APLIKASI PENGKONVERSI NADA-NADA INSTRUMEN TUNGGAL MENJADI CHORD MENGGUNAKAN METODE PITCH CLASS PROFILE
Imam Gaffar Achmad Hidayatno ST.,MT. Ajub Ajulian Zahra ST.,MT.
ABSTRAK Chord recognition atau pengenalan chord adalah sebuah transkripsi dari suara menjadi chord atau proses pengkonversian sebuah masukan yang berupa file audio menjadi sebuah tanda yang dapat dikenali sebagai suatu huruf atau yang disebut dengan chord. Chord merupakan tiga buah nada atau lebih yang dibunyikan secara bersamaan sehingga menciptakan suatu suara yang harmonis. Chord yang akan dikenali dalam aplikasi ini adalah chord standar yaitu chord mayor. Tujuan dari tugas akhir ini adalah membuat perangkat lunak yang dapat mengkonversi nada–nada dari instrument tunggal menjadi chord secara otomatis dengan input file audio, yang mana di dalamnya terjadi pemrosesan sinyal audio. Tahapan proses yang dilakukan adalah perekaman audio dari instrument tunggal berupa gitar akustik dan gitar bass, pengambilan data audio, front - end detection, FFT, deteksi puncak frekuensi, dan pengelompokan frekuensi-frekuensi ke dalam nada atau dengan sebutan Pitch Class Profile . Perancangan aplikasi ini dilakukan dengan metode PCP (Pitch Class Profile) yang mana nada akan dideteksi pada frekuensi tertentu berdasarkan pengkelasan nada dan kemudian akan ditampilkan hasil akhir dari sistem tersebut berupa huruf chord beserta chord dialognya. Pembuatan aplikasi ini menggunakan bahasa pemograman pascal dengan software Delphi 7 dengan didukung komponen-komponennya. Berdasarkan hasil pengujian dan analisis, tingkat keberhasilan dari masing-masing nada untuk menjadi chord pada gitar bass adalah 99,1 % dengan persentase error sebesar 0,84%. Sedangkan untuk gitar akustik, tingkat keberhasilannya sebesar 72,27 % dan persentase error sebesar 27,72%. Kata Kunci: Chord, Pitch Class Profile, FFT, Instrumet tunggal. .
I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari, manusia tidak bisa lepas dari yang namanya musik. Di dalam dunia musik terdapat istilah chord yaitu akord atau biasa juga disebut dengan “Kunci”. Chord adalah gabungan beberapa nada yang dibunyikan sehingga menciptakan suara harmonis. Dalam sebuah lagu chord dapat dimainkan atau dibunyikan secara terputus-putus maupun secara bersamaan. Secara garis besar chord dikategorikan menjadi beberapa tipe, antara lain : chord-chord mayor, minor, diminished, augmented, suspended, seventh, dan lain-lain.[9] Untuk memainkan sebuah lagu pemain musik harus mengerti dan mencari chord-chord apa saja yang ada pada lagu tersebut. Para pemain musik yang sudah mengerti tentang musik sangat mudah dalam mencari chord-chord yang ada pada sebuah lagu dengan cara mendengarkan lagu tersebut. Dalam hal ini muncul permasalahan bagaimana dengan pemula atau seseorang yang
baru mempelajari musik, seorang pemula akan begitu sulitnya dalam mencari chord–chord dalam suatu lagu. Hal ini disebabkan karena belum mengerti tentang nada–nada ataupun kurang pahamnya suatu karakteristik dari suatu chord tersebut. Fungsi untuk mengenali chord secara otomatis sangat penting dalam beberapa aplikasi, diantaranya seperti sistem musik interaktif, aplikasi informasi musik berdasarkan konten (pencarian contoh-contoh atau tema-tema lagu dalam database audio) serta aplikasi edukasi. Chord recognition atau pengenalan chord adalah sebuah transkripsi dari suara menjadi chord, yang mana dapat diklasifikasikan sesuai dengan karakteristiknya yang berbeda-beda, dari sebuah perbedaan yang sederhana antara chord major dan minor dengan sekompleks tipe chord (maj, min, dim, aug, 7th, dan lain-lain). [9] Pada tugas akhir ini akan dibangun sebuah aplikasi pengenalan chord secara otomatis, untuk membantu seorang pemula dalam belajar musik
Achmad Hidayatno, Ajub Ajulian Zahra adalah dosen di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro (Undip) Semarang Jl. Prof. Soedarto, S.H. Tembalang Semarang 50275. Imam Gaffar adalah mahasiswa di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro (Undip) Semarang Jl. Prof. Soedarto, S.H. Tembalang Semarang 50275.
