Новости

12.08.2014 00:29
Рубрика: Общество

Мастер-класс для Паваротти

Компьютер переводит напетую мелодию в ноты
Созданная сибирскими учеными компьютерная модель переводит в ноты напетую мелодию почти с абсолютной точностью. Это может помочь тем, кто обучается вокалу, и, конечно, композиторам. Разработка ученых из Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) превосходит лучшие зарубежные аналоги. Если они расшифровывают напетую мелодию с точностью максимум 70 процентов, то российская модель - более 99 процентов!

- Откуда такая почти абсолютная точность расшифровки? Дело в том, что зарубежные программы не учитывают физиологические особенности уха, а наша на них основана, - объяснил автор разработки кандидат технических наук Антон Конев.

Ухо, как и наш голос, - удивительное творение природы. Считается, что голос первоклассного певца совершенней любого музыкального инструмента. А ухо - самый совершенный приемник звука, с ним не может сравниться никакое техническое устройство. Сибирские ученые решили приблизиться к природе и создать математический аналог человеческого уха.

- Мембрана нашего уха - это набор множества резонаторов, настроенных на разные частоты, - говорит Конев. - Такие резонаторы распределены по всей длине мембраны. Скажем, первый миллиметр улавливает частоту в 15 килогерц, второй - в 12 килогерц и т.д. Кстати, за открытие закономерностей колебаний мембраны американский ученый Дьердь Бекеши в 1961 году получил Нобелевскую премию. Так вот мы создали математическую модель резонаторов мембраны уха.

Но важно не только "установить" в модели такие резонаторы, но и правильно выделить основной тон каждого звука. Это очень сложная задача. Ведь звуки следуют один за другим, быстро меняются, переходы между ними часто трудноуловимы. Еще одна проблема - качество микрофона, в который человек напевает мелодию. Он вносит в звук серьезные искажения.

Чтобы отсечь все лишнее, устранить различные "шумы", вытащить нужную ноту в чистом виде, ученые применили набор фильтров, а также принципиально новый алгоритм обработки звука. "Если иностранные системы выделяют основной тон максимум по нескольким десяткам точек, то у нас их более 200, - говорит Конев. - Все вместе взятое и позволяет добиться практически 100-процентной точности. Более того, наша модель способна определять ноту, длящуюся всего четверть секунды, тогда как все остальные аналоги справляются, когда она звучит минимум несколько секунд. Представляете, сколько нюансов звука, сколько нот при этом теряется".

Кого заинтересует эта разработка сибиряков? Прежде всего, конечно, профессиональных музыкантов. Великий Моцарт говорил, что не успевает записывать мелодии, которые звучат в его голове. Например, известен случай, когда он до последнего тянул с партитурой оперы "Волшебная флейта". До премьеры оставалось совсем мало времени, даже начались разговоры, что опера вообще еще не написана. На что Моцарт заявил: "Отстаньте, она уже давно у меня в голове. Осталось только записать". Так что великому австрийцу разработка сибиряков очень пригодилась бы.

И, конечно, она поможет тем, кто только обучается музыке, будущим Паваротти и Нетребко. В режиме реального времени человек выполняет задание и сразу же видит, где ошибся, какую ноту взял неверно, ведь срабатывает биологическая обратная связь. Впрочем, программа может пригодиться и звездам вокала при разучивании новых партий.

Общество Наука Digital Технологии Филиалы РГ Сибирь СФО Томская область Томск Научный подход с Юрием Медведевым