Микропроцессорные средства и системы 1987 №3 1986 г.

Кальян В. П. - роль музыкального языка в музыкальном синтезе.


УДК 6S1.8 : та
В. П. Кальян

роль музыкального языка в
музыкальном синтезе

в практике создания компьютерных средств музы-
кального синтеза сложилась ситуация, при которой раз-
работка устройств цифрового синтеза ведется б науч-
ных лабораториях на промышленной основе, а музы-
кальио-языковые компьютерные средства создаются
самими музыкантами — обладателями персональных му-
зыкальных компьютеров. Исключение составляют неко-
торые разработки IRGAM и программы Я. Ксенакиса.

Поэтому средства цифрового синтеза часто оказыва-
ются неадекватными музыкально-языковым средствам
композиторов и их творческим замыслам. Это несоот-
ветствие становится еще более заметным при попытке
имитации звучания инструментов оркестра: отдельные
ноты звучат похоже, а фрагменты мелодий «электрон-
но». Для того чтобы звучание не было «сухим и бед-
ным» параметры синтеза звука должны выделяться из
живой музыкальной интонации в контексте звучащей
музыкальной речи, конкретного музыкального языка.
При этом важно решить: возможен ли вывод музыкаль-
ных акустико-языксвых грамматик, универсальных для
всех типов интонирования; как из перечня универсаль-
ных возможностей набирать и находить нужные; можно
ли создать инструментарий для проведения самостоя-
тельных широких акустико-языковых изысканий с по-
мощью персональных музыкальных компьютеров и т. д.

В исследовании музыкального языка важное место
занимают отработка технологии интерактивного анализа
музыки и совершенствование основных программных
блоков системы анализа языковых свойств живых му-
зыкальных звучаний. Изучение языковых закономернос-
тей музыкальной речи можно вести «со звучания» и по
нотным текстам. Начинать надо с разработки процедур
членения музыкальной речи на содержательные фраг-
менты, обладающие относительной целостностью, само-
стоятельностью. Это необходимо прежде всего для ана-
лиза музыкальной формы (строения музыкальных про-
изведений).

Известны попытки формализации процедуры членения
музыкальной речи на сегменты по нотным текстам [1, 2]
и составления частотных словарей. Закономерности
внутреннего состава сегментов изучаются в связи со
структурой конкретного музыкального текста и его ти-
пологией, выявляются инвариантные формы строения
мелодий [2], создаются так называемые генеративные
грамматики [3].

Музыкальная речь даже в простой мелодии совмещает
множество линий музыкального действия: слово (вер-
бальное и музыкальное), дыхание, интонацию, артику-
ляцию. Всему этому вместе и каждому музыкальному
акту в отдельности соответствует свой сложный ассо-
циативный ряд, связанный с жестом, восклицанием, об-
разом, внутренним состоянием, настроением, движением.
Поэтому членение музыкальной ткани должно произво-
диться в соответствии с определенной линией семанти-
ческой интерпретации. Членение не может быть одно-
мерным (однозначным), так как совмещение разных
линий музыкального действия даже в простой мелодии
предполагает и сочетание нескольких логик в строении
музыкальной ткани. Как правило, этот аспект не при-
нимается во внимание или рассматривается недостаточ-
но последовательно.

Несколько проще обстоит дело с членением музыкаль-
ной ткани в звучащей музыке, так как здесь мы име-
ем дело уже с «интерпретированным» объектом и можем
ориентироваться на «членение» ткани самим исполни-
телем. Выделенные структуры музыкальной- речи можно
в'дальнейшем использовать в качестве грамматик музы-

кального языка для распознавания и озвучивания нот-
ных записей музыки и для решения задач музыкально-
языковой акустической параметризации звука.