atau untuk mengetahui karakteristik chord-chord dalam sebuah lagu. Pada aplikasi ini juga dapat memberikan informasi tentang chord-chord yang dimainkan atau ditekan oleh orang yang ingin belajar musik khususnya untuk alat musik bass dan gitar akustik.. 1.2 Tujuan Tugas akhir ini bertujuan untuk membangun suatu perangkat lunak yang dapat mendeteksi chord secara otomatis yang didalamnya terjadi pemrosesan sinyal audio sehingga audio input akan dikenali oleh sistem, dan menghasilkan output berupa informasi chord dari file audio tersebut berupa huruf beserta chord dialog yang nantinya akan membantu pemula dalam memahami suatu chord. 1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam tugas akhir ini diantaranya adalah sebagai berikut : 1. File input yang digunakan adalah sound bertipe (*.wav) 2. File yang direkam berupa instrumen tunggal. 3. Hasil keluaran berupa informasi chord berupa huruf beserta chord dialognya. 4. Chord yang dikenali adalah chord standar yaitu berupa chord Major 5. Aplikasi tidak Realtime. 6. Aplikasi ini dibuat dengan bahasa pemrograman pascal dan Borland Delphi 7.0 sebagai software development II. LANDASAN TEORI 2.1 Teori Dasar Musik Dalam seni musik dikenal ada istilah tangga nada. Istilah tersebut berisikan kumpulan nadanada yang harmonis. Nada-nada yang harmonis ini terjadi karena ada aturan dibalik itu semua. Di bawah ini akan dijelaskan mengenai beberapa tangga nada, diantaranya tangga nada kromatik dan tangga nada mayor.[17] 1. Tangga Nada Kromatik Tangga Nada Kromatik adalah Kumpulan dari semua nada dalam musik, kromatik sebuah nama berasal dari bahasa Yunani : chroma, yang artinya warna. Dalam hal ini tangga nada kromatik berarti “nada dari tiap warna”. Sama seperti warna cahaya menyatakan frekuensi yang berbeda-beda maka demikian juga dengan nada.[17] Dikarenakan nada selalu berulang untuk tiap oktaf yang ada, maka istilah ‘tangga nada kromatik’ sering dipakai untuk ke-12 nada dari tiap oktaf. Untuk mengetahui frekuensi dari tiap Tabel berikut ini menunjukkan frekuensi dari ke-12 nada antara
nada A3 pada 220 Hz dan nada A4 satu oktaf di atasnya. Tabel 1. Tangga Nada Kromatik
Oktaf ke-III A3 A3# B3 C3 C3# D3 D3# E3 F3 F3# G3 G3#
Tangga Nada Kromatik Frekuensi Oktaf Frekuensi ke-IV 220.00 Hz A4 440.00 Hz 233.08 Hz A4# 466.16 Hz 246.94 Hz B4 493.88 Hz 261.63 Hz C4 523.25 Hz 277.18 Hz C4# 554.37 Hz 293.66 Hz D4 587.33 Hz 311.13 Hz D4# 622.25 Hz 329.63 Hz E4 659.26 Hz 349.20 Hz F4 698.46 Hz 369.99 Hz F4# 739.98 Hz 392.00 Hz G4 784.00 Hz 415.30 Hz G4# 830.60 Hz
Dan tangga nada kromatik untuk gitar dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 1. Tangga Nada Kromatik Pada Gitar
Dengan garis paling atas adalah senar 1 (pertama) pada gitar. Ada banyak jenis tangga nada, yang dapat disusun dari nada-nada yang ada dalam tangga nada kromatik. Karena dalam tangga nada kromatik ada 12 nada, maka dapat dibuat berbagai tangga nada dengan membuat suatu susunan kombinasi dari nada-nada tersebut. Bisa dengan menghilangkan beberapa nada.[17] 2. Chord Chord yaitu akord adalah gabungan beberapa nada dasar yang dibunyikan sehingga menciptakan suara harmonis. Kebanyakan orang menganggap bahwa chord dan kunci adalah hal yang sama padahal dalam istilah musik keduanya merupakan hal yang berbeda. Dalam musik istilah Chord ditandai dengan tiga nada dasar atau lebih yang dimainkan secara bersamaan sedangkan kata “kunci” dalam istilah musik disebut sebagai “key” yang digunakan untuk nada-nada dasar. Nadanada dasar yang dimaksud tersebut adalah Do=C, Re=D, sampai nada terakhir Si=B. Istilah “key” dalam not balok juga ditunjukkan
dengan adanya tanda kress dan mol yang berarti setengah nada di bawah (mol) atau di atas (Kres) nada dasarnya. Pada umumnya musik terdiri atas tiga elemen yaitu melody, harmony, dan rhytm. Dalam tugas akhir ini yang dijadikan penelitian adalah Chord, seperti yang telah terlihat di bawah ini bahwa chord adalah bagian dari harmony[9]. Berikut ini contoh gambar dari elemen musik[3]:
