نت ها روی خط دیجیتال!

موسیقی یکی از بخش های جدانشدنی زندگی انسان به شمار می آید. اما فکرش را بکنید این روزها تنها شما نیستید که از گوش دادن به یک قطعه موسیقی لذت می برید.
کد خبر: ۶۸۳۷۶
2پژوهشگر جوان ، با طراحی یک نرم افراز، رایانه ها را هم وادار به درک و حس موسیقی کرده اند. نیما دارابی و سیما سجادیانی ، دانش آموختگان کارشناسی مهندسی برق از دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ، نرم افزاری نوشته اند که دستگاه موسیقی را برای یک قطعه ورودی تشخیص می دهد.
با نیما دارابی درباره این نرم افزار و نگاه علمی او به موسیقی گفتگو کرده ایم.راستی شما تا به حال به ابعاد علمی موسیقی فکر کرده اید؛


لطفا کمی درباره توانایی اصلی نرم افزاری که نوشته اید توضیح دهید.
نرم افزار ما یک قطعه موسیقی را به عنوان ورودی دریافت می کند و پس از تحلیل ، نام دستگاه (یا گوشه) موسیقی را که آهنگ در آن مایه ساخته شده است ، به عنوان خروجی تحویل می دهد.

نیما دارابی و سیما سجادیانی ، دانش آموختگان کارشناسی مهندسی برق از دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی ، نرم افزاری نوشته اند که دستگاه موسیقی را برای یک قطعه ورودی تشخیص می دهد.

نرم افزار به زبان دلفی نوشته شده و هم اکنون به عنوان یک برنامه کاربردی قابل استفاده است. در مراحل پیاده سازی این نرم افزارایده های گوناگونی را به کار گرفته ایم که به صورت مقاله تنظیم شده اند.
دانشی که برای این پروژه به کار گرفته شده است بیشتر به سیگنالها و سیستم ها، ریاضیات فوریه ، پردازش سیگنالهای دیجیتال و طراحی الگوریتم ها مربوط است.

یعنی این نرم افزار اطلاعات هر نوع موسیقی نواخته شده با هر سازی را درست تشخیص می دهد؛
می گویند سیستمی که خطا نکند، هوشمند نیست. طبعا شرایط خاصی باید وجود داشته باشد تا این برنامه بدرستی کار خود را انجام دهد.
در مقابل ، خصوصیاتی از آهنگ ورودی مانند همراهی سازهای ضربی ، خارج نواختن نوازندگان ، استفاده از سازبندیهای پیچیده ، تحریر و لرزش شدید در صدا و همچنین نویز از عواملی هستند که می توانند فرآیند ماشینی تشخیص دستگاه را با مشکل روبه رو کنند.
مشکل دیگری که وجود دارد، این است که این برنامه فعلا تنها ملاک تشخیص دستگاه را برای یک قطعه ، آرایش فواصل فرکانسی نت های آن می داند؛ البته این مهمترین عامل است ، اما در موسیقی هر قومی ممکن است جزییات دیگری هم در این تعاریف دخالت کنند.
از این رو مثلا در موسیقی ایرانی دستگاه ها، نغمه ها یا گوشه هایی که از نظر فواصل موسیقی بر هم منطبق هستند، در روشی که ما به کار گرفته ایم ، تفکیک نمی شوند.

آیا نرم افزار شما قادر به تشخیص دستگاه موسیقیهای ملل مختلف نیز هست؛
تکیه ما روی موسیقی ایرانی بوده است ؛ اما با توجه به این که مدل ریاضی دقیقی از دستگاه های موسیقی ایرانی (بر مبنای ترتیب فواصل نتها) ارائه کرده بودیم ، قابلیت تعمیم به موسیقی ملل دیگر هم به وجود آمد.
چون هر دستگاه موسیقی با یک آرایه عددی مدل می شود، برای پوشش دادن موسیقی اقوام دیگر کافی است تا برای هر یک از دستگاه ها یا مدهای آن موسیقی ، یک سطر از اعداد به بانک اطلاعاتی ما اضافه شود.

