Αυτόματη Ανάλυση Ρυθμικής Συμπεριφοράς Μουσικών Εκτελέσεων

Abstract

Η παρούσα εργασία προτείνει μια μέθοδο αυτόματης ανάλυσης μουσικών εκτελέσεων, η οποία επιτυγχάνεται μέσω της αντιπαραβολής δύο αρχείων, μίας ψηφιακά επεξεργάσιμης παρτιτούρας και μιας ηχογράφησης κάποιας εκτέλεσης της παραπάνω παρτιτούρας. Συγκεκριμένα, ελέγχουμε αν ο εκτελεστής της ηχογράφησης τηρεί τις οδηγίες ρυθμικής αγωγής που του δίδονται πάνω στην παρτιτούρα. Σκοπός είναι να μπορούμε αυτόματα να εμπλουτίσουμε την παρτιτούρα εισόδου με καινούριες σημειώσεις που να υποδεικνύουν ρυθμικές διαφοροποιήσεις μεταξύ των δοθέντων αρχείων, αν κι όπου αυτές υπάρχουν.Ξεκινάμε με την προεπεξεργασία των αρχείων η οποία έχει τους εξής βασικούς άξονες: τη σύνθεση της παρτιτούρας σε ήχο (δεδομένου ότι οι όποιες συγκρίσεις απαιτούν τα δύο αρχεία να παριστάνονται στην ίδια μορφή), την εξαγωγή των φασματικών ιδιοτήτων του προκύπτοντος αρχείου καθώς και της ηχογράφησης κάνοντας χρήση του Short Time Fourier Transform και, τελικά, την ανίχνευση βασικών χαρακτηριστικών της synthesized παρτιτούρας (λήψη των προαναφερθέντων ρυθμικών σημειώσεων και των χρονικών στιγμών έναρξης των θεμελιωδών ρυθμικών μονάδων της/beat).Για να μπορούμε να αντιστοιχίσουμε κάθε χρονική στιγμή της ηχογράφησης με κάποιο σημείο εντός της παρτιτούρας, ευθυγραμμίζουμε χρονικά τις δύο προκύπτουσες φασματικές αναπαραστάσεις με χρήση της τεχνικής Dynamic Time Warping. Ακολουθεί η ποσοτικοποίηση της ρυθμικής συμπεριφοράς της ηχογράφησης μέσω του υπολογισμού της ταχύτητας δομικών μονάδων της (μέτρα) σε μονάδες Beats Per Minute, και η σύγκρισή της με την ταχύτητα εκτέλεσης που ζητείται, έμμεσα ή άμεσα, από τον εκτελεστή, μέσω των ρυθμικών σημειώσεων. Τελικά, καταλήγουμε στο βασικό ζητούμενο, στην παραγωγή μιας επαυξημένης παρτιτούρας, που θα είναι κατά βάση αυτή της εισόδου με την προσθήκη σημειώσεων / παρατηρήσεων για τα σημεία όπου υπάρχουν αποκλίσεις μεταξύ των εισόδων.Όλα τα παραπάνω φτάνουν στο χρήστη μέσω ενός Graphic User Interface που έχει προγραμματιστεί στη Matlab κι εκμεταλλεύεται τον ψηφιακό επεξεργαστή μουσικής σημειογραφίας Musescore. Το GUI δέχεται δύο εισόδους (παρτιτούρα και ηχογράφηση), δίνει επιλογές για τρεις παραμέτρους που αφορούν τη Fourier ανάλυση και τελικά επιστρέφει σε μορφή .pdf την επαυξημένη παρτιτούρα.