고, PCM 방식의 .wav 파일과 같은 별개의 파일로 결과물을 저장할 수 있다.
Wikipedia: TiMidity++

개발하는 프로젝트의 서버에서 midi 파일에 특정 사운드 폰트의 소리를 가진 사운드 파일로 변환하는 기능이 필요하다. 이러한 동작은 Timidity++나 FluidSynth를 활용해 가능하다. 하지만 두 프로그램은 기존에 사용하던 우분투에서는 기본적으로 등록된 apt 레포지토리에 포함된 패키지였는데, Amazon Linux에서는 따로 레포를 등록하거나, 패키지를 내려받아 설치해야 한다.
패키지를 내려받아 설치할까 싶었지만, 레포에 있는 패키지의 버전이 최신 버전도 아닌 관계로 직접 빌드를 해보기로 했다. Timidity++와 FluidSynth 중에서 FluidSynth는 libsndfile, glib 등 몇 가지 종속성이 필요해서 Timidity++로 정했다.

의존 패키지 설치

들어가기에 앞서 각종 빌드 및 설치에 필요한 도구들을 설치한다.

sudo yum install gcc gcc-c++ automake autoconf libtool yasm nasm git

Timidity++ 빌드 및 설치

현재 홈페이지에는 2.13.3이 가장 최신 버전이라고 나오지만, Sourceforge에서 확인하면 2.15가 가장 최신이다.
홈페이지보다 Mailing lists에서 최신 정보를 업데이트를 하고 있는 것 같다. 가장 최근 버전인 2.15를 내려받았다. sourceforge에서 버전 리스트를 확인 후 고르면 될 것이다.

wget https://sourceforge.net/projects/timidity/files/TiMidity%2B%2B/TiMidity%2B%2B-2.15.0/TiMidity%2B%2B-2.15.0.tar.gz
tar -zxvf TiMidity++-2.15.0.tar.gz
cd TiMidity++-2.15.0
./autogen.sh # autogen.sh에 ./configure가 포함되어 있다.
make
sudo make install

정상적으로 빌드 및 설치가 되었다면 timidity --version을 입력했을 경우 아래와 같이 나올 것이다.

$timidity --version
TiMidity++ version 2.15.0

Copyright (C) 1999-2018 Masanao Izumo <[email protected]>
Copyright (C) 1995 Tuukka Toivonen <[email protected]>

This program is distributed in the hope that it will be useful,
but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
GNU General Public License for more details.

timidity를 이용해서 midi 파일을 컨버팅을 할 때에는 timidity.cfg에 사용할 사운드폰트의 경로 설정이 필요하다. timidity.cfg 파일의 기본 경로는 /usr/local/share/timidity/timidity.cfg다. 만약 설정을 하지 않았고 기본 경로를 모를 경우, timidtiy --help와 같은 timidity 명령어를 입력하면 출력 최상단에 /some/path/timidity/timidity.cfg file or directory not found와 같이 경로를 알려줄 것이다.
timidity.cfg에 사운드폰트 경로 설정은 다음과 같이 하면 된다.

soundfont /path/to/my/soundfonts/gm.sf2

Timidity++ 사용 (.midi to .wav)

간단하다. -Ow 옵션으로 입력된 파일을 wav 파일로 변환하도록 하면, 입력된 미디 파일과 똑같은 파일, 경로에 wav 포맷의 파일이 생성된다.

timidity -Ow ~/target_file.midi

혹은 직접 변환된 파일의 위치를 지정할 수 있다.

timidity ~/target_file.midi -o ~/target_file.wav -Ow

또한 --output-24bit, --output-16bit, --output-8bit와 같은 옵션으로 퀄리티를 세팅할 수도 있다. 퀄리티가 높을수록 출력 파일의 용량도 커지며, 기본은 16bit다.

