Визначення властивостей музичних сигналів, що підлягають розпізнаванню

Визначення основних ознак звукових образів.

1. Енергетичні параметри:

- розмах сигналу;

- потужність сигналу;

- відносна середня потужність.

2. Спектральні характеристики:

- характеристики коротко часового спектру: неперервний чи дискретний (відповідно, шумовий чи тональний сигнал);

- положення на частотній осі формант коротко часового амплітудного спектру, співвідношення амплітуд відповідних спектральних складових;

- співвідношення амплітуд і фаз гармонік;

- частота основного тону;

- короткочасна автокореляційна функція сигналу.

Для музичного сигналу справедливі два твердження:

- співзвуччя з нот, що відстають на ціле число октав, появляються в сигналі рідше, ніж терції, кварти чи квінти. При цьому є мало алгоритмів, що дозволяють достовірно розділити ноти, які відстають на октаву;

- музичний сигнал має більш строго, ніж мовний сигнал організацію спектральної структури: під поняттям музичного ладу розуміється певне співвідношення висоти тонів звуків, виразність відчуття тону означає певне співвідношення частоти основного тону і частот обертонів. Тобто, при розпізнаванні довільного музичного сигналу завжди є апріорна інформація про нього.

Задачі розпізнавання музичних сигналів.

Властивості музичних сигналів, які підлягають розпізнаванню:

1. Висота тону (їй відповідає частота основного тону чи період основного тону коливання).

2. Тривалість (умовне поняття, яке визначає інтервал часу від моменту появи ноти (збудження звукових коливань) до моменту затухання.

3. Тембр (дозволяє відрізняти звукові об’єкти, що відповідають одній і тій ж ноті, але виконані різними музичними інструментами і в різних акустичних обставинах).

4. Гучність (описує суб’єктивне сприйняття інтенсивності звукового сигналу). Гучність залежить від тривалості звукового об’єкта, від висоти тону і складу гармонік.

До задачі розпізнавання музичного сигналу входить:

1. Визначення моментів появи і тривалості нот.

2. Визначення висот тонів нот.

3. Визначення гучності нот.

4. У випадку ансамблевого виконання – розділення партій інструментів за різницями у тембрі чи за іншими ознаками.

Задача визначення гучності не знайшла навіть приблизного рішення. Розділення партій інструментів опираються на результати досліджень властивості людини локалізувати джерела звуку в просторі, часі і частоті. При розпізнаванні музичних сигналів частота основного тону і тривалість ноти квантуються (в реальних сигналах є неперервною величиною). В сучасних системах прийнято виводити результат у вигляді нотного запису (в форматі MIDI, який для кодування висоти тону використовує цілі числа від 0 до 127; для кодування тривалості ноти задається тривалість мінімальної одиниці часу – квантиля).

Тобто, при розпізнаванні доцільно квантувати довжину і висоту нот.

В результаті аналізу визначено – дана реалізація багатоголосової мелодії, необхідно класифікувати довжини і висоти тонів складових її звукових об’єктів.