Computergestützte Archivierung von Tonträgern

Der Artikel gibt einen Überblick über das Computational Music and Sound Archive (COMSAR). Ziel ist die Analyse und Sortierung von Musikstücken aus der ganzen Welt mit computergestützten Werkzeugen. Die Analyse basiert auf Music Information Retrieval (MIR) Tools, die verwendeten Sortieralgorithmen sind Hidden-Markov-Modelle und selbstorganisierende Kohonen Maps (SOM). Neben den grundlegenden Signalverarbeitungsalgorithmen werden verschiedene Arten von Systematisierungen wie Taxonomien, selbstorganisierende Systeme sowie Bottom-up-Methoden mit physiologischer Motivation diskutiert. Weitere Implementierungen umfassen Musikinstrumentengeometrien mit ihren durch Mikrofonarrays gemessenen Abstrahlcharakteristiken sowie die Schwingungsrekonstruktion dieser Instrumente durch physikalische Modellierung. Praktisch wird eine Suchmaschine für Musik angestrebt, die auf musikalischen Parametern wie Tonhöhe, Rhythmus, Tonalität, Form oder Klangfarbe basiert und Methoden verwendet, die neuronalen und physiologischen Mechanismen nahe kommen. Dennoch suggeriert das Konzept auch eine Kulturtheorie, die auf physikalischen Mechanismen und Parametern basiert und somit Spekulationen und theoretische Überfrachtung vermeidet.

In diesem Kapitel wird eine ethnografisch fundierte Analyse des improvisierten balinesischen Trommelspiels kendang arja vorgestellt, wobei ein persönlicher und manchmal informeller ethnografischer Schreibstil mit einer genauen musikalischen Analyse kombiniert wird. In dieser Tradition des Paartrommelns schaffen zwei Musiker ohne formale Musiktheorie die für die balinesische Musik so charakteristischen, eng ineinander greifenden Rhythmen durch kontinuierliche und gleichzeitige Improvisation. Kein Wunder, dass sie zu den angesehensten Musikern Balis gehören. Durch die Untersuchung der Improvisationen verschiedener Meistertrommler durch die Linse ihrer informellen mündlichen Musiktheorie versucht dieses Kapitel, einige relativ implizite Richtlinien und Techniken für die kendang arja Improvisation deutlich zu machen. Es bietet somit einen Einblick in die Art und Weise, wie diese Musiker im Laufe ihrer Aufführung miteinander kompatible Muster schaffen, und zeigt gleichzeitig den Wert ethnografischer Feldforschung für die Analyse improvisierter Musik.

Die Tonsysteme in vielen Musikkulturen Südostasiens und Indiens unterscheiden sich oft erheblich von den westlichen Tonsystemen. In diesen Kulturen gibt es nur wenig Literatur und mündliche Überlieferungen zu theoretischen Überlegungen, warum welches Tonsystem gewählt wurde. Für westliche Gelehrte ist die alleinige Betrachtung der gespielten Tonhöhen oder der Stimmung von Instrumenten nicht vollkommen zufriedenstellend, da sie keinen Einblick in die Gründe für bestimmte Stimmungen bietet. Berücksichtigt man jedoch ökologische Zwänge, wie die Zusammensetzung des Ensembles, den Instrumentenbau oder die Akustik, werden die Gründe für die Wahl einer bestimmten Stimmung oft deutlich. Der Beitrag stellt Beispiele aus der Feldforschung in dieser Region zwischen 1999 und 2014 vor und zeigt, dass Musiker sich oft der reinen Intonation annähern wollen, aber vor allem aus drei Gründen von ihr abweichen: Die Notwendigkeit, zwischen verschiedenen Ensembletypen zu wechseln, Zwänge des Instrumentenbaus und akustische Zwänge. Der Beitrag legt daher nahe, dass viele Stimmungen in Südostasien Temperaturen im Sinne von Kompromissen zwischen einem gewünschten System, oft der reinen Intonation, und solchen Zwängen sind.