다만, 이 상태 그대로 사용하기엔 변환된 파일의 크기가 너무 크다. 2분짜리 음악조차도 16bit로 변환했음에도 20MB가 넘는다. mp3 포맷으로 변환할 수 있으면 좋지만 Timidity++나 fluidsynth에서는 바로 mp3 포맷으로 변환하는 기능을 제공하지 않는다. 그러므로 lame을 활용해서 한 번 더 변환을 거쳐 mp3 로 출력하게 시도해보기로 했다.

LAME 빌드 및 설치

LAME은 오픈 소스 MP3 인코더이다. LAME이라는 이름은 “LAME Ain’t an MP3 Encoder”의 재귀 약자이다. 이름은 이렇게 지었지만, 실제로는 오늘날 가장 널리 쓰이는 MP3 인코더 중의 하나이다.
Wikipedia: LAME

우분투 사용자라면 그냥 apt install lame 명령어로 설치 가능하다. 하지만 우리는 lame도 마찬가지로 직접 빌드를 해서 설치해야 한다.

timidity와 마찬가지로 sourceforge의 lame 프로젝트에서 최신 버전을 확인 후 내려받는다.

wget https://sourceforge.net/projects/lame/files/lame/3.100/lame-3.100.tar.gz
tar -zxvf ./lame-3.100.tar.gz
cd lame-3.100
./configure
make
sudo make install

LAME 사용 (.wav to .mp3)

timidity보다 더 간단하다. 첫 번째 인자로 입력 파일, 두 번째 인자로 출력 파일을 입력하면 된다.

lame ./target_file.wav ./target_file.mp3

기타 -b 옵션으로 비트레이트를 설정하거나(기본 128), -h로 고음질에 느린 변환 속도, -f로 저음질에 빠른 변환 속도 등의 간편 옵션도 있다.
기타 세세한 설정은 -longhelp로 볼 수 있다.

Timidity++ & LAME 파이프 사용 (.midi to .wav to .mp3)

리눅스 파이프를 이용해 한 줄로 바로 변환이 가능하다.
timidity에서 -o -는 stdout(표준 출력)으로 변환 결과를 내보내라는 의미고, lame에서 - 옵션은 infile 혹은 outfile 위치에 따라 stdin/stdout이라는 의미로 timidity를 이용해 변환된 wav 포맷 파일을 바로 lame에 입력할 수 있다.

timidity ~/target.midi -Ow -o - | lame - ./target.mp3

추가: Timidity++에서 다른 확장자로 변환하고 싶다면? (.midi to .ogg)

timidity는 mp3를 지원하지 않을 뿐이지 생각보다 다양한 포맷을 지원하고 있다. ogg나 flac으로 변환하려면 별도의 라이브러리를 설치하고, 처음 ./configure할 때 옵션을 줘야 한다. ./configure --help 명령어로 추가로 동작시킬 수 있는 포맷의 종류를 볼 수 있다.

ogg 포맷으로 변환하려면 libogg와 libvorbis 라이브러리 설치가 필요하다.

sudo yum install libogg-devel libvorbis-devel

그리고 --enable-audio=vorbis 옵션을 줘서 다시 빌드한다. 기존에 설치된 timidity는 sudo make uninstall로 지우고 새 빌드로 다시 설치한다.

./autogen.sh --enable-audio=vorbis
make
sudo make install

그리고 timidity --help에 보면 Available output modes에 Ogg Vorbis가 추가된 것을 볼 수 있다.

$ timidity --help
...
Available output modes (-O, --output-mode option):
  -Ow          RIFF WAVE file
  -Or          Raw waveform data
  -Ou          Sun audio file
  -Oa          AIFF file
  -Ov          Ogg Vorbis
  -Ol          List MIDI event
  -Om          Write MIDI file
  -OM          MOD -> MIDI file conversion
...

도움말에 나와있는 것과 같이 아웃풋 모드를 -Ov로 하면 ogg 파일로 변환할 수 있다.

timidity ~/maple.midi -o ~/maple.ogg -Ov