proceeding zumrotul hana

Ekstraksi Suara Saron Mengunakan Cross
Correlation Untuk Transkripsi
Notasi Gamelan
Zumrotul Hana, Yoyon K. Suprapto, Surya Sumpeno.
Jurusan Teknik Elektro FTI - ITS
seperti gamelan dikenakan nada secara bebas dalam hal
resonansi, warna nada dan amplitudo atau frekuensinya. [5].
Jadi sementara perkembangan musik barat sangat cepat, dan
perkembangan musik timur tertinggal. Oleh karena itu,
perkembangan musik timur penelitian mendalam diperlukan.
Musik barat menekankan pada gerakan maju, music gamelan
menekankan berulang-ulang dalam karakter yang sering
membosankan dan membuat rasa kantuk. Musik gamelan
tidak hanya untuk hiburan, tetapi dapat digunakan sebagai alat
terapi. Gamelan dapat membantu tahap sebelum mencapai
keadaan Samadhi Meditasi. Melalui media musik, orang dapat
membuat pemurnian berpikir, pemurnian hati dan jiwa yang
mengarah ke penyembuhan psikologis[1].
Abstrak
Penelitian musik gamelan sedikit sekali dilakukan
sehingga perkembangan musik gamelan sedikit tertinggal
dari musik barat, salah satunya dalam pembuatan
transkripsi notasi gamelan. Pembuatan notasi gamelan
dibuat secara manual oleh para ahli gamelan. Maka pada
penelitian ini dilakukan pembuatan transkripsi notasi
gamelan secara otomatis yang dapat digunakan oleh
siapapun termasuk para pemula
Pembuatan transkripsi notasi ini menggunakan
metode cross correlation. Metode ini dilakukan dengan
cara mengalikan antara sinyal yang diamati dengan sinyal
referensi. Dari hasil cross correlation akan di dapatkan
nilai amplitudo tertinggi dan menghasilkan sinyal
envelope. Sinyal envelope akan diproses dengan
menggunakan proses threshold. Sinyal yang diamati
menggunakan sinyal full akustik dan semi sintetik,
sedangkan sinyal referensi yang digunakan adalah nada
dasar saron.
Dalam gamelan terdapat 2 jenis musik gamelan yaitu :
1.
2.
Hasil Ekstraksi suara saron untuk transkripsi
notasi gamelan full akustik memiliki akurasi 63,63% pada
instrumen saron dan bonang, 86,67% pada instrumen
saron dan demung, dan 88,23% pada instrumen saron dan
peking. Sehingga diperoleh nilai rata-rata yaitu 79,5%.
Untuk transkripsi notasi gamelan semi sintetik memiliki
akurasi 100%.
Slendro atau salendro merupakan satu diantara dua
skala(tangga nada) dari gamelan musik. Skala ini
lebih mudah dimengerti dari pada skaladalam pelog.
Pelog merupakan satu dari dua tangga nada(skala)
yang di gunakan dalam musik gamelan asli dari bali
dan jawa. [4]
Ekstraksi dilakukan pada berbagai perangkat musik
untuk berbagai kepentingan seperti pembuatan notasi musik
secara otomatis, analisa tempo musik, analisa jenis musik
yang dimainkan dan lain-lain. Tetapi ekstraksi untuk peralatan
musik tradisional seperti gamelan sangat sedikit sekali
dilakukan sehingga perkembangan musik tradisional sedikit
tertinggal terhadap musik barat.
Pada pengrjaan tugas akhir ini dilakukan analisis
sinyal gamelan yang akan diekstraksi. CrossCorrelation [3]
merupakan metode yang digunakan dalam tugas akhir ini
untuk pengekstraksian sinyal. Setelah di ekstraksi yang akan
menghasilkan sinyal envelop, maka akan dilakukan penyusun
notasi pada sinyal gamelan.
Kata kunci: Cross Correlation, Gamelan, envelope,
thresholding full akustik, semi sintetik.