Eines der ersten Forschungsthemen, die für Volksmusikforscher von Interesse waren, war die Stabilität/Instabilität von Volksmelodien. Insbesondere die Frage, welche Teile und Elemente in Volksmelodien empfindlich auf Veränderungen reagieren und welches die stabilen Elemente der Melodien sind. Die Forscher verfügten über Daten, die über mehrere Jahrzehnte gesammelt wurden, was eine gute Gelegenheit bot, die Stabilität von Melodien über die Jahre und Jahrzehnte hinweg systematisch zu untersuchen.

Smithsonian Folkways und die damit verbundenen Ralph Rinzler Folklife Archives and Collections wurden 1988 gegründet, um Plattenlabels für Weltmusik zu sammeln und die Aufnahmen auf verschiedene Weise zu verbreiten. Zusätzlich zu den Aufnahmen aus den 50 Jahren des Smithsonian Folklife Festivals, an dem Teilnehmer aus aller Welt teilnahmen, hat die Smithsonian Institution die Aufnahmen unabhängiger Plattenfirmen gesammelt, bis heute 13. Dazu gehören Folkways, Arhoolie, Paredon, Cook, die Mickey Hart World Music Collection und die UNESCO-Labels. Der Plan, Plattenfirmen zu sammeln, ermöglicht es uns, alle geistigen Eigentumsrechte zu erwerben. So können wir die Aufnahmen legal vertreiben und sicherstellen, dass die Musiker, Informanten und Gemeinden die ihnen zustehenden Tantiemen erhalten. Die Aufnahmen werden als kommerzielle CDs oder LPs, als Streaming Audio oder als Downloads vertrieben. Sie können die Titel über unsere Website oder über Dienste wie Itunes herunterladen. Seit 1988 haben wir über 400 neue Aufnahmen gemacht und haben über 4000 Aufnahmen in unserem Katalog. Unsere robotergesteuerte Micro-Tech-Maschine kann Compact Discs mit den 4000 Titeln erstellen. Die rund 4400 kommerziellen Aufnahmen machen etwa 15 % des Bestandes im Rinzler-Archiv aus. Der Rest besteht aus Festivalaufnahmen und Outtakes der Plattenfirmen. Mit diesem Beitrag möchten wir einen kurzen Einblick in unsere Arbeitsweise geben.

Die Gamelanmusik, wie sie auf den indonesischen Inseln Java und Bali gespielt wird, ist eine der bekanntesten und am besten erforschten außereuropäischen Musiktraditionen. Insbesondere die Stimmungen der Gamelan-Ensembles haben die Forscher seit den Anfängen der Systematischen und Vergleichenden Musikwissenschaft fasziniert, da sich diese Stimmungen erheblich von denen westlicher, nahöstlicher oder anderer Musiktraditionen unterscheiden und sogar zwischen verschiedenen Gamelan-Ensembles variieren. Außerdem sind die meisten Instrumente des Ensembles Idiophone mit unharmonischen Obertonspektren. Eine Möglichkeit, bestimmte Merkmale der Gamelan-Stimmungen zu erklären, besteht darin, die unharmonischen Klangspektren der Perkussionsinstrumente mit der Wahrnehmung von Dissonanzen in Verbindung zu bringen. Diese Theorie geht davon aus, dass die psychoakustische Empfindung, die als Rauhigkeit beschrieben wird, als dissonant wahrgenommen und daher vermieden wird. In dieser Studie wird der Einfluss musikalischer Rauhigkeit auf die Wahrnehmung verschiedener Gamelan-Stimmungen untersucht, indem psychoakustische Messungen mit dem Ergebnissen eines Online-Fragebogens korreliert werden. Auf der Grundlage von Klangbeispielen eines bestehenden Gamelan-Ensembles aus Hamburg wurde in einer DAW eine Gamelan-Melodie erstellt. Durch Verstimmung der Klänge wurden mehrere Versionen der Melodie in verschiedenen Temperamenten erstellt. Es zeigt sich, dass die gemessene Rauhigkeitund die Wahrnehmung von Dissonanz verschiedener Gamelan-Stimmungenin allen verstimmten Fällen sehr gut korrelieren. Das Originalstück korreliert jedoch nicht, was auf eine andere Wahrnehmungsstrategie für die ursprüngliche Ensemble-Stimmung hindeutet.