Gambar 2 Elemen Musik
Jenis-jenis chord adalah sebagai berikut : a. Chord Mayor Chord Mayor biasanya dituliskan hanya berupa huruf kapital seperti C, D, E, F, G, A, B. Untuk mencari chord mayor maka anda dapat menggunakan nada ke 1 - 3 - 5 dari (C) Mayor Scales. Di bawah ini merupakan contoh skala akord mayor dari tiap chordnya: • Cb (Cb-Eb-Gb) = B • C (C-E-G) • C# (C#-E#-G#) = Db (Db-F-Ab) • D (D-F#-A) • D# (D#-G-A#) = Eb (Eb-G-Bb) • E (E-G#-B) = Fb (Fb-Ab-Cb) • E# (E#-A-B#) = F (F-A-C) • F (F-A-C) • F# (F#-A#-C#) = Gb (Gb-Bb-Db) • G (G-B-D) • G# (G#-B#-D#) = As (Ab-C-Eb) • A (A-C#-E) • A# (A#-D-E#) = Bb (Bb-D-F) • B (B-D#-F#) = Cb • B# (B#-E-G) = C Akord yang memiliki nama berbeda namun bila dimainkan bersuara sama disebut Akord Enharmonis. Contohnya: akord Cb (Ces mayor) dengan B (B mayor).[9] b. Chord Minor Chord Minor biasanya dituliskan dengan penambahan karakter ‘m’ setelah huruf Kapital seperti Cm, Dm, Em, Fm, Gm, Am, Bm. Ada pula yang menuliskan chord minor dengan huruf kecil saja seperti c, d, e, f, g, a, b. Apabila anda sudah tahu suatu chord mayor misalnya; C mayor maka anda bisa mengetahui pula akord minornya
(Cminor) yaitu dengan cara menurunkan nada yang ada ditengah sebanyak setengah interval. Sehingga didapat chord C minor adalah C-Es (E diturunkan setengah menjadi Es)-G. Anda juga dapat mencarinya dengan menggunakan nada ke 1 – 3b (nada ke 3 diturunjan setengah interfal) – 5 dari (C) Mayor Scales, Contoh : Chord Cm=Nada C - D#/Eb – G. [9] Apabila anda menemukan nada maupun chord seperti D#/Eb, itu berarti bunyi dari D# terdengar sama dengan bunyi Eb. Inilah yang disebut sebagai chord atau nada Enharmonis. Karena chord atau nada seperti ini memiliki nama berbeda namun bila dimainkan menghasilkan frekuensi dan suara yang sama. 2.2 Pengolahan Sinyal Digital Proses pengolahan sinyal digital pada tugas akhir ini adalah : 1. Sampling Umumnya bentuk gelombangnya disebut dengan sinyal analog. Namun sebuah teknik memungkinkan sinyal ini diubah dan diproses sehingga menjadi lebih baik. Teknik ini memungkinkan perubahan sinyal analog menjadi bit-bit digital. Teknik itu disebut teknik sampling. Selain itu, ada teori yang mengenai teknik sampling yaitu Teori Nyquist-Shannon yang menyatakan frekuensi sinyal ini paling sedikit adalah 2 kali frekuensi sinyal yang akan disampling (sinyal analog). F sampling ≥ 2 x F signal analog ……..……(1) 2. Front-End Detection Front-end Detection digunakan untuk menentukan batasan suatu sinyal, dalam hal ini letak sinyal awal dan akhir dari suatu frame sehingga bentuk sinyal asli tidak berubah. Hal ini dilakukan agar didapatkan sinyal suara tanpa noise karena pada proses pengambilan sampel sinyal suara sering terdapat noise yang mengakibatkan perubahan bentuk sinyal asli. Untuk menentukan letak awal dan akhir suatu sinyal dapat dilihat berdasarkan power. Sinyal suara terlebih dahulu dibagi menjadi beberapa frame dan tiap frame mempunyai power tertentu. Perhitungan power adalah sebagai berikut : ..............................(2)
Nilai power digunakan untuk membedakan voice atau bukan. Dari nilai power di atas didapatkan nilai rata-rata, dan dengan
menambahkan standar deviasi maka didapatkan nilai awal dan akhir dari suatu frame. 3. Frame blocking Frame Blocking adalah pembagian sinyal audio menjadi beberapa frame yang nantinya dapat memudahkan dalam perhitungan dan analisa sinyal, satu frame terdiri dari beberapa sampel tergantung tiap berapa detik suara akan disampel dan berapa besar frekuensi samplingnya. Pada proses ini dilakukan pemotongan sinyal dalam slot-slot. Berikut ini rumus untuk mengetahui berapa sample per framenya :
memerlukan operasi sebanyak O(N log N) untuk menghitung deret yang sama. Secara umum algoritma tersebut tergantung pada pemfaktoran N. Jadi bisa dikatakan bahwa proses FFT lebih cepat dari DFT.
