Post on 19-Jun-2015
description
Tugas Ujian Akhir Semester
TF 3202 - Akustik
ANALISIS AUTOCORRELATION FUNCTION (ACF) PADA
MUSIK TRADISIONAL DAN MUSIK MODERN
Disusun Oleh:
FIKRI FERDIANA 13307109
PROGRAM STUDI TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2010
Tugas Ujian Akhir Semester -‐ TF3202 Akustik Fikri Ferdiana -‐ 13307109
Analisis ACF Pada Musik Tradisional dan Musik Modern 1
ANALISIS AUTOCORRELATION FUNCTION (ACF) PADA MUSIK TRADISIONAL DAN MUSIK MODERN
I. Teori Tentang ACF
Suara adalah variasi dari tekanan udara yang merambat dari
sumber suara yang bergetar. Sedangkan musik adalah suara yang
berasal dari alat musik maupun suara manusia yang memiliki
kombinasi nada serta tempo sehingga dirasakan oleh pendengarnya
memiliki interpretasi yang berbeda dan memiliki nilai rasa seni. Setiap
bentuk musik memiliki karakter yang berbeda-‐beda tergantung jenis
alat musik dan genre musik yang dimainkan, sehingga secara umum
karakteristik dari suatu musik dapat digolongkan menjadi tiga bagian,
yaitu:
• Karakteristik temporal, yaitu karakteristik sinyal musik dalam
domain waktu. Contoh dari karakteristik temporal adalah durasi
efektif fungsi auto korelasi yang akan dilakukan pada tugas ini.
• Karakteristik spectral, yaitu karakteristik sinyal musik dalam
domain frekuensi. Karakteristik ini biasa dilakukan menggunakan
software yang dapat melakukan proses FFT Analyzing.
• Karakteristik spasial, yaitu karakteristik sinyal musik yang terkait
medan suara di mana musik tersebut diperdengarkan (misalnya
dalam suatu ruangan yang sudah tertata baik secara akustik).
Dari ketiga karakteristik musik tersebut, yang akan dilakukan pada
tugas ini adalah analisis karakteristik temporal menggunakan metoda
ACF dari dua tipe musik yang berbeda, yaitu musik modern dan musik
tradisional Indonesia.
Autocorrelation Function (ACF) adalah suatu metode untuk
melihat kemiripan antar sinyal dalam domain waktu, di mana sinyal
yang dibandingkan tersebut adalah sinyal yang sama tetapi diberikan
pergeseran waktu selama τ sehingga metode ACF ini dapat digunakan
untuk mendeteksi periodisitas suatu sinyal musik. Secara matematis
ACF dapat didefinisikan sebgai berikut:
Tugas Ujian Akhir Semester -‐ TF3202 Akustik Fikri Ferdiana -‐ 13307109
Analisis ACF Pada Musik Tradisional dan Musik Modern 2
Di mana p’(t) adalah gelombang suara dalam domain waktu yang telah
diberi pembobotan agar sesuai dengan pendengaran manusia, τ adalah
waktu pergeseran, dan T adalah selang waktu integrasi. ACF suatu
sinyal yang periodik akan menghasilkan sinyal yang periodik juga,
sehingga hasil ACF suatu sinyal random hanya akan memiliki nilai
ketika nila τ =0. Oleh karena itu salah satu aplikasi ACF adalah untuk
mendeteksi periodisitas suatu sinyal.
Gambar 1: Ilustrasi perhitungan ACF
Dari persamaan yang menyatakan definisi ACF di atas, τe atau
durasi efektif ACF didefinisikan sebagai waktu pergeseran di mana
envelope dari ACF mengalami penurunan sebesar 10 dB dalam skala
logaritmik. Nilai τe menunjukkan fitur pengulangan yang terkandung
dalam suatu sinyal. Besarnya nilai τe dipengaruhi oleh frekuensi yang
terdapat pada sinyal yang diukur. Contohnya sebuah sinyal sinusoidal
murni akan memiliki nilai τe = ∞.
Tugas Ujian Akhir Semester -‐ TF3202 Akustik Fikri Ferdiana -‐ 13307109
Analisis ACF Pada Musik Tradisional dan Musik Modern 3
Gambar 2: Definisi τe (durasi efektif ACF)
Pada ranah architectural acoustic, nilai τe digunakan untuk
menentukan berbagai faktor temporal dalam merancang medan suara
dalam ruangan yaitu antara lain waktu dengung (reverberation time)
dan waktu tunda untuk suara pantul pertama (initial time delay/ITD).
