5 april 2008
Onderzoekers aan de University of Rochester hebben digitaal muziek gereproduceerd en in een bestand opgeslagen dat 1.000 keer kleiner is dan een MP3-file. De muziek, een 20 seconden durende klarinetsolo, is niet groter dan 1 kilobyte en is mogelijk gemaakt door twee vernieuwingen: 'recreating in a computer both the real-world physics of a clarinet and the physics of a clarinet player'. Althans volgens hoogleraar Electrical and Computer Engineering en mede-ontwerper van de technologie, Mark Bocko. De technologie is op 1 april jl. gepresenteerd op de International Conference on Acoustics Speech and Signal Processing in Las Vegas. 'It is not yet a flawless reproduction of an original performance, but it's getting close', zo vervolgt Bocko. Benieuwd geworden naar de kwaliteit van de muziek ? Luister hier naar de door een echter klarinettist gespeelde solo (in MP3), en hier naar de door de computer gereconstrueerde solo. 'This is essentially a human-scale system of reproducing music', zo zegt Bocko. 'Humans can manipulate their tongue, breath, and fingers only so fast, so in theory we shouldn't really have to measure the music many thousands of times a second like we do on a CD. As a result, I think we may have found the absolute least amount of data needed to reproduce a piece of music'.
'In replaying the music, the computer literally reproduces the original performance based on everything it knows about clarinets and clarinet playing', zo zegt Bocko. Twee van Bocko's studenten, Xiaoxiao Dong en Mark Sterling, werkten samen met Bocko 'to measure every aspect of a clarinet that affects its sound from the backpressure in the mouthpiece for every different fingering, to the way sound radiates from the instrument'. Daarna bouwden ze een computermodel van een klarinet. Het resultaat is een virtueel instrument gebouwd volgens al karakteristieken van een echter klarinet. Vervolgens werd door het onderzoeksteam een virtuele speler voor de virtuele klarinet ontwikkeld. 'We modeled how a clarinet player interacts with the instrument including the fingerings, the force of breath, and the pressure of the player's lips to determine how they would affect the response of the virtual clarinet. Then', zo vervolgt Bocko, 'it's a matter of letting the computer 'listen' to a real clarinet performance to infer and record the various actions required to create a specific sound. The original sound is then reproduced by feeding the record of the player's actions back into the computer model'. De resultaten zijn nog geen perfecte representatie van het oorspronkelijke geluid. 'We are still working on including 'tonguing,' or how the player strikes the reed with the tongue to start notes in staccato passages', zegt Bocko. 'But in music with more sustained and connected notes the method works quite well and it's difficult to tell the synthesized sound from the original'. Als de methode voldoende verfijnd is, zo verwachten de onderzoekers, dan zal het computermusici meer intiutieve manieren leveren om muziek te componeren 'by including the actions of a virtual musician in computer synthesizers'. En hoewel de menselijke stem zeer complex is, de methode zou in principe ook gebruikt kunnen worden om stemmen te simuleren. De huidige methode kan nog maar een instrument tegelijkertijd spelen, maar 'in other work in the University's Music Research Lab with post-doctoral researcher Gordana Velikic and Dave Headlam , professor of music theory at the University of Rochester's Eastman School of Music, we have produced a method of separating multiple instruments in a mix so the two methods can be combined to produce a very compact recording'. Bocko gelooft dat de kwaliteit steeds beter zal worden als de akoestische metingen en de resulterende algoritmen voor de synthesizer accurater worden. Het proces zal waarschijnlijk de maximaal mogelijke gegevenscompressie voor muziek realiseren. 'Maybe the future of music recording lies in reproducing performers and not recording them', zegt Bocko. Dat zou heel goed kunnen. Voorlopig zijn we zover nog niet, maar het is een zeer intrigerend onderzoek met zeer opvallende resultaten. Maar voorlopig zullen we nog steeds MP3's blijven gebruiken.