Gambar 3 Sinyal dalam domain waktu
SFr = Fs * ( t / 1000) ……………(5) Keterangan : SFr : Sample per Frame Fs : Frekuensi sample / Sample Rate dari format audio wav t : Waktu pengambilan (ms) 4. Windowing (penjendelaan) Windowing digunakan untuk mengurangi discontinuitas sinyal pada awal dan akhir frame. Jika window didefinisikan sebagai w(n), maka hasil dari penjendelaan sinyal adalah :
~ xl (n) ~ s (n)w(n) , 0 n N-1…….……... (5) Jenis window yang digunakan adalah Hanning window yang mempunyai bentuk umum :
………………………………..………….. (6) Pada tugas akhir ini untuk windowing menggunakan komponen DSPlab pada Delphi. 5. Fast Fourier Transform Fast Fourier Transform, adalah suatu algoritma untuk menghitung transformasi fourier diskrit dengan cepat dan efisien. Misalkan “x0, ...., x(N-1)” merupakan bilangan kompleks. Transformasi Fourier Diskret didefinisikan oleh rumus:
x(nT )
1 N 1 x(k )e jkt , n 0,1,2,............, N 1 N k 0
………………………………..(7) Menghitung deret ini secara langsung memerlukan operasi aritmetika sebanyak O(N2). Sebuah algoritma FFT hanya
Gambar 4 Sinyal dalam domain frekuensi
6. Pitch Class Profile PCP adalah kepanjangan dari Pitch Class Profile. Sebuah nada dalam musik mempunyai standar pitch, yang diidentifikasi dengan sebuah nama dan satu oktaf (misal C4). Dengan teknik PCP maka dapat di deteksi warna dari sebuah chord berdasarkan kelas Pitch dari nada. PCP berawal dari sebuah penyajian frekuensi antara lain Transformasi Fourier, setelah frekuensi dihitung melalui Transformasi Fourier maka frekuensi dipetakan ke dalam 12 pitch kelas (E, F, F#, G, G#, A, A#, B, C, C#, D, D#). Pengkelasan nada tersebut berdasar kepada pendeteksian puncak dari hasil FFT yang kemudian data-data tersebut dimasukkan ke dalam range kelas nada yang sudah ditentukan. [4] Perhitungan Pitch Class Profile dapat dilihat melalui persamaannya sebagai berikut : Awal nada ke-i = (f Nada ke-(i-1) + f Nada ke-i)/2 ………………………….…..(8a) Akhir nada ke-i = (f Nada ke-i + f Nada ke-(i+1))/2 ………………………….…..(8b)
III. PERANCANGAN SISTEM 3.1 Gambaran Umum Perancangan sistem merupakan tahap yang penting dalam proses pembuatan program. Perancangan bertujuan agar dalam pembuatannya dapat berjalan secara sistematis, terstruktur dan rapi sehingga hasil program dapat berjalan sesuai dengan apa yang dikehendaki. Secara umum pembuatan program ini mengikuti alur sesuai yang ditunjukkan pada gambar 5 berikut.
3. Front-End Detection
Tahap pertama proses pengolahan sinyal adalah Front–End Detection. Seperti namanya, Front–End Detection digunakan untuk menentukan batasan suatu sinyal dalam hal ini letak sinyal awal dan akhir dari suatu frame sehingga bentuk sinyal asli tidak berubah. Untuk menentukan letak awal dan akhir suatu sinyal dapat dilihat berdasarkan power sinyal. Pada implementasi pembuatan sistem ini, Front–End Detection tidak hanya digunakan untuk mendeteksi awal dan akhir dari sinyal input saja. Namun digunakan untuk mendeteksi ada tidaknya setiap petikan gitar pada sinyal secara keseluruhan. Karena setiap petikan gitar yang direkam akan menghasilkan nilai data wav yang besar dan nilainya akan turun secara komulatif selama tidak terdapat petikan lagi. Gambar 5. Diagram perancangan system
Pembuatan sistem ini terdiri dari proses perekaman chord, front End Detection, Frame Blocking, Windowing dan yang terakhir PCP (Pitch Class Profile).
1. Perekaman Chord Input dari sistem yang dibuat adalah berupa file audio berformat wav. File ini didapat dari perekaman instrumen gitar dalam hal ini gitar bass dan gitar akustik. Setiap chord direkam dengan menggunakan instrumen gitar, yaitu sebanyak 10 sample. Format perekaman ini disimpan dalam format wav standar atau kualitas CD, yaitu 44100 Hz, 16 bit, strereo. Untuk merekam chord dari instrumen gitar tersebut, dibuat aplikasi record dengan memanfaatkan komponen waveaudio pada Delphi 7. Pada perekaman chord ini terjadi proses sampling yang mana sinyal analog sudah diubah menjadi sinyal digital. 2. Proses Pembacaan Sampling Proses ini bertujuan untuk membaca data dari file wave yang kemudian disimpan dalam suatu array agar nantinya data dari file wave dapat diproses. Hal yang perlu dilakukan adalah membuat tipe data dasar untuk mengambil informasi yang ada pada header file wave[12].