I. PENDAHULUAN
G
amelan merupakan salah satu musik tradisional
Indonesia yang semakin diterima oleh peristiwa
internasional. Musisi kelas dunia Banyak sudah
menerima konsep musik timur seperti Claude
Achille Debussy (komponis Perancis, 1862- 1918), Bella
Bartok (Hungaria, 1881-1945), Colin Mc Phee (US 1930),
Backet Wheeler, pada tahun 1960 [6]. Sementara musik barat
merupakan musik yang mempunyai nada yang stabil,
frekuensi teratur, amplitudo tetap, sedangakan musik timur
II. METODE YANG DIUSULKAN
2.1 Perancangan Sistem
Desain dan implementasi dari sistem diawali dengan
tahap pengambilan sample suara yang kemudian diolah
dengan menggunakan metode crosscorrelation. Metode
1
hanya perbedaannya ada pada data sinyal yang berbeda.
Persamaan 2.1 merupakan rumus dari cross correlation :
crosscorrelation digunakan untuk mendapatkan sinyal suara
yang terdapat pada suara sampel dengan menggunakan sinyal
referensi. Keluaran dari hasil pengolahan dengan
menggunakan metode crosscorrelation akan dilakukan proses
threshold. Proses threshold digunakan untuk menghilangkan
noise pada sinyal keluaran yang kemudian diproses untuk
mendapatkan hasil notasi. Sistem yang dibuat mempunyai
struktur blok diagram seperti terlihat pada gambar 1 :
[]=∑
[
]. [
+ ]………….…………………(1)
Persamaan
2.1 menunjukkan bahwa x1 dan x2
merupakan dua sinyal yang berbeda, N merupakan panjang
frame yang digunakan, n menunjukkan index dari sample
sinyal yang sedang di proses. t merupakan lag. Gambar 2.1
menunjukkan gambar sinyal yang diproses dengan
menggunakan metode cross correlation.[3]
Pada tahap ini, proses yang dilakukan adalah mencari
sinyal yang sama antara sinyal referensi dengan sinyal sample
suara, untuk mengetahui didalam sinyal suara terdapat sinyal
referensi atau tidak.. Gambar 2 menunjukkan sinyal hasil dari
cross correlation.
(a)
Gambar 1. Flowchart pembuatan notasi dengan menggunakan metode
cross correlation.
(b)
Gambar 2. (a) Sinyal yang mengandung sinyal referensi,(b)
Sinyal yang tidak mengandung sinyal referensi
Pada gambar 1. merupakan blog diagram pembuatan notasi
dengan menggunakan metode cross correlation. Proses
pertama diawali dengan mengambil file musik yang berbentuk
.wav. Kemudian sinyal tersebut di olah dengan menggunakan
metode crosscorrelation, dan hasil cross correlation di ambil
nilai amplitudo, dan hasil dari niai maksimal akan digunakan
sehingga menjadi envelope. Dari hasil envelope akan
dilakukan proses threshold untuk menghilangkan noise. Dan
proses terakhir adalah pembuatan notasi.
.
2.2.2 Envelope
Setelah proses cross correlation, maka proses yang
dilakukan selanjutnya adalah dengan mengambil nilai
amplitude dengan nilai yang paling tinggi atau nilai
maksimal. Proses ini dilakukan sampai proses cross
correlation dilakukan semua pada sebuah sinyal. Gambar
3 menunjukkan gambar dari envelope
2.2. Processing.
2.2.1
Cross Correlation
Cross correlation merupakan suatu metode yang di
gunakan untuk mendeteksi pitch yang bekerja pada domain
waktu. Cross correlation identik dengan Autocorrelation
2
Gambar 3. Envelope dari hasil cross correlation
2.2.3
Thresholding
Gambar 5 (a) Notasi sinyal asli (b)Notasi sinyal hasil
2.3 Sinyal Masukan
Untuk menghilangkan noise pada sinyal setelah proses
dengan menggunakan metode cross correlation dengan
menggunakan proses threshold. Proses ini dilakukan
dengan cara memotong sinyal, seperti yang terlihat pada
gambar 4.
Sinyal yang menjadi input pada suara gamelan pada
penelitian ini terdapat 2 jenis yaitu :
2.3.1
Full Akustik
Gamelan dimainkan oleh para pemain dan kemudian
musik direkam dan disimpan dalam bentuk file *.wav.
Rekaman tersebut merupakam pertunjukkan gamelan
yang terdiri dari beberapa instrumen secara bersamaan
dimainkan. Gambar 6 menunjukkan sinyal gamelan full
akustik:
(a)
(b)
Gambar 4. (a)Sebelum thresholding (b)Hasil sesudah Thresholding
Gambar 6. Sinyal full akustik
Persamaan 2 merupakan persamaan yang di gunakan
pada saat proses threshold.