چگونه تعریف یک دستگاه را با چند عدد جایگزین می کنید؛
به اختصار می توانم بگویم که در یک قطعه موسیقی نت (فرکانس )های مختلفی وجود دارند؛ اما همه نتهای ممکن در یک آهنگ نواخته نمی شوند و این که چه نتهایی با چه نسبت های فرکانسی در یک قطعه به کار روند، ملاک اصلی برای تعیین دستگاه موسیقی است.
ما یک اکتاو را به تعدادی فاصله مساوی بخش می کنیم. یکی از این فواصل را به عنوان نت پایه یا نت مرجع در نظر می گیریم. (یعنی نتی که قطعه با آن تمام میشود و حس پایان را به شنونده القا می کند)، سپس فاصله فرکانسی دیگر نتهای نواخته شده را با آن می سنجیم و یک آرایه عددی به دست می آوریم که نماینده آن دستگاه است.
به عنوان نمونه ، دستگاه ماهور در موسیقی ایرانی و معادل کلاسیک آن (گام ماژور) با رشته عددی (2 2 1 2 2 2 1) مدل می شود.
از این پس دیگر این رشته را به عنوان ماهور می شناسیم و ملاک مقایسه ما آن خواهد بود.

اصلا چه شد که به فکر کار علمی روی موسیقی افتادید؛
از سویی اشتیاق درونی ام به موسیقی و بویژه موسیقی ایرانی و از سوی دیگر دید تحلیلی و جزئنگر، مسائلی را طرح کردند که برای حل آنها چاره را در آن دیدم که ریاضیات را در حد امکان به خدمت موسیقی بگیرم.
هر چند این کار ممکن است جنبه های هنری ، معنایی و تاثیرات عاطفی این هنر انتزاعی را نادیده انگارد، ولی به ما کمک می کند موسیقی را از دیدگاه موشکافانه تری بنگریم و این نگاه ، دستاوردهای خوبی به همراه دارد.
من به طور کلی از طرفداران حوزه های پژوهش بینارشته ای هستم.

چرا طرفدار حوزه های پژوهش بینارشته ای هستید؛
پژوهش بینارشته ای باید 2یا چند رشته مستقل را به خدمت گیرد و نتایجی ارائه کند که توسط هر یک از آن رشته ها به تنهایی امکانپذیر نیست.
به نظر من در دنیای امروز فعالیت بینارشته ای از 2نظر امتیاز دارد. نخست آن که تنوع حوزه های بینارشته ای بیش از رشته های محض بوده و به دلیل سر و کار داشتن با پدیده های متنوع تر، امکان خلاقیت و ابتکار بیشتری در آنها وجود دارد.
دوم آن که طرح نو در انداختن در یک رشته محض ، کار دشواری است چون علومی از این دست ، رشته های جاافتاده ای هستند که پژوهشگران پرشماری را روی زمینه های مشخصی به کار گرفته اند و آنان لبه های علم را تا جایی پیش برده اند که رقابت با آن براحتی دست یافتنی نیست.
اما افراد کم شمارتری وجود دارند که توجه خود را به بیش از یک رشته (مثلا موسیقی و ریاضیات ) و بر هم کنش بین آن دو معطوف کنند. در نتیجه در این زمینه ها فعالیت کمتری انجام شده و در جغرافیای علوم ، مناطق کشف نشده تر و بکرتری هستند.
امروزه در دانشگاه های معتبر و مجامع آکادمیک دنیا کار مرسومی است که متخصصان رشته های مختلف با هم تیم بدهند و طرح های مشترکی را به دست گیرند.
دانشمندان علوم انسانی به روش های تحقیق همسان با الگوی علوم مهندسی روی آورده اند. رشد رایانه ها و افزایش قدرت پردازش انبوه ، ریاضیدانان و متخصصان رایانه را به ارائه مدل برای مسائل اجتماعی سوق داده است.
امروزه یک نظریه جدید علمی - در فیزیک باشد یا زیست شناسی - بیش از پیش تفکر فیلسوفان را تغییر می دهد.
در چنین دنیایی اساسا دستاوردهای دانش بشری بیشتر در حوزه های بینارشته ای به دست میآید؛ اما متاسفانه در کشور ما علوم گوناگون از هم منزوی شده اند و هنوز نگاه مثبتی به پژوهش های مشترک وجود ندارد و سرمایه گذاری هم روی آن انجام نگرفته است.

ویژگی هایی که نرم افزار شما را خاص می کند، چیست؛
نخست آن که باید بدانیم کار نویی انجام شده است. پیش از این که به تولید این نرم افزار و پیاده سازی ایده های موجود اقدام کنیم ، جستجوهایی را برای یافتن ایده ها و نرم افزارهای مشابه صورت دادیم که حتی در اینترنت هم نتیجه دلگرم کننده ای در بر نداشت.
از این رو گمان می کنم این طرح با وضعیت کنونی شاید در سطح جهانی هم حرفهایی برای گفتن داشته باشد. به هر حال اگر این گونه هم باشد، چندان جای شگفتی نیست چون اگر قرار بود پیش از این کار عمده ای انجام شده باشد، احتمالا باید در کشورهای صنعتی سراغ آن را میگرفتیم ، در حالی که می دانیم غربی ها به هیچ وجه تنوع گامهای موسیقی مشرق زمین را ندارند و اساسا صورت مساله ما برای آنها محو است.
از سوی دیگر گویی متاسفانه برای کسی چندان اهمیتی نداشته که از رایانه برای تشخیص دستگاه موسیقی استفاده کند.