4. Frame Blocking Pada pembuatan sistem, proses Frame Blocking dijalankan pada proses Fron–End Detection, karena perhitungan power sinyal pada Front–End Detection dilakukan dalam setiap frame. Pengambilan sample setiap frame diambil dalam waktu millisecond (ms). Berikut ini rumus yang digunakan untuk pengambilan sample tiap frame : SFr = Fs * ( t / 1000) …...(9) Keterangan : SFr : Sample per Frame Fs : Frekuensi sample/Sample Rate t : Waktu pengambilan (ms) Nilai 1000 pada rumus di dapat dari satuan second menjadi milisecond, dalam hal ini 1 s = 1000 ms. Nilai sample per frame tergantung dari frekuensi sample dan waktu pengambilan. Jika nilai frekuensi sample sebesar 44100Hz, maka hal ini berarti setiap 1 detik terdapat 44100 sample. Dalam pembuatan sistem digunakan waktu. 62 ms. Maka nilai sample per framenya sebesar 2734. Di bawah ini hasil frond end dan frame blocking:
(a)
Gambar 6. Data wave yang dibaca dan ditampilkan dalam chart
(b) Gambar 7. Tampilan (a) Front end Detection (b) Frame Blocking
5. Windowing Proses windowing ini dijalankan pada proses FFT, karena fungsi windowing ini jadi satu dalam tool FFT pada komponen DSPlab. Jadi hanya memangil fungsi windowing yang disediakan oleh komponen tersebut.
Contoh untuk nada A : Awal = (frek. nada G# + frek. nada A)/2 = (103.83 + 110.00)/2 = 213.83/2 = 106.92 Akhir = (frek. nada A + frek. nada A#)/2 = (110.00 + 116.54)/2 = 113.27
6. Fast Fourier Transform
Pada implementasi pembuatan sistem, nilai awal sinyal ini akan menjadi parameter pada fungsi FFT. Untuk prosesnya, mulai titik awal sinyal akan diambil sample sebanyak buffesize yaitu 16384 dari FFT yang digunakan untuk dimasukkan dalam variable array RealIn yang selanjutnya akan dihitung magnitudenya. 7. Deteksi Puncak Sebelum masuk ke proses pitch class Profile maka dilakukan pendeteksian puncaknya terlebih dahulu. Setiap nilai puncak
Rumus diatas digunakan untuk semua nada. Setelah semua nada memiliki nilai range, maka setiap nilai puncak frekuensi akan dikelompokkan berdasarkan range–range nada. Berikut ini flowchart dari proses Pitch Class Profile hasil perhitungan Pitch Class Profile untuk semua nada :
frekuensi tersebut akan dideteksi nilai puncak tertingginya untuk dapat dimasukkan ke dalam 12 nada berdasarkan nilai satuan frekuensi nada.
Gambar 8. Flowchart Deteksi Puncak
7. Pitch Class Profile Setelah diperoleh nilai puncak frekuensi, maka nilai tersebut dikelompokkan berdasarkan satuan frekuensi nada. Dalam mengelompokkan ke dalam frekuensi nada, diperlukan perhitungan jarak awal dan akhir disetiap nada, sebagai range dari nada tersebut. Berikut ini rumus range nada yang dipakai : Awal nada ke-i = (f. nada ke-(i-1) + f. nada ke-i)/2 …………………………………………….………………………………(10a) Akhir nada ke-i = (f.nada ke-i + f. nada ke-(i+1))/2 ………………………………………………….………(10b)
Gambar 9. Flowchart Deteksi Puncak
8. Mean Pitch Class Profile Mean Pitch Class Profile ini merupakan ratarata nilai PCP yang dihitung dari semua sinyal yang terdeteksi. Mean PCP digunakan untuk mengurangi error pada hasil akhir sistem yang mana chord yang terbanyak yang diambil untuk hasil akhir dari sistemnya. IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM Pengujian aplikasi terlebih dahulu dilakukan dengan mengambil data uji berupa file wave yang akan direkam dengan menggunakan aplikasi perekaman yang ada dalam aplikasi :
4.1 Perekaman File Wave Langkah awal dalam pengujian ini adalah perekaman chord menggunakan instrumeninstrumen tunggal berupa gitar akustik dan gitar bass dengan menggunakan aplikasi record yang telah dibuat. Dalam perekaman ini dilakukan perekaman 10 sample disetiap chord karena setiap petikan nada akan menghasilkan hasil FFT yang berbeda. Hal ini disebabkan dari banyak faktor, khususnya saat proses perekaman. Hardware sound card menentukan kualitas baiktidaknya suatu hasil perekaman. Sistem pengkabelan juga dapat mempengaruhi hasil perekaman, karena pada sistem pengkabelan yang kurang baik dapat menghasilkan noise yang dapat mempengaruhi hasil akhir. Noise juga dapat dihasilkan dari kualitas pick up gitar yang digunakan. Gitar adalah instrumen string yang harus dituning sebelum memainkannya. Kurang tepatnya pada saat tuning sangat mempengaruhi hasil frekuensi, karena tuning inilah yang menentukan benar tidaknya suatu frekuensi.. Dari segi pemain juga berpengaruh, yaitu cara menekan dan memetik gitar pada saat perekaman. Dalam tugas akhir ini chord yang digunakan hanya chord Major saja. Jadi perekaman file wav terdapat 24 macam, yakni 12 file wav dari gitar akustik dan 12 file wav dari gitar bass.
