20 секунд живой музыки из файла объемом менее 1 килобайта // 04 Ноября 2012

Ученые из Рочестерского университета (University of Rochester) создали алгоритм воспроизведения живой музыки из файла размером в 1000 раз меньше, чем файл с записью этой музыки в формате MP3. В основе новой алгоритма лежит две виртуальных физических модели – музыкального инструмента и самого музыканта.

Профессор Марк Бокко (Mark Bocko) решил синтезировать звук не на основе воспринимаемых ухом звуковых колебаний, а из событий, которые происходят в источниках звука. Основным предметом исследования стал классический духовой инструмент кларнет (на нем играл Сквидворд из мультсериала «Губка Боб - Квадратные штаны»). Два аспиранта – Сяо-Сяо Донг (Xiaoxiao Dong) и Марк Стерлинг (Mark Sterling) – под руководством профессора Бокко разработали модель, которая охватывает все аспекты извлечения звуков из кларнета: движение воздуха вo рту музыканта, резонанс звука вo рту музыканта и внутри инструмента, влияние аппликатуры (расстановки пальцев), а также распространение звука от музыканта и инструмента к слушателю.

В результате проделанной работы удалось создать программу, которая слушает игру на кларнете и определяет – какие действия должен совершать музыкант для получения тех или иных звуков. В итоге получается файл, при воспроизведении которого физическая модель инструмента и музыканта не просто повторяет записанный звук, а выполняет те же действия, что и реальная связка «инструмент-музыкант». В частности, ученые продемонстрировали 20-секундное соло на кларнете, записанное живым музыкантов и воспроизведенное на компьютере объем файла составил менее килобайта, а звучание было максимально близким к оригинальному, хотя и отличалось на слух.

Строго говоря, новый алгоритм сжатия музыки не является таковым, поскольку по своей сути ближе к технологии MIDI, но если в MIDI звучание инструмента воспроизводится с помощью записанных образцов звучания инструмента, то в новом алгоритме воспроизводится точная физическая картина извлечения звука из инструмента. В итоге получается, что компьютер выступает в роли модели музыканта, играющего по записанным нотам на физической модели предложенного инструмента.

Теоретически, можно обеспечить бесконечно близкое приближение к исходному звуковому ряду, в том числе и вокальному, но у любого музыканта в разные моменты исполнение будет слушаться по-разному. Так и компьютерный виртуальный музыкант вряд ли сможет совершенно точно повторить записанное исполнение, пишет www.physorg.com.