В музыке транскрипция — это практика записи фрагмента или звука, который ранее не был нотирован и/или непопулярен в написанной музыке, например, джазовая импровизация или саундтрек к видеоигре . Когда музыканту поручают создать ноты из записи и он записывает ноты, составляющие произведение, в нотной записи , говорят, что он создал музыкальную транскрипцию этой записи. Транскрипция может также означать переписывание музыкального произведения, сольного или ансамблевого , для другого инструмента или других инструментов, отличных от того, для которых оно изначально предназначалось. Примером могут служить Симфонии Бетховена в транскрипции Ференца Листа для фортепиано соло . Транскрипцию в этом смысле иногда называют аранжировкой , хотя, строго говоря, транскрипция является точной адаптацией, тогда как аранжировки меняют существенные аспекты оригинального произведения.
Дальнейшие примеры музыкальной транскрипции включают этномузыкологическую нотацию устных традиций народной музыки, например, сборники национальной народной музыки Венгрии и Англии Белы Бартока и Ральфа Воана Уильямса соответственно. Французский композитор Оливье Мессиан записал пение птиц в дикой природе и включил его во многие свои композиции, например, в « Каталог духов» для фортепиано соло. Транскрипция такого рода включает в себя распознавание ступеней гаммы и гармонический анализ, для выполнения которых транскрибатору потребуется относительный или абсолютный слух .
В популярной музыке и роке существуют две формы транскрипции. Отдельные исполнители по нотам копируют гитарное соло или другую мелодическую линию. Кроме того, музыкальные издатели расшифровывают целые записи гитарных соло и басовых партий и продают ноты в переплетах. Музыкальные издательства также публикуют транскрипции популярной музыки в формате PVG (фортепиано/вокал/гитара), где расшифровывается мелодическая линия, а затем аккомпанемент на записи аранжируется как партия фортепиано. Гитарный аспект лейбла PVG достигается за счет гитарных аккордов, написанных над мелодией. Текст также включен под мелодию.
Некоторые композиторы отдали дань уважения другим композиторам, создав «идентичные» версии произведений более ранних композиторов, добавив при этом свою креативность за счет использования совершенно новых звуков, возникающих из-за разницы в инструментах. Самый известный пример — переложение Равелем для оркестра фортепианной пьесы Мусоргского « Картинки с выставки» . Веберн использовал свою оркестровую транскрипцию шестичастного ричеркара из «Музыкального приношения» Баха , чтобы проанализировать структуру произведения Баха, используя разные инструменты для исполнения различных второстепенных мотивов баховских тем и мелодий.
В транскрипции этой формы новое произведение может одновременно имитировать оригинальные звуки и перекомпоновывать их со всеми техническими навыками опытного композитора таким образом, что создается впечатление, что произведение изначально было написано для нового носителя. Но некоторые транскрипции и аранжировки были сделаны по чисто прагматическим или контекстуальным причинам. Например, во времена Моцарта увертюры и песни из его популярных опер переписывались для небольшого духового ансамбля просто потому, что такие ансамбли были обычным способом народного развлечения в общественных местах. Сам Моцарт сделал это в своей опере «Дон Жуан» , переложив для небольшого духового ансамбля несколько арий из других опер, в том числе одну из собственной оперы « Женитьба Фигаро» . Более современный пример — транскрипция Стравинского «Весны священной» для фортепиано в четыре руки , которая будет использоваться на репетициях балета. Сегодня музыканты, играющие в кафе и ресторанах, иногда играют транскрипции или аранжировки произведений, написанных для большей группы инструментов.
Другие примеры этого типа транскрипции включают аранжировку Баха четырехскрипичных концертов Вивальди для четырех клавишных инструментов и оркестра ; Аранжировка Моцартом некоторых фуг Баха из «Хорошо темперированного клавира» для струнного трио ; Аранжировка Бетховена его Große Fuge , первоначально написанная для струнного квартета , для фортепианного дуэта, и его аранжировка Скрипичного концерта как фортепианного концерта ; Фортепианные обработки Ференцем Листом произведений многих композиторов, в том числе симфоний Бетховена ; Переложение Чайковским четырех фортепианных пьес Моцарта в оркестровую сюиту « Моцартиана »; Ре-оркестровка Малером симфоний Шумана ; аранжировка Шенберга для оркестра фортепианного квинтета Брамса и прелюдии и фуги « Святая Анна» Баха для органа.
