Как по нотам

Студент ГУАП разработал мобильное приложение для развития музыкального слуха. При создании приложения он использовал собственные методы по улучшению музыкального слуха и предусмотрел разделение уровней сложности на три этапа.

Студент Института информационных технологий и программирования Никита Мирошниченко рассказал о том, как возникла мысль создать такое мобильное приложение:

– Развитие музыкального слуха играет важную роль в формировании музыкальных навыков и способностей человека. Музыкальный слух имеет ценность не только для профессиональных музыкантов, но и для всех любителей музыки. Развитие этого навыка позволяет более глубоко понимать и наслаждаться музыкальными произведениями, а еще эффективно осваивать игру на музыкальных инструментах. Поэтому я выбрал именно это направление для своего проекта.

Как поделился Никита, в ходе работы были исследованы основные принципы музыкальной теории, музыкального слуха и восприятия нот. Былпроведен анализ музыкальных нот и спектра восприятия частот человеком. Исследование включало анализ частот звукового сигнала с применением спектрального анализа для выделения нот в чистом и искаженном звуковом сигнале, что послужило основой для внедрения сложного уровня в приложении.

Также были разработаны собственные методы по улучшению музыкального слуха, которые послужили основой при создании мобильного приложения. Выработана общая концепция будущего приложения, выбраны программная среда и база данных, а также показан пример работы в Android Studio. Создан дизайн мобильного приложения, включая главное окно для пользователей, представлены основные интерфейсы мобильного приложения, такие как окна аутентификации, регистрации и восстановления пароля, а также продемонстрировано взаимодействие с базой данных Firebase.

– В процессе создания интерфейсов игрового режима в приложении предусмотрено разделение уровней сложности на три этапа (простой, средний и сложный). На легком уровне пользователь знакомится с нотами и, услышав исходную ноту, должен выбрать правильный ответ из предложенных вариантов. Средний уровень предполагает знакомство с нотами через их воспроизведение на виртуальном пианино, где пользователь самостоятельно определяет правильную последовательность нот по звучанию исходной мелодии. Сложный уровень требует от пользователя исполнения исходной ноты голосом.

Исследование проводилось вокруг разработки оригинального алгоритма, который автоматически распознает ноту, исполняемую голосом пользователем, с использованием быстрого преобразования Фурье на скользящем временном окне. Кроме того, алгоритм обеспечивает обратную связь, информируя пользователя о точности исполнения ноты в режиме реального времени, – рассказал разработчик.

После тестирования приложения была подтверждена работоспособность и высокая точность алгоритма в распознавании нот. Такой алгоритм, рассказал автор приложения, может использоваться не только в развитии музыкального слуха, но и в развитии вокальных способностей. Метод можно использовать, например, для оценки исполнения песен пользователем. При этом пользователь будет наблюдать в реальном времени ноты мелодии и сравнивать их с нотами своего голосового исполнения. Это позволит оценить правильность исполнения песни по нотам, а более опытным музыкантам улучшить вокальные навыки, особенно в работе со вторыми голосами (гармониями, терциями и др.). Еще алгоритм может быть полезен для преподавателей вокала при обучении студентов профессиональному вокальному исполнению.