Gambar 10 Tampilan perekaman pada aplikasi
4.2 Pengujian Aplikasi Setelah mendapatkan file wavnya. Maka file tersebut akan dimasukkan ke dalam aplikasi. Di bawah ini merupakan tampilan awal dari aplikasi.
pada sinyal pertama yang ter Front–End Detection, nilai PCP dan tabel–tabel nilai FFT dan deteksi puncak. Pada pengujian aplikasi ini chord yang di uji adalah chord C Major yang telah direkam dengan alat musik gitar akustik yaitu sebanyak 10 petikan gitar.Setelah chord dimasukkan kemudian aplikasi akan memproses file wav tersebut. Untuk proses awal seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa aplikasi ini akan mendeteksi setiap petikan senar gitar yang direkam kemudian sinyal tersebut dibagi tiap frame sebanyak 2734 sample per frame. Hingga hasil akhir setelah file wav dimasukkan maka aplikasi akan menampilkan gambar seperti pada gambar 12 berikut ini:
Gambar 12 Tampilan setelah open file, hasil FFT dan PCP sample ke-1 chord C Major
Berdasarkan gambar di atas ada beberapa sinyal yang dideteksi oleh sistem yaitu sebanyak 13 sinyal. Dari data masukan yang diambil sebanyak 10 sample terdeteksi 13 sinyal hal ini dikarenakan ada beberapa sinyal data yang setelah di power melebihi batas standar deviasi sehingga terdeteksi suatu petikan gitar. Pada gambar tersebut juga, sinyal pertama memiliki nilai awal sebesar 68350 dan nilai akhir 84735. Nilai ini menunjukkan awal dan akhir dari satu sinyal yang mana satu sinyal ini menunjukkan satu suara petikan gitar. Untuk mengetahui nilai sinyal selanjutnya klik tombol next seperti yang terlihat pada gambar 14:
Gambar 11 Tampilan form utama aplikasi
Untuk membuka file wave yang sudah direkam, maka klik open pada menu file. Setelah open file dilakukan, pada form utama akan menampilkan hasil pembacaan file audio, FFT
Gambar 13 Hasil FFT dan PCP sample ke-2 sinyal chord C Major
Gambar 13 merupakan hasil setelah tombol next diklik. Jika dibandingkan antara gambar 13 dengan gambar 13 terjadi perubahan posisi pada 2 chartnya yaitu pada chart FFT dan PCP. Hal ini dikarenakan sistem mendeteksi sinyal atau petikan selanjutnya yang mana dari ke 13 sinyal atau petikan gitar tersebut memiliki perbedaan gelombang antara sinyal satu dengan lainnya. Gambar untuk sinyal selanjutnya dapat dilihat pada gambar 14 :
dikarenakan suara dengungan senar gitar sebelum mencapai titik nada yang benar. Untuk melihat lagi hasil akhir mengenai chord apa yang dideteksi klik pada button Hasil Chord. Tombol ini akan aktif pada saat semua sinyal telah terproses. Untuk mengetahui pengenalan chord yang lain kita dapat mengulangi langkah-langkahnya dari awal sesuai yang telah dijelaskan sebelumnya Dari proses perekaman hingga hasil akhir yang dilakukan sebelumnya, dan di bawah ini merupakan tabel hasil uji aplikasi dalam mendeteksi chord lainnya berdasarkan hasil perekaman yang telah dilakukan. Tabel 3. Pengenalan Chord Major Alat Musik Gitar Akustik
Gambar 14 Hasil FFT dan PCP sample ke-3 sinyal chord C Major
` Dari gambar 12 sampai gambar 14 diatas adalah sebagian hasil FFT dan PCP dari chord C Major. Jadi dapat diketahui bahwa hasil FFT dan PCP antara sample 1 dengan yang lain berbeda, penyebab ini seperti yang dijelaskan pada proses perekaman sebelumnya. Setelah semua sinyal terproses hingga sinyal akhir yaitu sinyal ke 13, maka nilai rata–rata PCP akan keluar bersamaan dengan hasil chord dan chord dialognya. Hasil akhir dari sistem didapat bahwa chord yang dideteksi adalah chord C Major seperti gambar di bawah ini :
Gambar 15 Hasil akhir sistem
