ボクは最近ableton Live 9のβ版を触っているんですが、9から新設された新機能でオーディオデータをMIDIデータにしてくれる機能をいろいろと試しています。

オーディオトラックで右クリックすると、「オーディオをスライス」って項目の下に、ハーモニー•メロディ•ドラムに変換って機能が追加されています。
でね、実際にこんなオーディオトラックを変換してみました。

こいつはカッチーニの「アヴェ•マリア」をインポートした波形なんだけど、見てみると結構ダイナミクスが激しい感じがしますよね。こいつをMIDIデータに変換してみようと思います。
ちなみに、こんな曲ね
まずはハーモニー。

画像を拡大してみてもらえれば幸いですが、いやぁ、MIDIノートがいっぱいありますよね。どんな感じでデータにしているのか分かりませんが、曲が織りなす音色の成分は全部抽出してしまおうってのがこの機能みたいです。
デフォルトの音色はLive内蔵のグランドピアノが選ばれているんですが、オーディオデータから2クリックでピアノ弾き語りが作れてしまいます。「アヴェ•マリア」だとちょっと不協和音が目立ったりするんですが、これがエレピとかピアノ単体のサンプルであればそれをMIDIにして素材として使うって方法ができるかもしれないね。
次にメロディを抽出した場合。

ハーモニーほどではないけど、沢山のノートがありますよね。これも「アヴェ•マリア」だとなんとも…って感じですが、ボーカルやラップなどをMIDIにして曲にいれるなら役立つかもしれないね(あれ、そんな機会ってあまりない…?)
とりあえず、今回はベータ版でのテストなんで、製品版が出たりアップデータが公開されるたびに精度は増すと思います。あまり複雑なことはできないかもしれないけど、今後を考えると結構楽しみかもしれませんね。