С тех пор, как фортепиано стало популярным инструментом, появилась большая литература по транскрипциям и аранжировкам для фортепиано произведений для оркестра или ансамбля камерной музыки. Их иногда называют « фортепианными редукциями », поскольку множество оркестровых партий (в оркестровом произведении может одновременно исполняться до двух дюжин отдельных инструментальных партий) должно быть сведено к тому, что может сделать один пианист (а иногда и два пианиста). на одном или двух фортепиано, например, в различных аранжировках «Рапсодии в стиле блюз » Джорджа Гершвина ).
Фортепианные редукции часто делаются из оркестрового сопровождения хоровых произведений в целях репетиции или исполнения только на клавишных инструментах.
Многие оркестровые произведения были переписаны для концертного ансамбля .
С появлением настольных издательских систем музыканты могут приобрести программное обеспечение для нотной записи , которое может получать мысленный анализ нот пользователя, а затем сохранять и форматировать эти ноты в стандартную нотную запись для личной печати или профессиональной публикации нот. Некоторые программы нотации могут принимать стандартный MIDI- файл (SMF) или исполнение MIDI в качестве входных данных вместо ввода нот вручную. Эти приложения для записи могут экспортировать свои партитуры в различные форматы, такие как EPS , PNG и SVG . Часто программное обеспечение содержит звуковую библиотеку, которая позволяет приложению воспроизводить вслух оценку пользователя для проверки.
До изобретения средств цифровой транскрипции музыканты замедляли пластинку или магнитофонную запись, чтобы иметь возможность слышать мелодические линии и аккорды в более медленном и более удобоваримом темпе. Проблема с этим подходом заключалась в том, что он также менял высоту звука, поэтому после того, как фрагмент был расшифрован, его нужно было транспонировать в правильную тональность. Программное обеспечение, предназначенное для замедления темпа музыки без изменения высоты звука, может быть очень полезно для распознавания высоты звука, мелодий, аккордов, ритмов и текстов при расшифровке музыки. Однако, в отличие от эффекта замедления проигрывателя, высота тона и исходная октава нот останутся прежними и не уменьшатся по высоте. Эта технология достаточно проста и доступна во многих бесплатных программных приложениях.
Для этого программное обеспечение обычно проходит двухэтапный процесс. Во-первых, аудиофайл воспроизводится с более низкой частотой дискретизации, чем у исходного файла. Это имеет тот же эффект, что и воспроизведение кассеты или виниловой пластинки на более медленной скорости – высота звука снижается, а это означает, что музыка может звучать так, как будто она звучит в другой тональности. Второй шаг — использовать цифровую обработку сигналов (или DSP) для возврата высоты тона к исходному уровню высоты тона или музыкальной тональности.
Как упоминалось в разделе «Автоматическая транскрипция музыки», некоторые коммерческие программы могут примерно отслеживать высоту доминирующих мелодий в полифонических музыкальных записях. Сканированные ноты не являются точными, и часто пользователю приходится редактировать их вручную перед сохранением в файл либо в собственном формате файла, либо в стандартном формате MIDI- файла. Некоторые программы отслеживания высоты тона также позволяют анимировать отсканированные списки нот во время воспроизведения звука.
Термин «автоматическая транскрипция музыки» впервые был использован исследователями звука Джеймсом А. Мурером, Мартином Пищальски и Бернардом Галлером в 1977 году. Обладая знаниями в области цифровой аудиотехники, эти исследователи полагали, что компьютер можно запрограммировать для анализа цифровой записи музыки . музыка такая, что можно было определить высоту мелодических линий и узоры аккордов, а также ритмические акценты ударных инструментов. Задача автоматической транскрипции музыки состоит из двух отдельных действий: анализа музыкального произведения и распечатки партитуры на основе этого анализа. [1]
Это была непростая цель, но она будет стимулировать академические исследования еще как минимум на три десятилетия. Из-за тесной научной связи речи и музыки многие академические и коммерческие исследования, направленные на более финансово обеспеченную технологию распознавания речи, будут переработаны в исследования технологии распознавания музыки. Хотя многие музыканты и преподаватели настаивают на том, что транскрипция вручную является ценным упражнением для развития музыкантов, мотивация автоматической транскрипции музыки остается той же, что и мотивация нот: музыканты, не обладающие интуитивными навыками транскрипции, будут искать ноты или аккорды. диаграмму, чтобы они могли быстро научиться играть песню. Коллекция инструментов, созданная в результате продолжающегося исследования, может оказаться большим подспорьем для музыкантов. Поскольку для многих записанных музыкальных произведений нет нот, устройство автоматической транскрипции может также предлагать транскрипции, которые в противном случае были бы недоступны в нотах. На сегодняшний день ни одно программное приложение не может полностью соответствовать определению автоматической транскрипции музыки, данному Джеймсом Мурером. Однако стремление к автоматической транскрипции музыки привело к созданию множества программных приложений, которые могут помочь в ручной транскрипции. Некоторые могут замедлять музыку, сохраняя исходную высоту и октаву, некоторые могут отслеживать высоту мелодии, некоторые могут отслеживать изменения аккордов, а третьи могут отслеживать ритм музыки.
