如何从MIDI转储的JSON中提取信息并存入Python numpy数组？

首先：JSON是不是合适的处理方式？ #

答案是可以用，但不一定是最优选择。转JSON是一种可行的中间步骤，但Mido本身提供了直接访问MIDI轨道和消息的API，跳过JSON转换会更高效，也能避免双层数组带来的困惑。不过如果你已经转成了JSON，我们也能轻松处理它。

如何处理JSON中的双层数组并提取特征到NumPy数组 #

假设你的JSON结构大概是这样的（简化版）：

{
  "tracks": [
    [
      {"type": "note_on", "note": 60, "velocity": 80, "time": 0},
      {"type": "note_off", "note": 60, "velocity": 0, "time": 480}
    ],
    [
      {"type": "note_on", "note": 64, "velocity": 75, "time": 0},
      {"type": "note_off", "note": 64, "velocity": 0, "time": 960}
    ]
  ]
}

这里的tracks是列表的列表：外层列表代表MIDI里的各个轨道，内层列表代表每个轨道里的MIDI消息。下面是提取特征的具体步骤：

1. 加载JSON数据 #

首先用Python的json模块加载文件：

import json
import numpy as np

# 加载JSON文件
with open("your_midi_file.json", "r") as f:
    midi_data = json.load(f)

# 获取tracks的双层数组
tracks = midi_data["tracks"]

2. 提取目标特征（比如note_on消息的音高和力度） #

我们可以用嵌套循环或者列表推导式来遍历双层数组，筛选出需要的消息并提取特征：

# 初始化一个列表来存储特征
features = []

# 遍历每个轨道（外层数组）
for track in tracks:
    # 遍历轨道里的每个消息（内层数组）
    for msg in track:
        # 只提取note_on类型的消息（根据你的需求调整）
        if msg["type"] == "note_on" and msg["velocity"] > 0:  # 排除velocity为0的note_off伪装
            # 提取你需要的特征，比如音高(note)和力度(velocity)
            features.append([msg["note"], msg["velocity"]])

# 转成NumPy数组
features_array = np.array(features)
print(features_array)

3. 扁平化双层数组（如果需要所有消息的扁平列表） #

如果你不需要区分轨道，只想把所有消息放在一个一维列表里，可以用列表推导式快速扁平化：

all_messages = [msg for track in tracks for msg in track]
# 然后从all_messages里提取特征即可

更高效的方案：直接用Mido提取特征（跳过JSON转换） #

其实你完全可以不用转JSON，直接用Mido加载MIDI文件并提取特征，这样更直接，也避免了中间格式转换的问题：

import mido
import numpy as np

# 直接加载MIDI文件
mid = mido.MidiFile("your_midi_file.mid")

features = []
for track in mid.tracks:
    for msg in track:
        # 同样筛选note_on消息
        if msg.type == "note_on" and msg.velocity > 0:
            features.append([msg.note, msg.velocity])

# 转成NumPy数组
features_array = np.array(features)
print(features_array)

这种方式不需要处理JSON的双层数组，直接通过Mido的对象属性访问消息内容，代码更简洁，也减少了出错的可能。

针对Windows 7 + Python 3.6+的注意事项 #

• 确保你已经安装了所需的包：pip install mido numpy（如果用JSON的话还需要json，但json是Python标准库，不需要额外安装）
• Python 3.6完全支持上面的代码，没有兼容性问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者George Petropoulos