این برنامه بجز آن که به درد تشخیص دستگاه بخورد، استفاده دیگری ندارد؛
البته نرم افزار ما یک کارگاه مهندسی موج صوتی است و امکانات گوناگون دارد؛ اما امتیاز اصلی این طرح به گمان من در نگاه جدیدی است که این پروژه بر آن استوار شده است.
این نگاه می تواند با دیدی علمی تر وسازمان یافته تر از گذشته برای بازنگری در تعریف علمی و طبقه بندی دستگاه های موسیقی ایرانی موثر افتد. این کار سترگی است و دقت زیادی می طلبد و نیازمند اجماع متخصصان مختلف و در صدر آنها صاحبنظران موسیقی است.

درباره لزوم بازنگری در طبقه بندی علمی دستگاه های موسیقی ایرانی بیشتر بگویید.
این کار بسیار چالش برانگیزی است و ممکن است اعتراضات فراوانی را هم به دنبال داشته باشد. از طرفی نیز دست روی نقطه حساسی گذاشته ایم و در این حیطه باید خیلی محتاطانه ، آگاهانه و مسوولانه رفتار کنیم.
من نمی خواهم این طور تعبیر شود که فلانی به خاطر نوشتن یک نرم افزار به خودش اجازه داده است که در موسیقی میهن ، انقلابی به پا کند. در اینجا باید گفتگوهای بیشتری در گیرد.
در مجموع من طبقه بندی دستگاه های موسیقی ایرانی را نیازمند اصلاحاتی می دانم و این کار نیز باید از جایی آغاز شود و باور دارم این کمترین خدمتی است که امروز در حق این گنج آشفته می توانیم انجام دهیم.

می توانید مواردی از این اصلاحات را نام ببرید؛
به نظر من نفس تقسیم بندی 3سطحی دستگاه ها، نغمه ها و گوشه ها باید مورد بررسی قرار گیرد. این طبقه بندی تا حدی سلیقه ای بوده ، دلایل تاریخی داشته و همچنین بسیار وابسته به ساختار سازهای سنتی مورد استفاده ماست.
وقتی شما یک ساز را در یک دستگاه کوک می کنید می توانید غالب گوشه های مختلف آن دستگاه را با همان کوک بنوازید.
این دلیلی شده است برای این که آن گوشه ها را زیر سایه این دستگاه قرار دهند. از طرفی این بازنگری می تواند ارتباط موسیقی ما را با موسیقی ملل دیگر بیشتر بنمایاند.
بسیاری از دستگاه های موسیقی ایرانی معادله ایی با نام های دیگر در موسیقی دیگر اقوام دارند که خیلی از آنها برای ما شناسانده نشده اند. حتی موسیقی سرزمین ما گوشه های واحدی دارد که در دستگاه های مختلف نام های گوناگون به خود گرفته اند و دلایل این جداسازی باید جستجو شود یا حتی آرایش فواصلی موجود هستند که به نظر من به اندازه یک دستگاه استقلال دارند، اما هیچ نامی به خود نگرفته اند.
در مجموع با حذف پاره ای از جزییات می توان نقشه جهانی ای ترتیب داد که جایگاه همه دستگاه های مورد استفاده در سراسر جهان در آن مشخص شده باشد. این نقشه در واقع چیزی شبیه همان بانک اطلاعاتی دستگاه های ماست که باید کاملتر، طبقه بندی شده تر و با ذکر جزییات بیشتری ارائه شود که چندان هم مشترک نیستند و ممکن است به یک موسیقی خاص مربوط شوند.

برای تکمیل یا ادامه این نرم افزار فکری کرده اید و برنامه خاصی دارید؛
تغییراتی به نظر می رسد که در سطح بهینه سازی الگوریتم های برنامه است. همچنین دخالت دادن پارامترهایی که در تعریف دستگاه ها از آنها چشم پوشی کرده ایم باید مد نظر قرار گیرند.
علاوه بر این در زمینه های مشابه پروژه های دیگری را در دست طراحی داریم ؛ برای نمونه نرم افزار تشخیص نوع سازهای یک قطعه موسیقی و نرم افزار آهنگساز که هنوز در مراحل آغازین شکل گیری هستند.

نیلوفر عاکفیان
akefian@jamejamonline.ir

newsQrCode
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰

نیازمندی ها