Автоматическая транскрипция по сути предполагает определение высоты и длительности исполняемых нот. Это влечет за собой отслеживание высоты тона и определение начала нот. После регистрации этих физических измерений эта информация преобразуется в традиционную нотную запись, то есть в ноты.
Цифровая обработка сигналов — это отрасль инженерии, которая предоставляет разработчикам программного обеспечения инструменты и алгоритмы, необходимые для анализа цифровой записи с точки зрения высоты тона (обнаружение нот мелодических инструментов) и энергетического содержания невысотных звуков (обнаружение ударных инструментов). . Музыкальные записи дискретизируются с заданной скоростью записи, а данные о частоте сохраняются в компьютере в любом цифровом формате. Такой формат представляет звук посредством цифровой выборки .
Обнаружение высоты тона часто представляет собой обнаружение отдельных нот , которые могут составлять мелодию в музыке, или ноты в аккорде . Когда на пианино нажимается одна клавиша, мы слышим не просто одну частоту звуковой вибрации, а совокупность множества звуковых колебаний, происходящих на разных математически связанных частотах. Элементы этой совокупности вибраций на разных частотах называются гармониками или частичными.
Например, если мы нажмем среднюю клавишу C на фортепиано, отдельные частоты составных гармоник начнутся с 261,6 Гц в качестве основной частоты , 523 Гц будет 2-й гармоникой, 785 Гц будет 3-й гармоникой, 1046 Гц будет быть 4-й гармоникой и т. д. Более поздние гармоники представляют собой целые числа, кратные основной частоте, 261,6 Гц (например: 2 x 261,6 = 523, 3 x 261,6 = 785, 4 x 261,6 = 1046). Хотя для звукового воссоздания ноты действительно необходимо всего около восьми гармоник, общее количество гармоник в этом математическом ряду может быть большим, хотя чем выше номер гармоники, тем слабее величина и вклад этой гармоники. Вопреки интуиции, музыкальная запись на самом низком физическом уровне представляет собой не набор отдельных нот , а на самом деле набор отдельных гармоник. Вот почему очень похожие по звучанию записи могут быть созданы с использованием разных наборов инструментов и назначенных им нот. Пока общие гармоники записи в некоторой степени воссозданы, не имеет особого значения, какие инструменты или какие ноты использовались.
Первым шагом в обнаружении нот является преобразование цифровых данных звукового файла из временной области в частотную область , что позволяет измерять различные частоты с течением времени. Графическое изображение аудиозаписи в частотной области называется спектрограммой или сонограммой. Музыкальная нота, состоящая из различных гармоник , появляется на спектрограмме как вертикально расположенная гребенка , отдельные зубцы которой представляют различные гармоники и их различные частотные значения. Преобразование Фурье — это математическая процедура, которая используется для создания спектрограммы из цифровых данных звукового файла.
Задачей многих алгоритмов обнаружения нот является поиск на спектрограмме появления таких гребенчатых узоров (композитов гармоник), вызванных отдельными нотами. Как только определённая гребенчатая форма гармоник ноты обнаружена, высоту ноты можно измерить по вертикальному положению гребенчатого рисунка на спектрограмме .
По сути, существует два разных типа музыки, которые предъявляют совершенно разные требования к алгоритму определения высоты звука : монофоническая музыка и полифоническая музыка. Монофоническая музыка — это отрывок, в котором только один инструмент играет одну ноту за раз, тогда как в полифонической музыке одновременно могут играть несколько инструментов и вокал. Обнаружение высоты звука при монофонической записи было относительно простой задачей, и ее технология позволила изобрести гитарные тюнеры в 1970-х годах. Однако обнаружение высоты звука в полифонической музыке становится гораздо более сложной задачей, поскольку изображение ее спектрограммы теперь выглядит как расплывчатое облако из-за множества перекрывающихся гребенчатых узоров, вызванных множеством гармоник каждой ноты .
Другой метод определения высоты звука был изобретен Мартином Пищальским совместно с Бернардом Галлером в 1970-х годах [2] и с тех пор широко применяется. [3] Он нацелен на монофоническую музыку. Центральное место в этом методе занимает то, как высота звука определяется человеческим ухом . [4] Этот процесс пытается примерно имитировать биологию внутреннего уха человека , обнаруживая лишь несколько самых громких гармоник в данный момент. Этот небольшой набор найденных гармоник, в свою очередь, сравнивается со всеми возможными результирующими наборами гармоник высоты звука, чтобы выдвинуть гипотезу о том, какая наиболее вероятная высота звука может быть задана для этого конкретного набора гармоник.