2.3.2
Semi Sintetik
Yang dimaksud dengan semi sintetik sinyal hasil
penggabungan rekaman nada-nada tunggal yang telah
ditentukan terlebih dahulu Seperti yang gambar 7.
thres = maxAmplitudo*x/100 ………….……………(2)
persamaan diatas menjelaskan bahwa maxAmplitudo
merupakan nilai maksimal dari amplitudo sebuah sinyal
yang telah diproses dengan menggunakan metode crosscorrelation, nilai x merupakan nilai batas ambang untuk
penghilangan noise pada sinyal
2.2.4 Pembuatan Notasi
Proses
transkripsi
notasi
digunakan
untuk
mendapatkan
notasi
setelah
dilakukan
proses
thresholding. Gambar 5 menunjukkan hasil pembuatan
notasi
Gambar 7. sinyal semi synthetic dengan menggunakan nada dasar
saron
3
2.4
Pengujian Sistem
c.
Untuk mengetahui tingkat keakuratan kinerja dari
sistem, maka digunakan suatu pendekatan yang disebut
performance Evaluation. Seperti yang terlihat pada
persamaan 3 :
……………(3)
totalnotasli- (insert+ del+ subs)
perform=
100%
totalnotasli
Insert merupakan jumlah notasi yang dikenali sebagai
notasi akan tetapi notasi tersebut tidak ada pada
sinyal yang diamati
evaluasi performance :
performance =
30 - (0 + 0 + 4)
100%
30
= 86,67%
Keterangan :
a. Insert merupakan jumlah notasi yang dikenali sebagai
notasi akan tetapi notasi tersebut tidak ada pada
sinyal yang diamati
b. Del jumlah notasi yang tidak di kenali sehingga
notasi tersebut hilang.
c. Subs merupakan jumlah penggantian notasi yang
tidak sesuai dengan notasi aslinya
3.2 Sinyal semi sintetik
Pada percobaan ini sinyal yang diamati adalah sinyal
saron.wav berupa sinyal sintetik yang terdiri dari 1 instrumen
yaitu saron. Terdiri dari notasi sebanyak 98. Hasil dari
pembuatan notasi terlihat pada tabel 2
Tabel 2. Perhitungan notasi pada sinyal semi sintetik
Perkiraan Notasi
III. EKSPERIMEN
Benar Substitusi Delete Insert
Nomor Notasi
Untuk mengetahui indeks prosentase yang menunjukkan
kemampuan sistem pembuatan notasi ini, diperlukan suatu
pengujian, pengujian yang dilakukan antara lain; jumlah notasi
yang dikenali sebagai notasi akan tetapi notasi tersebut tidak
ada pada sinyal yang diamati yang disebut dengan insertion,
jumlah notasi yang tidak di kenali sehingga notasi tersebut
hilang yang disebut dengan deletion dan jumlah penggantian
notasi yang tidak sesuai dengan notasi aslinyayang disebut
dengan substitution. Berikut adalah tabel hasil pengujian
pembuatan notasi.
Notasi
Asli
1
1
0
0
2
12
3
27
5
35
6
24
7
0
Jumlah
98
2
3
5
6
7
0
12
12
27
27
35
35
24
0
12
27
35
24
24
0
0
0
98
0
0
0
Keterangan:
a. Substitution merupakan jumlah penggantian notasi
yang tidak sesuai dengan notasi aslinya
b. Delete merupakan jumlah notasi yang tidak di kenali
sehingga notasi tersebut hilang
c. Insert merupakan jumlah notasi yang dikenali sebagai
notasi akan tetapi notasi tersebut tidak ada pada
sinyal yang diamati
3.1 Sinyal full akustik
Sinyal yang di amati yaitu manyardmsrn.wav berupa sinyal
akustik yang terdiri dari 2 instrumen yaitu saron dan demung.
Terdiri dari 30 notasi. Hasil dari notasi tersebut terlihat pada
tabel 1.
Tabel1. perhitungan notasi padasinyal full akustik.
