Google ColabでMIDIファイルを文字起こしするPythonプログラム解説

概要（Overview）

このプログラムは、Google Colab上でMIDIファイルをアップロードすると、全トラックのイベントを読み取り、テキストとして出力・表示・保存するツールです。
音楽の打ち込みデータ（note_on, note_off, control_changeなど）を人間が読める形式で確認できるため、楽曲解析・作曲研究・MIDIデータ解析に利用できます。

---

処理の流れ（Flow）

1. ライブラリの準備
   Colab上で mido をインストールします。
   MIDOはPythonでMIDIデータを扱うための標準ライブラリで、トラック情報やノート、テンポ、プログラムチェンジなどを簡単に取得できます。

   !pip install mido
   

2. MIDIファイルのアップロード
   Google Colabの files.upload() 機能を利用し、ローカルからMIDIファイルをアップロードします。
   実行するとアップロードボタンが表示され、ファイルを選択できます。

   uploaded = files.upload()
   midi_path = list(uploaded.keys())[0]
   

3. MIDIデータの読み込み
   アップロードしたファイルを mido.MidiFile() で読み込み、トラック構成を解析します。

   mid = mido.MidiFile(midi_path)
   

4. テキスト化処理（Transcription）
   各トラックを順に走査し、各イベント（例：note_on, note_off, control_change）をテキストとして記録します。
   同時に print() で逐次出力するため、Colabセル上でもリアルタイムに確認可能です。

   for i, track in enumerate(mid.tracks):
       header = f"\n--- Track {i}: {track.name} ---\n"
       for msg in track:
           print(msg)
   

5. テキストファイルへの保存
   解析結果を "midi_transcription.txt" に書き込み、ダウンロードできるようにします。

   with open(output_txt, "w", encoding="utf-8") as f:
       f.write(text_output)
   

6. Colab上で整形表示（HTML形式）
   IPython.display の HTML を利用して、MIDIイベントをモノスペースフォントで整形表示します。
   これにより、ノートやテンポなどの情報を見やすく確認できます。

   html_output = text_output.replace("\n", "<br>")
   display(HTML(f"<div style='font-family:monospace; white-space:pre;'>{html_output}</div>"))
   

7. テキストファイルのダウンロード
   最後に files.download() により、自動的にテキストファイルをローカルへ保存できます。

---

出力例（Example Output）

--- Track 0: ---
<meta message track_name name='MIDI Sample'>
<meta message set_tempo tempo=500000 time=0>
<message note_on channel=0 note=60 velocity=90 time=0>
<message note_off channel=0 note=60 velocity=0 time=480>
<message note_on channel=0 note=64 velocity=90 time=0>
<message note_off channel=0 note=64 velocity=0 time=480>

#---------------------------------------------
# 必要ライブラリのインストール / Install required libraries
#---------------------------------------------
!pip install mido

#---------------------------------------------
# ライブラリのインポート / Import libraries
#---------------------------------------------
import mido
from google.colab import files
from IPython.display import display, HTML

#---------------------------------------------
# ① MIDIファイルをアップロード / Upload MIDI file
#---------------------------------------------
print("MIDIファイルをアップロードしてください / Please upload a MIDI file")
uploaded = files.upload()
midi_path = list(uploaded.keys())[0]
print("✅ Uploaded:", midi_path)

#---------------------------------------------
# ② MIDIデータを読み込み / Read MIDI file
#---------------------------------------------
mid = mido.MidiFile(midi_path)
print("✅ MIDI file loaded successfully")

#---------------------------------------------
# ③ テキスト化処理 / Transcribe MIDI data to text
#---------------------------------------------
output_txt = "midi_transcription.txt"
text_output = ""

for i, track in enumerate(mid.tracks):
    header = f"\n--- Track {i}: {track.name} ---\n"
    text_output += header
    print(header)
    for msg in track:
        line = str(msg)
        text_output += line + "\n"
        print(line)

#---------------------------------------------
# ④ テキストファイルに保存 / Save as text file
#---------------------------------------------
with open(output_txt, "w", encoding="utf-8") as f:
    f.write(text_output)
print(f"\n✅ Transcription saved as {output_txt}")

#---------------------------------------------
# ⑤ Google Colab上で整形表示 / Display nicely in Colab
#---------------------------------------------
html_output = text_output.replace("\n", "<br>")
display(HTML(f"<div style='font-family:monospace; white-space:pre;'>{html_output}</div>"))

#---------------------------------------------
# ⑥ テキストファイルをダウンロード / Download transcription file
#---------------------------------------------
files.download(output_txt)

#---------------------------------------------
# 日本語説明:
# - Colab上でMIDIイベントをprint関数で逐次表示し、最後に整形してHTML表示します。
# - 同時にテキストファイルとして保存・ダウンロード可能です。
#
# English explanation:
# - Prints each MIDI event to Colab output and displays formatted text at the end.
# - Also saves and downloads as a text file.