На примере фонограммы с записью северной русской
былины с помощью программы TRS была установлена
возможность автоматической сегментации тонем (фраг-
ментов движения голоса, соответствующих одной ноте
или ноте с форшлагом, глиссандо) по совокупности
признаков:

принижения в точке нижнего перегиба траектории ин-
тенсивности звука уставки, равные 0,6 от максимального
значения интенсивности на всем предыдущем времен-
ном участке тонемы;

все точки временной последовательности частоты ос-
новного тона (траектории основного тона) образуют в
гистограмме только одно скопление (зону). В случае
образования второго скопления точек на расстоянии, со-
ответствующем в центовой шкале по меньшей мере 60
центам, фиксируется начало новой тонемы.

Программным путем были выявлены также контекст-
ные закономерности интонирования напева внутри каж-
дой тонемы. При постепенном восхождении в мелодии
происходило завышение траектории основного тона на
50 центов с последующим выходом на «ступень». При
восходящих скачках такие завышения увеличиваются до
тона. В начале фразы основной тон вообще пропадает —
фрагмент атаки звука дает тембровую окраску всей
тонеме, а звуковысотную определенность дает лишь по-
следующая за атакой ступенька. Остановка в мелоди-
ческом движении обычно сопровождается вибрато, при
этом колебание частоты основного тона для верхних
нот синфазно интенсивности, а для средних и нижних
по высоте нот — противофазно. Последняя тонема перед
взятием дыхания обычно заканчивается нисходящим
глиссандо. При скачке с репетицией (т. е. при повторе
одной и той же ноты после скачка) одна из двух ре-
петирующих тонем (первая или вторая) представляет
собой бросок (обычно вверх), т. е. быстрое глиссандо
объемом до кварты, воспринимаемое на слух при от-
дельном прослушивании как звук с неопределенной вы-
сотой звучания. Ощущение высоты звучания придает
ему соседняя репетирующая тонема. Из всего этого
могут быть выведены простые контекстные правила
строения тонемы.

Кроме порядка следования тонем друг за другом оп-
ределены другие, не менее важные зависимости: сам
напев, его объем, темп исполнения, мелодический кон-
тур, акцентуация подчинены дыханию; акценты выстрое-
ны организованно, иерархически; от строфы к строфе
мелодия варьируется в зависимости от слогового со-
става вербального текста, однако общая мелодическая
канва напева и взаимное расположение основных ак-
центов в напеве не нарушается.

Последнее обстоятельство навело на мысль о возмож-
ности использования вариаций основного тона и ин-
тенсивности звучания от строфы к строфе для сегмен-
тации напева на содержательные фрагменты, например
попевки.

Для распознавания тождества и подобия фрагмен-
тов и установления их временных границ был исполь-
зован аппарат анализа Фурье. Траектории основного то-
на и интенсивности разлагались в ряд в пределах вре-
менного окна, соответствующего квазистационарности
каждой гармоники, начиная с четвертой. Полученные
при этом коэффициенты разложения использовались для
вычисления сингулярной функции (мгновенного значе-
ния мощности гармоники). После этого окно сдвигалось
на один шаг по времени (0,01 с) и процедура повторя-
лась. Участки, на которых сингулярные функции груп-
пировались вокруг одного и того же набора значений,
признавались подобными, и их временные границы счи-
тались границами содержательных сегментов. Из полу-
ченных сегментов формировался «словарь» единиц му-
зыкального текста Для вывода синтаксических и мор-
фологических грамматик музыкального языка использо-

К элементарным схемам синтеза относятся:
схема, использующая метод аппроксимации спектра
и его изменения во времени с кодированием частоты ос-
новного тона й параметров формант;

схема, основанная на методе корреляционного раз-
деления траекторий формант на содержательные гругн
пы (синфазные, противофазные и др.);

схема кодирования динамических звуковых процессов
с взаимной детонацией (прерыванием) формант (не-
сколько контрастных по форме огибающих с опреде-
ленной вероятностью следуют друг за другом);

схема кодирования шумов по форме огибающей
спектра и по основному тону.

Синтезированный по полученной грамматике вариант
напева былины звучал осмысленнее, выразительнее и
богаче, чем мелодии, синтезированные на первом этапе
исследования лишь по четырем управляющим парамет-
рам. Полученная база знаний позволяет гибко выби-
рать схему синтеза звука в зависимости от контекста,
т. е. адекватно управлять звуком.