Perkiraan Notation
Nomor
Notasi
Notasi
Asli
1
1
0
0
2
4
3
8
5
7
6
7
7
4
Jumlah
30
evaluasi performance :
Benar
2
3
5
6
7
4
Delete
Insert
performance =
4
8
7
7
4
8
11 7
98 - (0 + 0 + 0)
100%
98
=100%
8
11
0
Substitusi
0
Kesimpulan dari hasil pengujian secara keseluruhan dapat
dilihat pada tabel 3 dan tabel 4.
7
0
0
4
0
26
4
0
Tabel 3. Hasil Prosentase pada pengujian gamelan semi
sintetik
0
Keterangan:
a. Substitusi merupakan jumlah penggantian notasi
yang tidak sesuai dengan notasi aslinya
b. Delete merupakan jumlah notasi yang tidak di kenali
sehingga notasi tersebut hilang
Nama file
lagu
Saron1.wav
4
Jumlah
Nama
instrumen Instrumen
1
Saron
Jumlah
Notasi
98
Prosentase
Keakurata
n
100%
Tabel 4. Hasil Prosentase pada pengujian gamelan full akustik
Nama file lagu
Jumlah
Nama
instrumen Instrumen
Msrnbng2.wav
2
Saron dan
bonang
manyardmsrn.wav
2
Saron dan
demung
myrsrpk.wav
2
Saron dan
peking
Rata-rata
Jumlah
Notasi
99
Prosentase
Keakuratan
63%
30
86,67%
65
88,23%
BIOGRAFI PENULIS
Penulis memiliki nama lengkap Zumrotul Hana, lahir di
Surabaya, Jawa Timur pada tanggal 4 Februari 1987. Penulis
mengawali pendidikan pertama di Sekolah Dasar Negeri
Pragaan Laok I Sumenep di tahun 1993. Kemudian
melanjutkan ke Sekolah MTs Putri I Al-Amien Prenduan
Sumenep. Setelah lulus langsung melanjutkan ke Sekolah
Menengah Atas Khadijah Surabaya. Pada tahun 2005
penulis melanjutkan jenjang pendidikan ke tingkat
Perguruan Tinggi di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya
pada Jurusan Teknologi Informasi. Pada tahun 2009 penulis
melanjutkan pendidikannya di Teknik Elektro ITS dengan
program studi Teknik Komputer dan Telematika. Penulis
dapat dihubungi di alamat email : [email protected]
79,3%
IV. PENUTUP
4.1. Kesimpulan
Dari data yang diperoleh dalam tugas akhir ini dapat
ditarik suatu kesimpulan bahwa :
Ekstraksi suara saron untuk transkripsi notasi gamelan full
akustik dengan menggunakan metode cross correlation
memiliki akurasi 63% pada instrumen saron dan bonang,
86,67% pada instrumen saron dan demung, dan 88,23% pada
instrumen saron dan peking. Sehingga diperoleh nilai rata-rata
yaitu 79,3%. Untuk transkripsi notasi gamelan semi sintetik
memiliki akurasi 100%.
4.2. Saran
Dari kesimpulan dan hasil eksperimen yang telah dilakukan,
maka saran yang dapat penulis berikan:
1.
2.
Penambahan instrument gamelan pada sinyal yang
di amati.
Penambahan nada dasar pada sinyal referensi.
V. DAFTAR PUSTAKA
[1].
[2].
[3].
[4].
[5].
[6].
Yoyon K Suprapto,” Ekstraksi Suara Saron Berbasis SpectralDensity Menggunakan Filter Multidimensi ”,
yoyon K Suprapto, diah Puspito Wulandari, aris Tjahjanto,” Saron
Music Transcription Using Lpf-Crosscorrelation”, Journal of
Theoretical and Applied Information Technology 2011
Tae Hong Park,”Introduction to Digital Signal Processing, Computer
Musically Speaking”, world scientific
http://www.anneahira.com/gamelan.htm, di download tanggal 25
April 2012
Sutton, Anderson, R (1993), Central Javanese gamelan
music:Dynamics of a steady state", "Northern Illinois University in
DeKalb, Il, pp 278-288
Tamagawa, Kiyoshi (1988), "Echoes From the East: The Javanese
Gamelan and its Influence on the Music of Claude Debussy",
"D.M.A. document. The University of Texas at Austin"
5