Automatische Erkennung von Cover-Versionen und Plagiaten in ...

Grundlagen 9
Kritische Bänder Im menschlichen Ohr ist die Cochlea (Gehörschnecke) verantwortlich
für die Umwandlung von Schallwellen in Nervenimpulse. Die Basilarmembran, die
dabei auf unterschiedliche Frequenzen reagiert, ist in 24 Sektoren unterteilt von
denen jeder die Auswertung aller Frequenzen eines bestimmten Bands übernimmt.
Die daraus resultierende Skala ist die Bark-Skala (nach Heinrich Barkhausen). Ein Bark
entspricht dabei einem kritischen Band und ist definiert durch
z = 13 arctan(0.00076f) + 3.5 arctan
f
7500
2
was einer Normierung von 1, 31Bark ≡ 131Hz ≡ Ton c entspricht.
Auf den selben Prinzipien wie die Bark-Skala basiert die Mel-Skala, die durch
m = 1127 ln 1 + f
700
(2.1)
(2.2)
gegeben ist. Abbildung 2.1 (aus Wikipedia 3 ) verdeutlicht den Zusammenhang von
Frequenz- Bark- und Mel-Skala sowie der Ursache der kritischen Bänder – der Wahr-
nehmung durch die Basilarmembran im menschlichen Ohr.
Ähnlich wie für die Tonhöhe existieren auch für die absolute und empfundene Laut-
stärke eines Tons unterschiedliche Skalen. Da diese im aktuellen Kontext jedoch eine
untergeordnete Rolle spielen wird auf eine Darstellung verzichtet.
2.2.2 Tonsysteme
Jedes Musikstück wird in einer bestimmten Tonart gespielt bzw. gesungen. Diese ist
bei Coverversionen oft Gegenstand von Variationen, um das Stück einem bestimmten
Sänger bzw. einer Gruppe von Instrumenten anzupassen. Das Transponieren in eine an-
dere Tonart verändert zwar alle absoluten Tonhöhen, dennoch erkennen Menschen die
Melodien als gleich. Soll diese Erkennung nun von einem Computerprogramm durchge-
führt werden, so muss der Algorithmus ähnlich robust gegenüber Transpositionen sein
wie die menschliche Wahrnehmung.
3 http://de.wikipedia.org