Analýza interpretace hudby metodami číslicového zpracování signálu

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá metodami detekce not a tempa v hudebních signálech pomocí specifických metod číslicového zpracování. Rozebírá a popisuje danou problematiku jak z hudební, tak z technické stránky. Nejprve je testováno několik implementací využívajících různá programovací prostředí, poté je vybrán fungující systém s nejvyšší přesností detekce a s nastavitelnými parametry, který je následně použit pro testování funkčnosti na zvolené referenční databázi. Je vytvořena také nástavba uvedeného algoritmu pomocí aplikace Teagerova-Kaiserova energetického operátoru ve fázi předzpracování signálu. Rozdíl v přesnosti obou systémů je porovnán – operátor v průměru zvýšil přesnost detekce globálního tempa i časových pozic jednotlivých dob. Nakonec je analyzován druhý dataset obsahující 33 různých interpretací první věty skladby Bedřicha Smetany Smyčcový kvartet No. 1 e moll „Z mého života“. Výsledky ukazují, že průměrné tempo celé první věty skladby se v závislosti na pozdějším roku vzniku nahrávky mírně zmenšuje.

This diploma thesis deals with methods of the onset and tempo detection in audio signals using specific techniques of digital processing. It analyzes and describes the issue from both the musical and the technical side. First, several implementations using different programming environments are tested. The system with the highest detection accuracy and adjustable parameters is selected, which is then used to test functionality on the reference database. Then, an extension of the algorithm based on the Teager-Kaiser energy operator in the preprocessing stage is created. The difference in accuracy of both systems is compared – the operator has on average increased the accuracy of detection of a global tempo and inter-beat intervals. Finally, a second dataset containing 33 different interpretations of the first movement of Bedřich Smetana’s composition, String Quartet No. 1 in E minor "From My Life". The results show that the average tempo of the entire first movement of the song slightly decreases depending on the later year of the recording.