Інформаційна модель акустичного струнного музичного інструмента та метод автоматизованого професійного настроювання інструментів

Анотація

У статті розглянуто питання автоматизації настроювання акустичних струнних музичних інструментів. Метою роботи є формалізація характеристик акустичних сигналів, які необхідно враховувати під час автоматизованого професійного настроювання інструментів, та розроблення відповідної інформаційної моделі та методу на її основі. Обґрунтовано важливість автоматизації процесу настроювання музичних інструментів. Проведено огляд історичного розвитку апаратних і програмних засобів настроювання та наявних літературних джерел. Аналіз показав, що хоча наявні рішення є досить ефективними з точки зору витрачуваного часу, проте їх використання призводить не до кращого результату настроювання. Зокрема це зумовлено застосуванням методів апроксимації, що в результаті погано позначається на точності останнього та суперечить головному завданню настроювання та загалом усього дослідження. Огляд наявних мобільних засобів автоматизованого настроювання різних акустичних інструментів показав, що жоден із них не враховує важливі для настроювання характеристики інструментів. Як результат запропоновано загальну модель акустичного струнного музичного інструмента, що представлена впорядкованою шісткою: тональний склад інструмента, кількість клавіш або відкритих струн інструмента, кортеж індексів перших тонів у діапазонах хорів з однаковою кількістю струн, частота коцертного тону та індекси темперації й опорного тону темперації. У разі клавішних інструментів для кожного тону передбачено до декількох струн, кожна з яких відтворює певний звук, який можна розкласти на спектр гармонік. Зі свого боку кожна гармоніка має свою характерну частоту, інтенсивність і тривалість звучання. Це дозволяє врахувати додаткові, важливі для застосування характеристики і параметри, як-от співвідношення частот часткових тонів сигналу, частот їхніх інтерференційних биттів, нестабільність та негармонічність коливання струн. Також запропоновано метод, що описує ітеративний процес автоматизованого настроювання інструментів на професійному рівні на основі биття обертонів.