In diesem Kapitel schlagen wir ein inhaltsbasiertes Explorations- und Visualisierungssystem für ethnomusikologische Archive vor, das den Datenzugriff nach rhythmischer Ähnlichkeit ermöglicht. Das System extrahiert ein onsets-synchrones Klangfarbenmerkmal jeder Audiodatei einer bestimmten Sammlung. Aus den resultierenden Zeitreihen werden Hidden Markov Modelle trainiert. Die Übergangswahrscheinlichkeitsmatrizen der Modelle werden als rhythmischer Fingerabdruck betrachtet, der die rhythmische Struktur der Musik in Bezug auf die Klangfarbe darstellt. Der Algorithmus der selbstorganisierenden Karte wird verwendet, um die hochdimensionalen Fingerabdrücke auf eine zweidimensionale Karte zu projizieren. Bei dieser Technik bleibt die Topologie des hochdimensionalen Merkmalsraums erhalten, was zu ähnlichen Kartenpositionen für ähnliche Rhythmen führt. Auf diese Weise wird ein Clustering nach rhythmischer Ähnlichkeit erreicht. Das System unterstützt daher musikwissenschaftliche Studien in mehrfacher Hinsicht: Das Rhythmus-Fingerprinting impliziert weder eine bestimmte Musiktheorie noch führt es zu einer kulturellen Voreingenommenheit. Daher können verschiedene Musiken unabhängig von ihrer Herkunft sinnvoll verglichen werden. Die Suche nach Ähnlichkeit ermöglicht einen explorativen Zugang zu den Musiksammlungen, was Forscher bei der Suche nach neuen Hypothesen und der Nutzung von Musikarchiven mit nur wenigen oder gänzlich ohne Metadaten unterstützen kann. Das System wird derzeit im Rahmen des COMSAR-Projekts im Ethnographic Sound Recordings Archive der Universität Hamburg prototypisch erprobt.

„Aktives Hören“ ermöglicht es dem Hörer, mit dem Klang zu interagieren, während er gespielt wird, wie die Komponisten elektroakustischer Musik. Die wichtigste Manipulation der musikalischen Szene ist die (Neu-)Verräumlichung: das Verschieben von Klangquellen im Raum. Dies ist gleichbedeutend mit der Trennung der Quellen. Wenn man alle Quellen der Szene bis auf eine vom Hörer wegbewegt, wird diese Quelle tatsächlich getrennt. Und es ist einfach, getrennte Quellen zu bewegen und daraus die entsprechende Szene (räumliches Bild) zu erstellen. Diese räumliche Interaktion/Quellentrennung von festen Musikstücken in ausreichender Qualität zu ermöglichen, ist eine (zu) schwierige Aufgabe für klassische Ansätze, da sie eine Analyse der Szene mit unvermeidlichen (und oft inakzeptablen) Schätzfehlern erfordert. Daher haben wir den informierten Ansatz eingeführt, der darin besteht, einige zusätzliche Informationen unhörbar einzubetten. Diese Informationen, die mit einer minimalen Rate kodiert werden, zielen darauf ab, die Präzision der Analyse/Trennung zu erhöhen. Der informierte Ansatz stützt sich also sowohl auf Schätzungen als auch auf Informationstheorien. Im Rahmen des DReaM-Projekts wurden mehrere Methoden der informierten Quellentrennung (ISS) vorgeschlagen. Zu den besten Methoden gehört die auf räumlicher Filterung (Beamforming) basierende Methode, bei der die spektralen Einhüllenden der Quellen (perzeptiv kodiert) als zusätzliche Information verwendet werden. Genauer gesagt, wird die vorgeschlagene Methode in einem Encoder-Decoder-Rahmen realisiert. Im Kodierer werden die spektralen Einhüllenden der (bekannten) Originalquellen extrahiert, ihre Frequenzauflösung wird an die kritischen Bänder angepasst und ihr Betrag logarithmisch quantisiert. Diese Hüllkurven werden dann zusammen mit der Stereomischung an den Decoder weitergeleitet. Im Decoder wird das Mischsignal durch zeit- und frequenzselektive räumliche Filterung zerlegt, die durch einen aus den spektralen Hüllkurvenwerten abgeleiteten Quellenaktivitätsindex gesteuert wird. Die Manipulation der Klangquellen in Echtzeit ist dann möglich, ausgehend von ursprünglich fixierten Musikstücken (möglicherweise auf bestimmten Medien wie CDs) und mit einer unvorhergesehenen (kontrollierbaren) Qualität.

