Hace un tiempo encontré en el siguiente enlace un interesantísimo artículo explicando las diferentes técnicas que existen para la detección de BPM (tempo) sobre pistas de audio.
http://www.flipcode.com/misc/BeatDetect ... rithms.pdf
En particular me llamó la atención la técnica basada en el cálculo de la correlación de la señal con un tren de pulsos. En la sección soft puede descargarse una implementación sencilla en C de este algoritmo. Da muy buenos resultados con música pop, rock y electrónica. No he probado el código con otros estilos musicales.
Código fuente aquí.
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