На сегодняшний день полное обнаружение нот полифонических записей остается загадкой для аудиоинженеров, хотя они продолжают добиваться прогресса, изобретая алгоритмы, которые могут частично обнаруживать некоторые ноты полифонической записи, такие как мелодия или басовая партия.
Отслеживание ритма — это определение повторяющегося временного интервала между воспринимаемыми импульсами в музыке. Бит также можно охарактеризовать как «постукивание ногой» или «хлопанье в ладоши» в такт музыке. Ритм часто является предсказуемой базовой единицей времени музыкального произведения и может лишь незначительно меняться во время исполнения. Песни часто измеряются по количеству ударов в минуту (BPM) при определении темпа музыки, быстрого или медленного.
Поскольку ноты часто начинаются с доли или простого подразделения временного интервала доли, программное обеспечение для отслеживания ритма может лучше определять начало нот, которые могли быть обнаружены грубым способом. Отслеживание ритма часто является первым шагом в обнаружении ударных инструментов.
Несмотря на интуитивную природу «постукивания ногами», на которую способно большинство людей, разработать алгоритм для обнаружения этих ударов сложно. Большинство современных программных алгоритмов обнаружения ударов используют групповую конкурирующую гипотезу относительно количества ударов в минуту, поскольку алгоритм постепенно находит и разрешает локальные пики громкости, примерно соответствующие ударам музыки.
Для автоматической расшифровки музыки необходимо решить несколько задач:
1. Необходимо распознавать ноты – обычно это делается путем перехода из временной области в частотную. Этого можно добиться с помощью преобразования Фурье . Компьютерные алгоритмы для этого широко распространены. Алгоритм быстрого преобразования Фурье вычисляет частотный состав сигнала и полезен при обработке музыкальных отрывков.
2. Необходимо определить ритм и темп ( BeatDetection ) — это сложная, многогранная задача. [5]
Метод, предложенный Costantini et al. 2009 [6] фокусируется на нотных событиях и их основных характеристиках: моменте атаки, высоте тона и финальном моменте. Обнаружение начала использует двоичное частотно-временное представление аудиосигнала. Классификация банкнот и обнаружение смещения основаны на постоянном Q-преобразовании (CQT) и машинах опорных векторов (SVM). Коллекцию нот, являющихся общественным достоянием, можно найти здесь. [1]
Это, в свою очередь, приводит к «контуру высоты звука», а именно к непрерывно меняющейся во времени линии, которая соответствует тому, что люди называют мелодией. Следующий шаг — сегментировать этот непрерывный мелодический поток, чтобы определить начало и конец каждой ноты. После этого каждая «единица ноты» выражается в физических единицах (например, 442 Гц, 0,52 секунды). Последним шагом является преобразование этой физической информации в знакомые термины, подобные нотной записи, для каждой ноты (например, четвертная нота А4).
С точки зрения реальной компьютерной обработки, основные этапы заключаются в том, чтобы 1) оцифровать исполняемую аналоговую музыку, 2) выполнить последовательное кратковременное быстрое преобразование Фурье (БПФ) для получения изменяющихся во времени спектров, 3) идентифицировать пики в каждом спектр, 4) анализировать спектральные пики, чтобы получить кандидатов на высоту звука, 5) соединить самых сильных отдельных кандидатов на высоту звука, чтобы получить наиболее вероятный изменяющийся во времени контур высоты звука, 6) сопоставить эти физические данные с наиболее близкими терминами нотной записи. Эти фундаментальные шаги, предложенные Пищальским в 1970-х годах, стали основой автоматической транскрипции музыки. [2]
Самый противоречивый и трудный этап в этом процессе — определение высоты тона. [7] Наиболее успешные методы шага работают в частотной области, а не во временной области. Хотя были предложены методы во временной области, они могут оказаться неэффективными для реальных музыкальных инструментов, на которых обычно играют в реверберирующих помещениях.
Метод определения высоты звука, изобретенный Пищальским [4], снова имитирует человеческий слух. Отсюда следует, что только определенные наборы частей «сливаются» воедино при человеческом слушании. Это наборы, которые создают восприятие только одного тона. Слияние происходит только тогда, когда два частичных элемента находятся в пределах 1,5% от идеальной гармонической пары (т. е. их частоты приближаются к набору пар с низким целым числом, например 1:2, 5:8 и т. д.). Это почти гармоническое соответствие требуется для всех частичные, чтобы человек мог слышать их как одну тональность.
{{cite web}}: CS1 maint: дата и год ( ссылка )