Klangmodellierung von Gamelaninstrumenten basierend auf exponentiell ausschwingenden Sinuskomponenten

Arbeit

Im vorliegenden Projekt werden Klänge von Gamelaninstrumente des lauten Stils durch ein einfaches parametrisierbares Signalmodell beschrieben. Die untersuchten Instrumente gehören zu den Idiophonen. Deren Klänge können durch die typische Signalform weitgehend abrupt einsetzender und exponentiell abklingender Sinusschwingungen beschrieben werden. Diese Schwingungsformen stellen die so genannten Eigenmoden bzw. Teiltöne des jeweiligen Klangkörpers dar. Da im Rahmen des Projektes „Virtual Gamelan Graz (VGG)“ (vgl. [1]) die Eigenschaften der einzelnen Teiltöne getrennt voneinander behandelt werden müssen, soll das Analyse- und Syntheseverfahren diese Anforderung erfüllen. Bei der Klangsynthese sollen jeweils die gehörsrelevanten Signalkomponenten eines Klanges ermittelt werden, die in Folge durch eine reduzierte Anzahl von Parametern beschrieben werden. Dabei wird im ersten Schritt eruiert, aus welchen Frequenzkomponenten sich der Klang zusammensetzt. Die Klänge werden im Vorfeld so gefiltert, dass die Empfindlichkeit des Gehörs berücksichtigt wird und für das Gehör nicht relevante oder maskierte Komponenten eliminiert werden. Dass heißt, es erfolgt eine Berücksichtigung der Übertragungseigenschaft des Außen- und Mittelohres sowie die des Innenohrs durch Berechnung der simultanen Maskierung bzw. der zeitlich variablen Mithörschwelle (vgl. [2]). In einem zweiten Schritt sollen mittels „Frequency Zooming Autoregressive Moving Average (FZ-ARMA)“ (vgl. [3]) aus dem übrig bleibenden Spektrum die jeweilige Frequenz mit zugehöriger Startphase, Startamplitude und Ausklingkonstante ermittelt werden. Aus diesen vier Parametern soll später die Resynthetisierung des Gamelanklanges erfolgen.

Literatur:

[1] Alois Sontacchi, Franz Zotter, „Zwischenreport zum Projekt Virtual Gamelan Graz (VGG)“, IEM Report 35/06, http://iem.at/projekte/publications/iem_report/report35_06/report35_06, 2006.

[2] Frank Baumgarte, „Ein psychophysiologisches Gehörmodell zur Nachbildung von Wahrnehmungsschwellen für die Audiocodierung“, Dissertation, Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik, Universität Hannover, 2000.

[3] Matti Karjalainen et al., “AR/ARMA Analysis and Modeling of Modes in Resonant and Reverberant Systems”, 112th AES Convention, Convention Paper 5590, May 10–13 Munich, Germany, 2002.