Das internationale Forschungsprojekt „Data science for the study of calypso-rhythm through history“ (DaCaRyH) war eine Zusammenarbeit zwischen Musikethnologen, Informatikern und einem Komponisten. Das primäre Ziel von DaCaRyH war es, zu erforschen, wie die Musikethnologie die Datenwissenschaft informieren kann und umgekehrt. Das sekundäre Ziel bestand in der kreativen Anwendung der Ergebnisse. Dieser Artikel fasst die Ergebnisse des Projekts zusammen und erörtert im Allgemeinen die Vorteile und Herausforderungen einer solchen interdisziplinären Forschung. Er schließt mit Vorschlägen zum Abbau der Hindernisse für ähnliche Arbeiten.

Dieses Kapitel soll Musikethnologen mit dem Paradigma der Networked Music Performance (NMP) vertraut machen. NMP ermöglicht Computernetzwerken die synchrone Zusammenarbeit von Musikern an entfernten geografischen Standorten bei Aufführungen, Improvisationen oder allgemeiner beim Musizieren. Das Kapitel besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil gibt einen Überblick über die Forschungsansätze im Bereich NMP und geht auf die technischen und wahrnehmungsbedingten Hindernisse ein, die der breiten Verfügbarkeit dieser Art von Technologie entgegenstehen. Im zweiten Teil wird ein Experiment mit drei Musikern vorgestellt, die über das Netz Volksmusik spielen. Das Experiment dient dazu, nicht nur die technischen und wahrnehmungsbedingten Schwierigkeiten bei der Kommunikation der Interpreten aufzuzeigen, sondern vor allem auch ihre Einstellung zu dieser neuartigen Praxis. Das Kapitel schließt mit einer Erörterung künftiger Perspektiven für den Einsatz der NMP-Technologie im Zusammenhang mit ethnischer und Volksmusik.

In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der Anforderungserhebung für eine ethnomusikologische Tonarchivierungssoftware zusammengefasst. Die Ergebnisse stammen aus Nutzer- und Experteninterviews sowie aus Literatur aus dem Bereich der Ethnomusikologie, Computermusikologie, Archivwissenschaft und Informatik. Es wurden Interviews mit Akteuren geführt, die entweder an der Erstellung und Pflege von Archivierungssoftware beteiligt sind oder die den Einsatz einer Archivierungssoftware für den privaten oder beruflichen Gebrauch in Betracht ziehen. Besonderes Augenmerk wurde auf die Anforderungen und Anwendungsfälle gelegt, die durch die neuesten digitalen Technologien unterstützt werden. Online-Publikation, verteilte Systeme und die computergestützte Analyse von Audioinhalten und Metadaten können es ethnomusikologischen Tonarchiven ermöglichen, einen neuen Wert für ihre Korpora zu schaffen. Die Online-Veröffentlichung und -Weitergabe von Inhalten kann die akademische und private Nutzung erweitern, und die computergestützte Analyse von Archivinhalten kann dabei helfen, Archive auf neuartige Weise zu strukturieren, zugänglich zu machen und zu pflegen. Als abschließendes Ergebnis der Anforderungserhebung werden Technologie, Architektur und Funktionen einer Archivierungssoftware, die auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse entwickelt wurde, kurz vorgestellt und künftige Aufgaben und Herausforderungen für diese spezielle Implementierung skizziert.

In diesem Kapitel werden laserbasierte Interferometrietechniken für die Untersuchung von Musikinstrumenten erörtert. Die vorgestellte Arbeit demonstriert die Vorteile der laserbasierten optischen Techniken und konzentriert sich hauptsächlich auf die Möglichkeiten der elektronischen Speckle-Pattern-Interferometrie (ESPI). Die mathematische Beschreibung des zeitgemittelten ESPI, das Ablesen der Konturlinien und die Überwindung der Beschränkungen durch Amplituden- und Phasenschwingungen werden analysiert. Darüber hinaus werden vier repräsentative Studien unter Verwendung des ESPI für eine kretische Lyra, eine Bendir, eine klassische Gitarre und die altgriechische Lyra Chelys vorgestellt, die die Fähigkeiten der Methode demonstrieren.

