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29. März 2024

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Ziel des Projekts
Ziel der Diplomarbeit ist die Entwicklung einer Software, welche Gitarrenriffs in Echtzeit transkribiert. Hierzu kann der User die Tonfolge mit der Gitarre, angeschlossen an ein Audio-Interface, am Computer (z. B.: Mikrofoneingang), einspielen oder eine Audiodatei (WAVE-Dateiformat) im Programm öffnen und wiedergeben. Die Tonfolge wird in Echtzeit von dem Programm analysiert, wiedererkannt und aufgezeichnet. Die Töne werden dabei in Form von Tabulaturen (Tabs) notiert. Die Tabs können als Textdokument auf dem Computer gespeichert werden, um sie je nach Bedarf wieder anzeigen zu können.

Ergänzend wird eine Website mit Benutzerverwaltung entwickelt, auf der User ihre am Computer erstellten Tabs hochladen, anzeigen, abspielen und Tabs anderer User downloaden können. Diese Funktionen und weitere Tools für Gitarristen (Metronom, Tuner, Synthesizer) werden auch als Android-Applikation zur Verfügung gestellt.

Lösungsansatz/-weg
Bei Tönen, die auf der Gitarre erzeugt werden, ist es mit einer einfachen Frequenzanalyse (Fast Fourier Transform - FFT) nicht möglich die Grundfrequenz der Note zu bestimmen, da sogenannte Harmonische (Frequenzen, die Vielfache der Grundfrequenz sind), welche in derselben Stärke wie die Grundfrequenz auftreten, die Grundfrequenz der Note verschleiern.
Mit der Auto-Korrelation (eine in der Statistik häufig verwendete Methode) können die Störfrequenzen bzw. Harmonische erfolgreich von der Grundfrequenz getrennt werden.

Unser Lösungsansatz war es, die Grundfrequenzen, der auf einer Gitarre spielbaren Noten, einzeln zu analysieren und in das Programm einzulesen (auf einer handelsüblichen Gitarre wären das bis zu 144 einzelne Noten). Nach weiterer Forschung haben wir eine Formel für die Errechnung der Noten-Frequenzen gefunden, welche die Frequenzen mit hoher Genauigkeit berechnet. Um das Problem der mehrfachauftretenden Noten mit exakt den gleichen Frequenzen auf dem Griffbrett der Gitarre zu lösen, wurde mit einem von uns entwickelten Segment-Algorithmus eine Trennung vorgenommen. Dieses Verfahren basiert auf der Identifizierung von Griffbrettbereichen.

Zusätzlich haben wir einige Tonanalyse- bzw. Hilfetools für Gitarristen erstellt, die besonders für die autodidaktischen Anfänger sehr hilfreich sind, wie zum Beispiel ein Stimmgerät, ein Synthesizer und ein Metronom. Beim Gitarre spielen ordnet unsere Software die Noten in Echtzeit auf einem x-y-Notengraf so an, dass der Musiker leicht die einzelnen Oktaven (selbe Noten in anderen Frequenzbereichen, hoch/tief) erkennen kann.

Innovationsaspekt
Da es bereits einige Gitarrensoftware auf dem Markt gibt, die sich nur auf die manuelle Tabschreibung konzentrieren, hatten wir die Idee eine Software zu schreiben, die die automatische Tabschreibung, in Echtzeit, ermöglicht. Besonders Musikern, die in Bands spielen und sich zwangsläufig täglich mit der händischen Tabschreibung auseinandersetzen müssen, kommt unsere Software sehr entgegen. Die digitale Speichermöglichkeit der Tabs ermöglicht das Drucken bzw. das Verschicken oder Hochladen auf unsere Webseite.

Die Kombination einer Windows-Software, einer Website und einem Android-Handy-App ist einzigartig in diesem Gebiet.
Unseren Recherchen nach gibt es bisher auch keine Software, die die Noten in Echtzeit automatisch beim Spielen eines Instruments aufzeichnet.

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Schule: 
HTBLA Ottakring
Ort: 
Thaliastraße 125, A-1160 Wien
Teammitglieder: 
Kalam Alin
Paikl Peter
Schneiderbauer Wolfgang
Singh Manmeet
Sorko Christian
Projektleiter: 
Paikl Peter
Projektleiter Telefon: 
+43 676 4534949
Projektleiter Email: 
peter.paikl@gmx.at
Betreuer/in, Lehrer/in: 
Prof. DI Robert Baumgartner, MBA
Mädchengruppe: 
Nein
Anzahl der Mitglieder: 
5
Alter der Mitglieder: 
19
Klasse(n): 
5 BHITN
Jahr: