Gebrauchsanleitung zu ,melos" melos stellt sich vor melos ist ein Musikprogramm, das anders ist als die Programme, die Sie bisher kennen. Das Besondere an diesem Programm ist die F„higkeit, akustische Informationen einer Singstimme oder eines beliebigen Instruments direkt in Notenschrift umzusetzen. Da die Noteninformationen im capella- oder MIDI-Format abgespeichert werden k”nnen, stehen Ihnen anschlieáend umfangreiche M”glichkeiten der Weiterverarbeitung offen. Man kann es auch anders ausdrcken: melos ist ein komfortables Programm zur Umwandlung von (einstimmigen !) wav-Dateien oder Echtzeit-Daten in MIDI-Informationen. Wichtig ! Fr Sie ist es wichtig zu wissen, daá der Erfolg der Notenerkennung auch von Ihrer Mitarbeit abh„ngt. Nebenger„usche sollten so weit wie m”glich vermieden werden. Ein klares und deutliches Singen bzw. Spielen und die richtige Auswahl bestimmer Parameter (s.u.) tragen zu einer Verbesserung des Ergebnisses bei. In den meisten F„llen wird etwas šbung n”tig sein bis das Zusammenspiel zwischen Ihnen und dem Programm optimal funktioniert. Aber diese Mhe lohnt sich ! Erforderliche Hard- und Software Um melos zu benutzen, ben”tigen Sie - einen Windows-tauglichen PC mit einem 486DX- oder Pentium-Prozesssor und mindestens 4 MB Hauptspeicher - Microsoft Windows ab Version 3.1 - mindestens 1 MB freien Speicher auf der Festplatte - eine Maus - eine Soundkarte mit wav-Treibern - fr Echtzeitaufnahmen: ein Mikrofon, Ihre Stimme oder ein Instrument (optimal: Blockfl”te) - den Truetype-Font ,capella" (capella.ttf und capella.fot) Installation Die zip-Datei melos10.zip enth„lt folgende Files: - das Programm: melos.exe - die ini-Datei: melos.ini - die Dokumentation: melos.doc - den True-Type-Notenfont: capella.ttf, capella.fot - die Beispieldateien: bspk.wav, bspk.mel (Parameter: Schwelle=6, Tempo=87) bspf.wav, bspf.mel (Parameter: Schwelle=6, Tempo=82) bsps.wav, bsps.mel (Parameter: Schwelle=8, Tempo=81) Auáerdem mssen die Dateien ctl3d.dll und mmsystem.dll im Windows-System-Directory vorhanden sein. Kopieren Sie capella.ttf und capella.fot ins Windows-System-Directory, sowie melos.ini in das Windows- Directory. Installieren Sie den Font unter Windows. Fr die restlichen Dateien erstellen Sie ein eigenes Directory, aus dem Sie dann das Programm unter Windows aufrufen k”nnen. Die Symbolleiste Die Symbolleiste ist in fnf Gruppen unterteilt: a) Symbole zur Dateibearbeitung Neues Notenblatt wav-Datei ”ffnen (+Analyse !) mel-Datei ”ffnen (eigenes Datenformat von melos) Datei im mel-Format speichern Datei im capella-Format speichern Datei im MIDI-Format speichern Drucken b) Symbole zum Editieren von Noten Note ersetzen Note l”schen Note hinzufgen c) Symbole zur Steuerung von Aufnahme und Wiedergabe Aufnahme-Start Stopp-Button Wiedergabe-Start Abspielen Einzelnoten d) Hilfsmittel Metronom Stimmton Die Statuszeile Die Statuszeile befindet sich am unteren Bildschirmrand und zeigt den Namen der gerade aktiven wav- oder mel-Datei an. Analyse von wav-Daten Es gibt zwei M”glichkeiten, wav-Daten in Notenschrift umzusetzen: a) Einlesen einer wav-Datei Verwendbar sind alle einstimmigen wav-Dateien. Sie k”nnen eine solche Datei z.B. mit dem Windows- Soundrecorder selbst erstellen. Auáerdem werden einige Beispieldateien mitgeliefert. - Stellen Sie im Men Modus den `wav-Modus' ein - ™ffnen Sie die wav-Datei mit Datei/™ffnen Die Noten werden nun ohne weiteres Zutun im Notenblatt dargestellt. b) Einspielen einer Melodie ber das Mikrofon - W„hlen Sie im Men Analyse-Parameter/Stimmlage die Lage des verwendeten Instruments bzw. Ihrer Stimme aus - Starten Sie die Aufnahme mit dem Aufnahme-Button - Spielen oder Singen Sie die gewnschte Melodie - Beenden Sie die Aufnahme mit dem Stop-Button Folgende Parameter/Einstellungen sind fr die Qualit„t der Aufnahme und Analyse entscheidend: - Schwelle Die H”he der Schwelle bestimmt, wie hoch der Anteil der Peaks aus dem Fourier-Spektrum ist, der fr die Analyse verwendet wird. Bei zu niedrig eingestellter Schwelle sind es zu viele Peaks, so daá Nebenger„usche die eingespielten T”ne berlagern und die Erkennungsgenauigkeit verringert ist. Umgekehrt kann eine zu hoch eingestellte Schwelle dazu fhren, daá im Extremfall gar kein Peak mehr bercksichtigt wird. Der optimale Schwellwert liegt bei Sopranstimmen in den meisten F„llen etwa zwischen 8 und 12, im Baábereich bei etwa 4. - Tempo Das Tempo wird angegeben in Schl„gen pro Minute. Wenn der Tempowert zu niedrig eingestellt ist, kann es passieren, daá Noten ,verschluckt" werden, da ihre L„nge unter einem sechzehntel Notenwert liegt. Sie k”nnen sich ein bestimmtes Tempo akustisch mit dem Metronom demonstrieren lassen. - kleinster Notenwert Diese ntzliche Option bestimmt den Notenwert, den ein eingespielter Ton mindestens haben muá, um berhaupt dargestellt zu werden. Durch Wahl eines gr”áeren Notenwerts (Viertel oder Achtel) lassen sich unerwnschte Tonschwankungen und Nebenger„usche in gewissem Umfang unterdrcken. - kleinste Pause Diese Einstellung bestimmt, wie lang eine Pause mindestens andauern muá, um auch wirklich als Pause dargestellt zu werden. - Punktierung Sie k”nnen w„hlen, ob punktierte Noten dargestellt oder Zwischenwerte der Notenl„nge auf- bzw. abgerundet werden. - h”chste Oktave Die Bercksichtigung der h”chsten Oktave (=dreigestrichene Oktave) ist nur bei Instrumenten mit sehr hoher Stimmlage (z.B. Sopran-Blockfl”te) erforderlich. Ansonsten sollte unbedingt die Option ,aus" gew„hlt werden, um die Erkennungsgenauigkeit zu erh”hen. Alle Parameter, die besonderen Einfluá auf die Qualit„t der Analyse haben, sind unter dem Menpunkt Einstellungen/Analyse-Parameter zusammengefaát. Editierm”glichkeiten Nachdem die Noten aufgenommen, analysiert und dargestellt wurden, haben Sie die M”glichkeit Korrekturen oder Erg„nzungen vorzunehmen. Sie k”nnen Noten l”schen, „ndern (Tonh”he, Notenwert) oder einfgen sowie Taktstriche setzen und wieder entfernen. Note „ndern - Markieren Sie die gewnschte Note mit der linken Maustaste - Aktivieren Sie den Menpunkt Bearbeiten/Notenparameter oder drcken Sie den entsprechenden Button - In der Dialogbox k”nnen Sie die gewnschten Noteneigenschaften festlegen Note l”schen - Markieren Sie die gewnschte Note mit der linken Maustaste - L”schen Sie die Note mit Hilfe des Buttons ,Note l”schen" oder ber den Menpunkt Bearbeiten/Note l”schen Sie k”nnen einzelne Noten auch durch einen Mausklick mit der rechten Maustaste l”schen Note wiederherstellen Eine Note, die versehentlich gel”scht wurde, kann wiederhergestellt werden, allerdings nur, wenn in der Zwischenzeit keine weitere Note gel”scht wurde. Note einfgen - Markieren Sie die gewnschte Note mit der linken Maustaste - Aktivieren Sie den Menpunkt Bearbeiten/Note einfgen oder drcken Sie den entsprechenden Button - In der Dialogbox k”nnen Sie Tonh”he und Notenwert festlegen. Die neue Note wird hinter der markierten Note eingefgt. Taktstrich setzen - Markieren Sie die Note, hinter der ein Taktstrich eingefgt werden soll, mit der linken Maustaste - W„hlen Sie den Menpunkt Bearbeiten/Taktstrich setzen Taktstrich l”schen - Markieren Sie die Note, hinter der ein Taktstrich gel”scht werden soll, mit der linken Maustaste - W„hlen Sie den Menpunkt Bearbeiten/Taktstrich l”schen Abspielen der analysierten Noten Zur Kontrolle k”nnen die eingelesenen bzw. eingespielten Noten abgespielt werden. Im wav-Modus kommt das letzte geladene wav-File zu Geh”r. - Starten Sie den Abspielvorgang mit dem Start-Button - Stoppen Sie den Abspielvorgang mit dem Stop-Button zu einem beliebigen Zeitpunkt Achtung ! Der Abspielvorgang wird auch nach Abspielen der letzten Noten nicht automatisch beendet. Drcken Sie also den Stop-Button sp„testens dann, wenn das Dateiende erreicht ist. Im Echtzeit-Modus: Abspielen der einzelnen erkannten Noten, so wie sie auf dem Notenblatt zu sehen sind. - Markieren Sie mit der linken Maustaste die Note, die Sie h”ren m”chten. - Drcken Sie den Button mit dem Symbol Mikrofon/Noten Anschlieáend wird automatisch die folgende Note markiert. Falls keine Note markiert wurde, werden alle Noten von Anfang bis Ende abgespielt; eine Unterbrechung ist hierbei nicht m”glich. Hilfsmittel Unter dem Menpunkt ,Extras" finden Sie folgende Optionen: Metronom: šber das Men (Echzeit/Metronom) kann der Metronomwert eingestellt und das Metronom gestartet bzw. gestoppt werden. Es gibt auch einen Metronom-Button zum An- und Abstellen des Metronoms. Stimmton: Mit dem Menpunkt Echtzeit/Stimmton/Dialog kann H”he und Dauer des Stimmtons eingestellt werden. Der Button ,Ton" startet die akustische Ausgabe. Darstellung der FFT-Analyse Fr interessierte Benutzer ist nachfolgend die Funktionsweise des Programms kurz erl„utert. Ein Ton setzt sich zusammen aus Sinusschwingungen der Grundfrequenz und einer Anzahl von Oberschwingungen (Vielfache der Grundfrequenz). melos ermittelt die Anteile aller Frequenzen eines Tons durch Fast-Fourier-Transformation (FFT). Die vom A/D-Wandler der Soundkarte aufgezeichneten Digitalwerte dienen als Eingabevektor fr die diskrete FFT. Fr jeweils 512 Punkte wird eine FFT-Analyse durchgefhrt. Man erh„lt ein Spektrum, das fr jede Frequenz die zugeh”rige Amplitude angibt, d.h. darstellt, in welchem Ausmaá eine bestimmte Frequenz zu dem Frequenzgemisch eines Tones beitr„gt. Leider liegt der h”chste Peak im FFT-Spektrum nicht immer bei der Frequenz des Grundtons, sondern oft bei der einer Oberschwingung. Daher reicht es nicht aus, den h”chsten Amplitudenwert zu ermitteln. Vielmehr mssen alle Peaks, die eine bestimmte Mindesth”he berschreiten, herausgefiltert werden. Die Aufgabe eines sog. Siebes ist es dann, das erhaltene Peakspektrum xeiner bestimmten Frequenz zuzuordnen. Dies Siebes besitzt ,Maschen" in den Abst„nden der Vielfachen einer Grundfrequenz, durch die die Peaks ,hindurchfallen". Ein zu berechnender Quotient gibt an, fr welche Frequenz das Peak-Spektrum am besten paát. Im letzten Schritt wird die Frequenzinformation in eine Note umgesetzt. Im unteren Teil des Bildschirms wird das Ergebnis der FFT-Analyse des aktuellen Tons graphisch dargestellt (abschaltbar unter Einstellungen/FFT-Drstellung). Dateien, Dateiformate Neue Datei Verwenden Sie den Menpunkt Datei/Neu oder den entsprechenden Button. Datei ”ffnen (wav) Mit Datei/™ffnen(wav) oder dem entsprechenden Button k”nnen Sie eine wav-Datei ausw„hlen. Die aus den Datei-Informationen erkannten Noten werden automatisch im Notenblatt dargestellt. Datei ”ffnen (mel) Mit Datei/™ffnen(mel) oder dem entsprechenden Button k”nnen Sie eine mel-Datei ”ffnen. Datei speichern Sie haben die M”glichkeit, die Noteninformationen im capella- oder im MIDI-Format zu exportieren. a) capella-Format - Mit dem Button, der das Symbol Diskette+C zeigt, oder ber den Menpunkt Datei/Export capella k”nnen die Noten im capella-Format abgespeichert werden. a) MIDI-Format - Mit dem Button, der das Symbol Diskette+M zeigt, oder ber den Menpunkt Datei/Export MIDI k”nnen die Noten im MIDI-Format abgespeichert werden. Drucken Der vollst„ndige Notenblattinhalt kann auf einem beliebigen Drucker ausgedruckt werden. Die Datei melos.ini Das Installationsprogramm kopiert die Datei melos.ini in das Windows-Verzeichnis. In dieser Datei werden alle wichtigen Parameter gespeichert, die melos ben”tigt. Sollte die Datei versehentlich gel”scht werden, so legt melos eine neue Datei mit Standardwerten an. Bekannte Probleme Aufnahme und Wiedergabe-Funktionen verwenden die wav-Routinen aus der Windows-Bibliothek mmsystem.dll. In der Testphase hat sich herausgestellt, daá die Aufnahmefunktion nicht bei allen Soundkarten funktioniert. Da nur minimale Anforderungen an die Karte gestellt werden (8bit/11025 kHz) und die wav- Routinen auch keine Fehler melden, kann die Ursache dafr nur bei den entsprechenden wav-Treibern liegen. Neben melos drfen keine anderen Windows-Programme aktiv sein (Bildschirmschoner deaktivieren !). Da es sich um ein Echzeit-Programm handelt, k”nnen Abstrze, die auch das Betriebssystem betreffen, sonst nicht ganz ausgeschlossen werden. Hilfe, die Aufnahme gelingt mir nicht Wenn berhaupt nichts aufgenommen wurde - Das Mikrofon ist nicht eingeschaltet (oder die Batterie ist leer) - Es wurde zu schnell gesungen/gespielt. Geben Sie im Dialog Analyse-Parameter-Tempo einen gr”áeren Wert an (ggf. auch Samplerate erh”hen) und/oder w„hlen Sie als kleinsten Notenwert Sechzehntel bzw. Achtel. - Die Schwelle ist zu hoch eingestellt. - Die Stimmlage ist falsch gew„hlt. - Es ist nicht der Echtzeit- sondern der File-Modus eingestellt. Wenn falsche Tonh”hen oder ein falscher Rhythmus erscheinen Tonh”he: - Die Schwelle ist zu niedrig (Sopran) oder zu hoch (Baá) eingestellt. - Die Stimmlage ist falsch gew„hlt. - Die h”chste Oktave ist eingeschaltet (obwohl dies nicht n”tig w„re). - Sie haben ungenau oder undeutlich gespielt/gesungen. - Es gibt zu viele Nebenger„usche. - W„hlen Sie als kleinsten Notenwert Achtel oder Viertel. Rhythmus: - Das eingestellte Tempo paát nicht zum eingespielten Tempo. - Experimentieren Sie mit dem kleinsten Notenwert. - Falls l„ngere Noten ,zerteilt" werden, setzen Sie die Schwelle herunter. - Die Tonh”he schwankte beim Einspielen/Einsingen. - Vermeiden Sie Nebenger„usche - Bei zu kurz dargestellten Noten ist evtl. die Schwelle zu hoch eingestellt. Wenn einzelne T”ne bei der Aufnahme verschluckt wurden - Die Tonh”he schwankte beim Einspielen/Einsingen zu sehr. - Es wurde zu leise, unsauber oder zu undeutlich gesungen/gespielt. - Der kleinste Notenwert ist zu hoch eingestellt (Umstellen auf Achtel/Sechzehntel). - Die Tempoeinstellung hat einen zu geringen Wert fr kurze Noten. - Die Schwelle ist evtl. zu hoch eingestellt. Grunds„tzlich gilt: Je sauberer, exakter und nebenger„uscharmer eine Aufnahme ist, desto ist die Qualit„t der Analyse hinsichtlich Tonh”he und Notenl„nge. Die Tendenz zur Darstellung l„ngerer Noten steigt mit zunehmendem Tempowert und niedrigerer Schwelle. W„hrend man mit der Wahl des Tempowerts die L„ngen aller Noten gleichzeitig beeinfluát, k”nnen Tonh”he und Notenl„nge einer einzelnen Note durch Variation des Schwellwerts korrigiert werden; dabei h„ngt es vom Einzelfall ab, ob eine niedrigere oder h”here Schwelle gnstiger ist.