Secara fisis ITD memberikan intimacy yang lebih baik ketika nilainya
berada pada waktu sekitar 25 sampai 35 milisecond, sedangkan RT
mempengaruhi tingkat kejernihan suara (clarity) yang diterima
pendengar, semakin besar nilai RT maka tingkat kejelasan suaranya
semakin buruk, begitu juga sebaliknya. Nilai τe (durasi efektif ACF)
yang telah didapat dari analisis suatu sinyal suara musik maupun
speech selanjutnya dapat menggambarkan nilai ITD yang diperlukan
oleh ruangan yang akan menjadi tempat suara musik atau speech
tersebut diperdengarkan. Sehingga bisa dilakukan pertimbangan
terhadap kondisi akustik di dalam ruangan apakah memerlukan
absorber, difusor, maupun reflektor, serta letak pemasangannya.
Gambar 3: Initial time delay dalam akustik ruangan
Tugas Ujian Akhir Semester -‐ TF3202 Akustik Fikri Ferdiana -‐ 13307109
Analisis ACF Pada Musik Tradisional dan Musik Modern 4
II. Analisis Temporal Musik Modern dan Musik Tradisional
Untuk melakukan analisis temporal terhadap sebuah musik, maka
dapat dilakukan metoda ACF menggunakan software Yoshimasa.
Software ini dapat membaca sebuah musik dalam format file WAV lalu
melakukan perhitungan semua parameter yang dibutuhkan untuk
analisis seperti Φ(0), τe, ACF, SPL, serta IACC. Dalam hal ini analisis
temporal yang digunakan adalah analisis ACF dari dua buah musik,
yaitu sebuah musik modern dan sebuah musik tradisional.
Hal pertama yang dilakukan adalah mencari dua buah musik
dalam format WAV, jika tidak dalam format WAV maka harus dilakukan
konversi dengan kualitas yang tinggi agar kualitas suara setelah
konversi tidak memburuk. Dalam hal ini musik yang dipilih untuk
dianalisis adalah sebagai berikut:
1. Musik Tradisional:
• Judul : Colenak
• Pencipta : Nano S. Lagam
• Tipe : Degung Karawitan Sunda
• Alat Musik : Suling, saron, jenglong, bonang, dan gong.
2. Musik Modern:
• Judul : Loving You
• Pencipta : Kenny G
• Tipe : Instrumental
• Alat Musik : Saxophone, piano, drum
Untuk mendapatkan hasil perhitungan ACF dan nilai τe, digunakan
aplikasi Noise Measurement System yang telah terinstall. Kemudian
buka file musik dalam format WAV sehingga aplikasi NMS akan
melakukan perhitungan semua parameter temporal musik yang
dibutuhkan. Hasil perhitungan oleh aplikasi NMS terhadap kedua musik
tersebut adalah sebagai berikut:
Tugas Ujian Akhir Semester -‐ TF3202 Akustik Fikri Ferdiana -‐ 13307109
Analisis ACF Pada Musik Tradisional dan Musik Modern 5
Gambar 4: Hasil perhitungan menggunakan aplikasi NMS
Terlihat bahwa nilai τe untuk musik Colenak adalah 52.04 ms,
sedangkan τe untuk musik Loving You adalah 10.45 ms. Agar
mendapatkan nilai yang lebih mendetil maka hasil perhitungan oleh
program NMS tersebut di-‐save kemudian dibuka kembali oleh aplikasi
Sound Analyzing System. Aplikasi SAS menhasilkan data yang lebih
lengkap berupa tabel dan grafik yang menyatakan nilai ACF dan τe,
yaitu sebagai berikut:
(a)
(b)
Gambar 5: Grafik τe dan ACF dari musik (a) Colenak; (b) Loving You
Atas : Colenak Bawah: Loving You
Tugas Ujian Akhir Semester -‐ TF3202 Akustik Fikri Ferdiana -‐ 13307109
Analisis ACF Pada Musik Tradisional dan Musik Modern 6
Dari keempat grafik di atas terlihat bahwa grafik τe dan ACF untuk
musik Colenak memiliki nilai yang rata-‐rata lebih tinggi (lebih lama)
daripada pada musik Loving You. Data ini menunjukkan data yang lebih
mendetil daripada data yang ditunjukkan oleh NMS yang hanya
menunjukkan nilai τe selama 52.04 milisecond untuk musik Colenak
serta 10.45 milisecond untuk musik Loving You. Data ini menunjukkan
bahwa lagu Colenak memiliki karakteristik periodisitas yang lebih
banyak daripada lagu Loving You. Hal ini didasarkan pada persamaan
dasar ACF yaitu semakin periodik suatu sinyal, maka nilai ACF serta
nilai τe nya akan semakin besar.