Jadi dapat disimpulkan bahwa hasil perekaman chord C Major sama dengan hasil akhir dari sistem yang terdiri dari 3 nada dasar yang dominan, yaitu C, E, G sesuai dengan teori chord yang terdapat pada bab II. Hal itu
File Wav
Diujikan
Benar
Error
A A# B C C# D D# E F F# G G#
11 12 10 13 10 16 10 14 10 10 15 12
7 7 9 10 9 3 10 10 7 8 11 9
4 5 1 3 1 13 0 4 3 2 4 3
Hasil Akhir Chord A A# B C C# A D# E F F# G G#
Persent (%) 63.6 58.3 90 76.9 90 18.75 100 71.4 70 80 73.3 75
`Terlihat pada tabel bahwa aplikasi berjalan dengan baik dengan melihat persentase keberhasilan yang diperoleh pada setiap chordnya yang walaupun pada beberapa chord masih memiliki error. Error disini merupakan nilai PCP yang bernilai satu pada chord lain yang tidak sesuai dengan chord yang dimasukkan. Dari tabel 3 di atas chord yang memiliki persentase keberhasilan tertinggi adalah chord D# dengan perolehan persentase 100 %. Sedangkan tingkat pengenalan chord dengan nilai persentase terendah adalah chord D dengan perolehan persentase sebesar 18.75 %. Hasil ini dikarenakan pada saat perekaman file wave audio masih ada interferensi. Jadi, dengan melihat hasil pada tabel 3 tersebut maka didapat rata-rata persentase keberhasilan dari alat musik gitar akustik adalah 72.27 % dengan persentase error sebesar 27.72 % dihitung berdasarkan keseluruhan hasil persentase tiap chord. Sedangkan pada tabel 4 merupakan tabel pengenalan chord untuk alat musik bass. Pada pengujian dengan gitar bass dilakukan sama seperti pengujian rekaman file wav dengan gitar akustik. Tabel 4 ini merupakan tabel hasil pengenalan chord dari alat musik bass dari setiap nada yang sudah direkam:
Tabel 4. Pengenalan chord Major alat musik gitar bass Persent Hasil File Diujikan Benar Error Akhir (%) Wav Chord A 10 9 1 A 90 A# 10 10 0 A# 100 B 10 10 0 B 100 C 10 10 0 C 100 C# 10 10 0 C# 100 D 10 10 0 D 100 D# 10 10 0 D# 100 E 10 10 0 E 100 F 10 10 0 F 100 F# 10 10 0 F# 100 G 10 10 0 G 100 G# 10 10 0 G# 100
Terlihat pada tabel bahwa aplikasi pengenalan chord menggunakan alat musik gitar bass berjalan dengan baik dengan melihat persentase keberhasilan dari setiap hasil chordnya. Jadi berdasarkan tabel 4 tersebut alat musik gitar bass memiliki rata-rata persentase keberhasilan sebesar 99.16 % dengan persentase error sebesar 0.84 % yang terjadi pada chord A. Jika dibandingkan antara hasil akhir gitar akustik dan bass, gitar bass memiliki hasil yang baik, hasil ini diperoleh dikarenakan proses perekaman yang baik dan juga dikarenakan cara memainkan gitar bass yang hanya memerlukan satu jari untuk menekan satu “key” di tiap fretnya sehingga memungkinkan tidak terjadinya error ditiap file wav nya.
V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil pengujian dan pembahasan adalah sebagai berikut. 1. Berdasarkan hasil pengujian dan analisis dari aplikasi, tingkat pengenalan untuk masingmasing chord yang direkam menggunakan gitar akustik adalah 72.27 % dan gitar bass yaitu sebesar 99.16 %. 2. Berdasarkan hasil pengujian data wav sesuai file wave yang direkam, tingkat pengenalan tertinggi pada gitar akustik adalah pada saat sistem mengenali chord D#, dengan tingkat pengenalan sebesar 100 %. Sedangkan tingkat pengenalan terendah adalah pada saat aplikasi mengenali chord D yang mana memiliki persentase keberhasilan sebesar 18.75 %. 3. Berdasarkan hasil pengujian menggunakan data uji dari gitar bass, hanya satu chord saja yang mengalami error yaitu chord A dengan persentase keberhasilan sebesar 90 %. Sedangkan tingkat pengenalan tertinggi adalah pada semua chord selain chord A yaitu sebesar 100 %.
