Тема: Методы "оживления” midi-партий ударных музыкальных инструментов

В программируемой электронной музыке музыкальные партии обычно записываются с использованием секвенсоров и пианоролла. В этих системах музыкальный ритм сохраняется при использовании сетки с равными делениями. Поскольку ноты располагаются по сетке, они квантуются по выбранным интервалам. По ощущениям квантованные ноты звучат слишком ровно и не звучат так же, как если бы на музыкальном инструменте играл человек. Для того, чтобы эмулировать воспринимаемую естественность стиля человеческой игры, к последовательности может быть применен гуманизатор.
В статье ученых из Бирмингема[1] дается такое определение гуманизации:гуманизация - это процесс, который влияет на различные параметры сигнала для того, чтобы создать менее роботизированный результат. В партиях ударных инструментов она в первую очередь влияет на момент возникновения ноты по отношению к метрономной сетке и на амплитуду или громкость каждой соответствующей ноты. В большинстве существующих систем гуманизации используются гауссовские и равномерные генераторы случайных значений.
Хотя эти методы генерируют переменные, которые увеличивают случайность музыкальных событий, вопрос о том, до какой степени они увеличивает воспринимаемую естественность последовательности, открыт для обсуждения.
В качестве примера, для сравнения, на рисунке 1 изображены отклонения от метрономной сетки нот партии, сыгранной человеком на клавиатуре компьютера и той же партии, только квантованной, гуманизированной гауссовым методом. По рисунку можно сделать вывод, что человеческая партия заметно отличается от искусственной, с применением существующих технологий.

Купить

Правило Байеса было использовано для применения условной вероятности к амплитуде и сдвигам нот в партии ударных и этот метод был протестирован сравнением с широко используемой гауссовой моделью, квантованной последовательностью и альтернативной вероятностной моделью. Из результатов на рисунке 9 очевидно, что модель работает очень сходно с моделью, основанной на СММ, которая превосходит гауссову модель в эмуляции естественной человеческой артикуляции. Модель позволяет решить некоторые проблемы, связанные с гауссовой гуманизацией, которые включают в себя отсутствие временной зависимости, опущение локальных диапазонов и упрощение человеческого выражения.
Для того, чтобы сохранить структурные элементы последовательности, была использована функция правдоподобия P(B|A), которая представляет собой определение согласованности между текущими и предыдущими событиями, в виде ряда условных дельта измерений. Эти измерения параметризируются распределениями, состоящих из пяти равноудаленных диапазонов, представляющие подраздел амплитуды и (слухового) временного интервала различения, таким образом, позволяя распределениям условно зависеть от предыдущих событий. Это совпадает с наблюдениями, сделанными на наборе данных ударников, в которых структурная схема была очевидна и в амплитуде (а) и моментах возникновения нот (t).
Сегментация в группы компонентов в последовательности позволила рассмотреть существование локальных диапазонов. Здесь присваиваются дискретные распределения к различным элементам ударной установки для того, чтобы поддерживать согласованность амплитуды и места возникновения нот. Это устраняет предположение о том, что удары по разным элементам ударной установки имеют равные шансы возникновения с той же амплитудой и с тем же сдвигом по сетке.
Использование эмпирических распределений позволяет применить вероятность, которая зависит от ударника, играющего в предопределенном стиле. Это решает вопрос упрощения в гауссовских моделях и позволяет изменять исходный материал в наборе данных, чтобы достичь изменений в распределении вероятностей. Это полезно, если нужен стиль конкретного ударника или определенный жанр. Решая основную проблему гауссового метода, становятся доступны нюансы, которые проявляются отдельными ударниками, и система имеет больше сходств с человеком.
В то время как байесовская модель превосходит гауссовский аналог, есть еще ряд вопросов, которые еще не рассматривались в исследовании [9]. Например, модель не несет никакой взаимозависимости между параметрами а и t. В акцентированных последовательностях часто существуют события, которые можно выделить с помощью смещения и амплитуды. Данные события опущены с использованием текущего байесовского метода. Также, система не отслеживает местоположение в музыкальной композиции. Поэтому такие механизмы, как крещендо и диминуэндо, которые часто встречаются в перцептивно соответствующих местах в музыкальной композиции отсутствуют в рамках существующей системы.
В собственной модификации также были решены проблемы, проявляющиеся при гауссовой гуманизации. Была создана зависимость параметров нот не только от параметров предыдущих нот, но и от последующих нот соответствующих частей ударной установки. Создана зависимость силы удара от положения ноты в такте. Таким образом акцентируются ноты в сильной доле. Также была создана зависимость громкости ноты от совпадения с нотами других частей ударной установки. Для увеличения динамичности и живости партии было реализовано нарастание громкости х эта перед ударом по малому барабану.
При прослушивании тестов, партии, обработанные с использованием модифицированного метода, звучат живее, чем с использованием гауссового и квантованные партии.
Заключение
В результате выполнения дипломной работы было исследовано применение рекурсивного байесовского метода к "оживлению" midi-партий ударных музыкальных инструментов при производстве цифрового музыкального контента и создан алгоритм, приближающий midi-партии ударных музыкальных инструментов, исполненных компьютером к человеческому исполнению.
В процессе выполнения дипломной работы были решены следующие задачи:
1. Изучены средства обработки midi-партий.
2. Изучены методы оживления midi-партий ударных музыкальных инструментов.
3. Проведены оценка и сравнение результативности методов.
Данный алгоритм оптимизированнее для всех композиций. Для улучшения алгоритма,его можно оптимизировать для остальных композиций, например таких, в которых используются нестандартные размеры или которые сыграны в специфическом стиле.

Купить