Таким образом, проблему синтеза выразительных му-
зыкальных звучаний можно решить только в контексте
изучения конкретного музыкального языка. Предложен-
ные общие и универсальные средства анализа музы-
кального языка и музыкально-языковой акустической
параметризации достаточно эффективно могут исполь-
зоваться музыкантами для решения конкретных твор-
ческих задач.

Телефон для справок: 135-23-70, Москва,
ЛИТЕРАТУРА

1. Борода М. Г. О мелодической элементарной еди-
нице. Материалы Первого всесоюзного семинара по
машинным аспектам алгоритмического формализован-
ного анализа музыкальных текстов (МААФАТ).—
Ереван: АН Арм. ССР, 1977.

2. Зари по в P. X. Кибернетика и музыка.— М.: Нау-
ка, 1971.

3. Musical Grammars and Computer Analysis. M. Ba-,
rony and Callegari, eds. Florence: Leo S. Olsehki Edi-
tore. 1984.

Статья поступила 16 сентября 1986 г*

вале я дистрибутивный анализ. Суть этого анализа за-
ключается в выявлении парадигматико-синтагмэтиче-
ских отношений между единицами музыкального текста.
Единицы текста классифицируются в зависимости от
контекстного положения и формы траекторий основного
тона и интенсивности.

Для автоматизации дистрибутивного анализа и вы-
вода грамматик была создана программа D1ST. Дистри-
бутивный анализ является довольно мощным и доста-
точно универсальным средством изучения ряда языко-
вых свойств музыки. Уже после первых опытов по ав-
томатизации был выявлен ряд свойств, уже известных
в фольклористике, например ранжир, слоговая музы-
кально-ритмическая форма, позиция. Дистрибутивный
анализ эффективно выявляет закономерности в синтак-
сических связях и во внутреннем строении единиц му-
зыкального текста. Заметим, что процедура акустиче-
ской параметризации, по своей сути, также является
дистрибутивной, поэтому программа DIST использова-
лась и для сквозной акустико-морфологической и син-
таксической параметризации и вывода грамматики. Был
выделен ряд новых акустико-морфологических парамет-
ров, связанных как с регистрово-динамической и ак-
центной логикой интонирования, так и с синтактико-
морфологической грамматикой данного музыкального
языка. Таким образом, артикуляционное пространство
оказалось включенным в общую схему языковых музы-
кальных отношений. На верхнем уровне схемы нахо-
дятся музыкальные грамматики — синтаксическая грам-
матика музыкального текста и морфологическая кон-
текстная грамматика единиц текста. Грамматики
выстраивают в параллельно-последовательную цепочку
параметры, управляющие певческим и речевым тракта-
ми. В базе знаний содержится артикуляционный слепок
трактов — динамические характеристики певческих атак,
регистровые динамические звуковыеотные и громко-
стные связи, а также параметры речевого тракта: вока-
лизованность (невокализованность), взрывные, щеле-
вые и др. параметры. Разработана программа
STAND, опрашивающая управляющую цепочку, акти-
визирующая алгоритм принятия решений о коммутации
элементарных схем синтеза (последовательная, парал-
лельная, параллельно-последовательная, приоритетная
коммутация).




СОДЕРЖАНИЕ:


  Оставте Ваш отзыв:

  НИК/ИМЯ
  ПОЧТА (шифруется)
  КОД



Темы: Игры, Программное обеспечение, Пресса, Аппаратное обеспечение, Сеть, Демосцена, Люди, Программирование

Похожие статьи:
Серьезная реклама - Срочно требуется схема принципиальная-электрическая от магнитофона ВЕСНА - 205.
Урок английского - Александр КАМНЕВ, Борис ФАЙФЕЛЬ: Урок английского.
Обзор новинок - О новинках ПО: 15 Fiveteens, The Hundred, Sex Xonix (пароли). Обзор новых газет: Echo #3, Move #6, Impulse #1.

В этот день...   2 июля