4. Semakin baik kualitas perekaman maka semakin baik hasil akhir dari sistem, hal ini ditandai dengan hasil uji aplikasi pada saat uji coba menggunakan instrumen tunggal gitar bass dengan perolehan rata-rata persentase keberhasilan sebesar 99.16 %. 5. Semakin kurang kualitas perekaman maka semakin kurang baik hasil akhir dari sistem yang didapatkan, hal ini ditandai dengan tingkat persentase yang diperoleh pada saat uji coba menggunakan gitar akustik yaitu dengan perolehan persentase error sebesar 27.72 %.
5.2
Saran
Mengingat masih banyaknya hal-hal yang belum dapat diimplementasikan pada tugas akhir ini, maka penulis mempertimbangkan beberapa saran untuk perbaikan-perbaikan tugas akhir ini dalam hal : 1. Sebaiknya menggunakan pointer agar dalam pembacaan file wav nya tidak memerlukan waktu yang lebih lama. 2. Sebaiknya menambahkan fitur atau alat untuk mengurangi noise pada perekaman audio seperti mixer. 3. Agar mendapatkan hasil perekaman yang baik, sebaiknya menggunakan sound card, kabel dan kualitas pick up gitar yang baik juga. 4. Penelitian ini dapat dikembangkan lebih lanjut menjadi aplikasi pendeteksian chord pada suatu lagu. DAFTAR PUSTAKA [1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Junaidy Permana, Febrianzah, Pembuatan Database Software Musik Digital Mentor, Skripsi D-3 Politeknik Elektronika Negeri Surabaya : 2009 Fitriani, Mila, Pembuatan Database Transkrip Akord Instrumen Tunggal Menggunakan Metode Enhanced Pitch Class Profile (Epcp), Skripsi D3, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya , 2010. Realtime Chord Recognition of Musical Sound : a System Using Common Lisp Music, Takuya Fujishima, CCRMA, Stanford University. Akbar, Fandy, Pembuatan Software Musik Digital Mentor”, Skripsi D-3, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, 2009 Wahana Komputer (2002).Panduan Praktis Pemograman Delphi 7. Yogyakarta: Penerbit Andi Offset.
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
Gold, Ben, Morgan, Nelson.(2000). Speech and Audio Signal Processing. New York: John Wiley & Sons, Inc. Sumi Kouhei, Katsutoshi Itoyama, Kazuyoshi Yoshii, Kazunori Komatani, Tetsuya Ogata, and Hiroshi G. Okuno, “Automatic Chord Recognition Based On Probabilistic Integration Of Chord Transition And Bass Pitch Estimation”, Dept. of Intelligence Science and Technology National Institute of Advanced Industrial Graduate School of Informatics, Kyoto University Science and Technology (AIST) Japan,2008 ---, Audio Sampling, http://www.elektroindonesia.com/ele k35a.html, Agustus 2012 ---, Pengenalan Chord, http://ratdix.wordpress.com, Agustus 2012. ---, Front-End Detection, http://agusslamet.wordpress.com/200 8/09/front-end-detection, Agustus 2012. ---, Wave, http://en.wikipedia.org/wiki/wav, Agustus 2012. --- , Akord, http://id.wikipedia.org/wiki/Akord, Agustus 2012. ---, Load & Display WAVE File (.WAV), http://pebbie.wordpress.com/2007/08 /08/load-display-wavefile-av,2012. ---, Kelebihan Pemrosesan Sinyal Digital, http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index. php/2008/11/kelebihan-pemrosesansinyal-digital/, Agustus 2012. ---, Pengolahan Sinyal Digital, http://adhit8.blogspot.com/2010/04/p engolahan-sinyal-digitalmenggunakan.html, Agustus 2012 ---, Window Function, http://en.wikipedia.org/wiki/Window _function, Juni 2012. ---, Musik Tutorial (part-1) – Tangga Nada, http://Silentman13.wordprees.cm Agustus 2012 ---, Fast Fourier Transform, http://en.wikipedia.org/wiki/Fast_ Fourier_transform, Agustus 2012 ---, Teori Recording, http://mellykustina.blogspot.com/ 2009/03/teori-recording.html, Agustus 2012. ---, Komponen DSPLab,
http://www.teworks.com, Juli 2012. BIODATA PENULIS Imam Gaffar, lahir di kota Mataram pada tanggal 17 Februari 1990. Penulis menempuh pendidikannya di TK Shandy Putra, SDN Lempeh, SMPN 1 Sumbawa, SMAN 1 Sumbawa. Saat ini sedang menyelesaikan studi strata 1 di Teknik Elektro Universitas Diponegoro mengambil Konsentrasi Telekomunikasi. Menyetujui, Dosen Pembimbing I,
Achmad Hidayatno, S.T., M.T. NIP. 196912211995121001
Dosen Pembimbing II,
Ajub Ajulian Zahra, S.T., M.T. NIP. 197107191998022001