Es wird ein neuer Ansatz zur Untersuchung der Rolle von Druckwellen bei der Anfangstransiente einer Orgelpfeife vorgestellt. Durch numerische Simulationen, bei denen die kompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen mit geeigneten Rand- und Anfangsbedingungen gelöst werden, ist es möglich, die Erzeugung, Ausbreitung, Reflexion, Dämpfung und Abstrahlung von Schallwellen nachzuvollziehen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Beitrag der in der Anfangstransiente auftretenden Druckwellenfronten, die Schockwellencharakteristiken aufweisen, insbesondere auf ihrer Rolle beim Entstehungsprozess des Schallfeldes im Resonator der Orgelpfeife. Mit Hilfe der Spektralanalyse sowie erweiterter Visualisierungsmethoden wird die ganze Breite von Aspekten der Dynamik der Anfangstransiente einer Orgelpfeife aufgedeckt. Insbesondere die nichtlinearen Dämpfungsprozesse im Resonator werden detailliert analysiert und diskutiert. Der in dieser Fallstudie vorgestellte numerische Ansatz ermöglicht es, die Anfangstransiente einer Orgelpfeife mit außerordentlicher Präzision zu untersuchen und trägt so dazu bei, die zugrundeliegenden Prinzipien der Schallfelderzeugung und der gegenseitigen Wechselwirkung zwischen dem Strömungsfeld des Jets und dem Schallfeld in Orgelpfeifen und ähnlichen Blasinstrumenten zu verstehen. Animationen der zeitlichen und räumlichen Entwicklung relevanter physikalischer Größen wie Druck, turbulente kinetische Energie, Wirbelstärke und Geschwindigkeitsgröße, die in den numerischen Simulationen berechnet wurden, werden als Zusatzmaterial bereitgestellt.

Diese Abhandlung ist als Einführung in die dreidimensionale (3D) Bildgebung für Akteure gedacht, die mit Musikinstrumenten arbeiten, z. B. Ethnologen, Musikwissenschaftler, Kuratoren und Instrumentenbauer. Die Arbeit soll dabei helfen, die geeignete Methode für einen bestimmten Zweck zu finden, und darüber hinaus verschiedene mögliche Anwendungen für die gewonnenen Daten aufzeigen. Zunächst werden drei Techniken der 3D-Bilderfassung vorgestellt. Die Vor- und Nachteile der vorgeschlagenen Methoden werden im Hinblick auf ihre Benutzerfreundlichkeit und die gewonnenen Informationen diskutiert. Zweitens wird ein Arbeitsablauf zur Nachbearbeitung der erfassten Rohdaten vorgestellt. Schließlich werden einige Beispiele für die mögliche Nutzung der erzeugten virtuellen Modelle vorgestellt. Die vorgeschlagenen Verfahren basieren so weit wie möglich auf der Verwendung von Open-Source-Software/Freeware und sollten auf gängigen Personalcomputern anwendbar sein. Teile dieser Arbeit basieren auf einem 2017 veröffentlichten Proceedings Abstract [29].

Sprachaufnahmen zu Beginn des 20. Jahrhunderts erforderten einen komplexen akustischen und mechanischen Aufbau, um den Klang der Singstimme vom Sänger über Hörner, Kanäle, Resonanzkörper und Nadel auf einen Zylinder oder eine Platte zu übertragen. Eine ähnliche Konstruktion wurde für die Wiedergabe der Stimme verwendet. Beide Signalwege hatten erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Eigenschaften der Stimmsignale – vor allem wurde die Qualität des Stimmsignals verringert und es kam zu Verzerrungen. Eine weitere Auswirkung waren Veränderungen in Details des Sprachspektrums aufgrund der Wechselwirkung von Resonanzen im Sprachsignal und den Übertragungswegen von Aufnahme- und Wiedergabegeräten. Wir stellen Analysen der Sprachsignalveränderungen vor und bringen sie mit Teilen der Geräte in Verbindung. Diese Arbeit wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.