Chép nhạc đa âm cho piano là gì?

Bài này nằm trong bộ thuật ngữ ký âm.

Khi hát một giai điệu, người hát thường chỉ hát một nốt tại mỗi thời điểm, và phần mềm đã theo dõi được kiểu giai điệu đó từ nhiều năm nay. Piano thì khác. Đàn có thể phát ra năm, sáu hay tám nốt cùng lúc: một tay giữ hợp âm, tay kia chơi một câu nhạc, còn âm thanh của tất cả hòa vào nhau. Tách âm thanh ấy thành từng nốt trên bản nhạc là bài toán khó nhất khi chép nhạc. Các nhà nghiên cứu cũng dùng piano để đánh giá mức độ tiến bộ trong lĩnh vực này.

Nhiều nốt vang cùng lúc gây khó khăn ra sao? Một mô hình hiện đại đọc hợp âm thế nào? Và vì sao bản ghi piano sạch lại cho kết quả tốt nhất?

Chép nhạc đa âm nghĩa là gì

Đa âm nghĩa là có nhiều bè. Chép nhạc đa âm là ghi lại từng nốt từ bản ghi có nhiều nốt vang lên cùng lúc. Ngược lại, chép nhạc đơn âm là ghi lại một câu nhạc chỉ có một nốt tại mỗi thời điểm. Cách này dễ hơn nhiều vì không phải xác định có bao nhiêu nốt đang vang. Bài viết về chép nhạc đơn âm và đa âm giải thích rõ hơn sự khác biệt này. Nhạc piano là một ví dụ đa âm điển hình, với hợp âm dày, những câu nhạc chồng lên nhau và pedal vang khiến âm thanh hòa lẫn.

Vì sao nhiều nốt vang cùng lúc lại khó chép

Một nốt nhạc không chỉ có một tần số. Nó gồm tần số cơ bản và nhiều bội âm hợp thành chuỗi họa âm. Chuỗi này tạo nên màu sắc của nốt. Khi một nốt vang lên, hệ thống có thể tìm tần số cơ bản để xác định cao độ. Nhưng khi nhiều nốt vang cùng lúc, các chuỗi họa âm chồng lên nhau và gây ra nhiều khó khăn.

• Họa âm trùng nhau. Những nốt cách nhau một quãng năm hoặc một quãng tám có nhiều bội âm chung, nên dấu hiệu của nốt này trông giống dấu hiệu của nốt kia.
• Lỗi quãng tám. Một nốt và nốt cao hơn nó một quãng tám có gần như toàn bộ họa âm giống nhau. Vì thế, bản chép đa âm thường có nốt thừa hoặc nốt bị ghi sai quãng tám.
• Đếm số nốt. Trước khi xác định cao độ, hệ thống phải biết có bao nhiêu nốt đang vang. Một bè bên trong chơi nhỏ có thể bị lấn át bởi bè ngoài chơi lớn hơn.
• Xác định lúc bắt đầu nốt. Khi nhiều nốt bắt đầu gần như cùng lúc và pedal giữ cho các nốt trước tiếp tục vang, hệ thống khó xác định chính xác lúc từng nốt bắt đầu.

AI đọc hợp âm như thế nào

Các hệ thống hiện đại học từ dữ liệu thay vì dựa vào một bộ quy tắc do con người tự đặt ra. Một mạng nơ ron được huấn luyện bằng lượng lớn bản ghi đi kèm dữ liệu nốt chính xác. Nhờ đó, nó học được âm sắc thực của piano: họa âm biến đổi ra sao, nốt đánh mạnh khác nốt đánh nhẹ thế nào và âm thanh nhỏ dần sau khi nhấn phím ra sao.

Để đọc một bản ghi, mô hình chia âm thanh thành nhiều khung thời gian ngắn. Trong mỗi khung, nó ước tính cao độ nào đang vang và nốt bắt đầu ở đâu. Sau đó, hệ thống ghép các kết quả này thành từng nốt có thời điểm bắt đầu, cao độ và trường độ, rồi ghi thành bản nhạc. Vì đã học từ rất nhiều bản ghi piano thật, mô hình có thể dựa vào ngữ cảnh âm nhạc, chẳng hạn những gì vừa vang lên và những nốt thường đi cùng nhau, để xử lý những đoạn khó xác định nốt mà cách phân tích tần số đơn giản không giải quyết được. Cách này gần với cách một người chơi nhạc đã qua đào tạo nghe hợp âm hơn là cách máy tính đọc các tần số.

Vì sao piano được dùng làm chuẩn đánh giá

Trong lĩnh vực này, piano là nhạc cụ được nghiên cứu nhiều nhất. Đây là một trong những nhạc cụ chơi đa âm dày đặc nhất mà người ta thường gặp. Nốt piano bắt đầu rõ ràng, nhất quán và nhỏ dần theo cách có thể dự đoán; dữ liệu để học cũng rất phong phú. Nhờ vậy, công nghệ chép nhạc cho piano đã phát triển hoàn thiện nhất. Mô hình chép nhạc piano cũng là mô hình phát triển nhất của Songscription.

Một bản thu piano độc tấu sạch cho kết quả gần với bản chép của người có kỹ năng, kể cả những bè bên trong mà người nghe không thể tách ra bằng tai. Bài hướng dẫn chép nhạc piano bằng AI và chép hợp âm piano jazz cho thấy khả năng đó với các bản nhạc thực tế.

Điều gì ảnh hưởng đến độ chính xác và bạn có thể làm gì

Bản ghi ảnh hưởng nhiều nhất đến kết quả. Một bản thu piano độc tấu sạch, không lẫn âm thanh khác và tương đối ít tiếng vang cho mô hình dấu hiệu rõ nhất. Tiếng vang nhiều và nhấn pedal vang quá nhiều làm hòa âm nhòe vào nhau, gây ra phần lớn lỗi bạn sẽ thấy. Nếu bạn chơi trên đàn piano điện, ghi MIDI trực tiếp sẽ cho dữ liệu nốt chính xác tuyệt đối và tránh hẳn bài toán xử lý âm thanh.

Sau khi chép, piano roll là nơi tốt nhất để kiểm tra những đoạn nhiều nốt. Mỗi nốt hiện thành một khối riêng, nên bạn dễ thấy lỗi quãng tám hoặc nốt thừa và kéo nốt về đúng chỗ khi cần. Bạn có thể xem lưới này trong bài chuyển âm thanh thành piano roll. Bài viết về vì sao độ chính xác khi AI chép nhạc thay đổi nói thêm về những yếu tố khác.

Nếu muốn tìm hiểu trường hợp có nhiều nhạc cụ khác nhau cùng chơi, hãy đọc AI có thể chép nhiều nhạc cụ cùng lúc không. Để thử với bản đàn của mình, bạn có thể bắt đầu tại chép nhạc piano.