Das was du suchst heißt „multi-pich-extraction“ und ist inb Bereich der Music Information Retrieval gang und gäbe. Nutze dazu die MIR Toolbox für MATLAB von der Universoty of Jyväskylä.
Noch einfaches ist es, ein Spektrogramm zu machen und an den Stellen zu schauen, wo möglichst wenige Instrumente gleichzeitig spielen und keine perkussiven Sounds zu hören sind, wie Trommeln. Hier wirst du klare spectral Peaks erkennen. Deren Frequenzen geben Aufschluss über den Kammerton, vorausgesetzt, das Stück ist in der gleichstufigen Stimmung.
Aber wie die meisten hier bereits angemerkt haben: Die meisten Lieder nutzen 440 Hz als Kammerton und die gleichstufige Stimmung. Alles andere ist in Synthesizern nur mit besonderen Einstellungen möglich und bei Musikinstrumenten hat man auch oft nur wenig Spielraum, die Stimmung zu manipulieren.