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Type: TESE DIGITAL
Title: Análise de instrumentos musicais através do Expoente Hurst de Banda Harmônica = estudo comparativo da quena e de outros instrumentos de sopro = Analysis of musical instruments via the Harmonic Band Hurst Exponent: comparative study of the quena and other wind instruments
Title Alternative: Analysis of musical instruments via the Harmonic Band Hurst Exponent : comparative study of the quena and other wind instruments
Author: Díaz Salazar, Aldo André, 1986-
Advisor: Mendes, Rafael Santos, 1957-
Abstract: Resumo: A análise de conteúdo e informação musical apresenta benefícios em diversas aplicações como o reconhecimento de música, compactação de informação, transcrição automática de instrumentos musicais, entre outros. Em consequência, o estudo de mecanismos eficazes de descrição sonora que facilitem a análise de áudio tornou-se relevante nas pesquisas atuais. Este estudo teve como objetivo a análise comparativa de instrumentos de sopro baseada no Expoente Hurst de Banda Harmônica, atributo de descrição sonora que caracteriza um sinal de som baseado na energia contida nas bandas laterais dos harmônicos. Nosso trabalho é focado na análise da flauta andina quena por meio de comparações com outros dois instrumentos da mesma família: a flauta doce e a escaleta. Primeiramente, criou-se um banco de dados de sons dos instrumentos. As bandas laterais dos harmônicos destes sons foram decompostos mediante a Transformada Wavelet de Banda Harmônica (HBWT) baseada no modelo de sinal de ruído 1/f pseudo-periódico. Por último, estimou-se o Expoente Hurst de Band Harmônica a partir da regressão linear da energia dos coeficientes da decomposição HBWT. Em relação à análise dos dados, aplicou-se o método quantitativo com estatística descritiva por meio do Coeficiente de Correlação de Pearson. Como resultado obteve-se um conjunto reduzido de parâmetros do Expoente Hurst de Banda Harmônica, o que representou uma vantagem na descrição sucinta de sinais musicais e extração de informação dos instrumentos tais como a quantidade de harmônicos, a descrição do decaimento 1/f e uma aproximação da envoltória espectral do sinal. A partir da comparação do conjunto de parâmetros obtido, encontrou-se maior semelhança de características espectrais entre a quena e a flauta doce ao invés da quena e a escaleta. Verificou-se que o Expoente Hurst de Banda Harmônica é um atributo útil na descrição sonora ao passo que forneceu informação diferenciada dos instrumentos musicais baseada nas características espectrais das bandas laterais dos harmônicos. Em trabalhos futuros, visa-se analisar outras famílias de instrumentos melódicos para o desenvolvimento de aplicações em síntese digital e o projeto de ferramentas de composição musical que possam ser aproveitadas por músicos, compositores e demais interessados na área

Abstract: The content and music information analysis presents benefits in many applications like music recognition, compression of information, automatic musical instruments transcription, among others. As a consequence, the study of effective sound description mechanisms to facilitate the audio analysis has become important in current research. This study aimed at comparative analysis of wind instruments based on the Harmonic Band Hurst Exponent, a sound description attribute describing a sound signal based on the energy contained in the sidebands of harmonics. Our work is focused on the analysis of Andean quena flute through comparisons with two other instruments of the same family: the recorder and the melodica. First, we created a musical instrument sound database. The sidebands of harmonics of these sounds were decomposed by the Harmonic Band Wavelet Transform (HBWT) based on the pseudo-periodic 1/f noise signal model. Finally, the Harmonic Band Hurst Exponent was estimated from linear regression of the energy of the HBWT decomposition coefficients. With regard to data analysis, it was applied the quantitative method with descriptive statistics through the Pearson correlation coefficient. As a result we obtained a reduced set of the Harmonic Band Exponent Hurst parameters, which represented an advantage towards the summarized description of musical signals and extraction of information from instruments such as the amount of harmonics, the description of the 1/f decay and an approximation of the signal's spectral envelope. From the comparison of the parameters obtained, we found greater similarity in spectral characteristics between the quena and the recorder instead of the quena and melodica. It was found that the Harmonic Band Hurst Exponent is a useful sound description attribute as it provided distinguishing information of musical instruments based on the spectral characteristics of the sidebands of harmonics. In future work, we aim to analyze other families of melodic instruments for the development of applications in digital synthesis and the design of tools for music composition that can benefit musicians, composers and other stakeholders in the area
Subject: Instrumentos de sopro
Processamento digital de sinais
Transformada wavelet
Dimensão fractal
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEEC - Dissertação e Tese

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