Dari data ini kemudian juga bisa diketahui waktu initial time delay
(ITD) yang dibutuhkan ruangan, sehingga dapat diketahui spesifikasi
ruangan seperti apa yang dibutuhkan sebagai tempat konser di mana
musik tersebut akan diperdengarkan.
III. Pendapat Subjektif Terhadap Hasil Pengukuran
Musik tradisional Indonesia khususnya musik Degung Karawitan
Sunda, memiliki ciri khas yaitu suara bass yang memiliki pola yang
sama secara berulang-‐ulang sepanjang lagu, terutama berasal dari alat
musik bonang dan gong. Dalam lagu Colenak, ciri khas musik karawitan
Sunda ini sangat terdengar dengar jelas sepanjang lagu. Sedangkan
pada musik Loving You yang merupakan musik modern, sifat
periodisitas dari musik sangat kecil dan jikapun ada maka pengulangan
yang terjadi tidak akan sama persis karena akan meningkatkan tangga
nadanya sebesar satu tangga nada hingga satu oktaf pada semua alat
musik yang digunakan. Inilah yang menjadi ciri khas musik modern
saat ini, di mana hampir semua lagu memiliki bagian yang dinamakan
‘reff’ yaitu bagian musik yang menjadi bagian perulangan dengan
meningkatkan tangga nada sebesar satu oktaf. Adanya bagian reff ini
menjadikan musik modern akan memiliki penekanan psikologis dan
suara yang meningkat di bagian tengah lagu, berbeda dengan musik
Tugas Ujian Akhir Semester -‐ TF3202 Akustik Fikri Ferdiana -‐ 13307109
Analisis ACF Pada Musik Tradisional dan Musik Modern 7
tradisional, khususnya musik karawitan Sunda, yang dari awal hingga
akhir akan terdengar monoton.
Karena sifat periodisitas yang menjadi karakteristik musik
karawitan Sunda inilah yang membuat hasil perhitungan ACF dan τe dari musik ini menjadi lebih tinggi daripada musik modern.
IV. Kesimpulan
Dari penjelasan teori tentang ACF dan hasil pengukuran ACF
terhadap sample musik tradisional dan musik modern di atas, dapat
diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. ACF (Autocorrelation Function) adalah sebuah metoda untuk
mengetahui sifat periodisitas sebuah sinyal suara maupun
musik. Dari metoda ACF bisa didapat durasi efektif ACF (τe)
yang mendefinisikan banyaknya fitur pengulangan dalam
sinyal yang dianalisis.
2. Dalam bidang architectural acoustic, analisis ACF diperlukan
untuk mengetahui desain akustik yang dibutuhkan oleh
ruangan di mana musik tersebut akan diperdengarkan.
3. Musik tradisional Indonesia, dalam hal ini musik degung
karawitan Sunda memiliki karakteristik periodisitas yang
lebih banyak daripada musik modern (lagu Loving You),
sehingga nilai ACF dan τe dari musik karawitan sunda
memiliki nilai yang lebih tinggi (lebih lama).
V. Daftar Pustaka
Kinsler, Lawrence. 2000. Fundamentals Of Acoustics. Mc Graw Hill
Aprliyanti, Fine D. 2008. Analisis Karakteristik Akustik Musik Gamelan
Jawa Laras Pelog Pathet Nem. Tugas Akhir Teknik Fisika ITB
IB Ardhana Putra, Dr. 2009. Acoustics of Auditorium. Teknik Fisika ITB
http://www.ymec.com/hp/signal2/acf.htm