
Gebrauchsanleitung zu ,melos"


melos stellt sich vor

melos ist ein Musikprogramm, das anders ist als die Programme, die Sie bisher kennen. Das Besondere an 
diesem Programm ist die Fhigkeit, akustische Informationen einer Singstimme oder eines beliebigen 
Instruments direkt in Notenschrift umzusetzen. Da die Noteninformationen im capella- oder MIDI-Format 
abgespeichert werden knnen, stehen Ihnen anschlieend umfangreiche Mglichkeiten der Weiterverarbeitung 
offen.
Man kann es auch anders ausdrcken: melos ist ein komfortables Programm zur Umwandlung von 
(einstimmigen !) wav-Dateien oder Echtzeit-Daten in MIDI-Informationen.

Wichtig !
Fr Sie ist es wichtig zu wissen, da der Erfolg der Notenerkennung auch von Ihrer Mitarbeit abhngt. 
Nebengerusche sollten so weit wie mglich vermieden werden. Ein klares und deutliches Singen bzw. Spielen 
und die richtige Auswahl bestimmer Parameter (s.u.) tragen zu einer Verbesserung des Ergebnisses bei. In den 
meisten Fllen wird etwas bung ntig sein bis das Zusammenspiel zwischen Ihnen und dem Programm 
optimal funktioniert. Aber diese Mhe lohnt sich !



Erforderliche Hard- und Software

Um melos zu benutzen, bentigen Sie
- einen Windows-tauglichen PC mit einem 486DX- oder Pentium-Prozesssor und mindestens 4 MB 
Hauptspeicher
- Microsoft Windows ab Version 3.1
- mindestens 1 MB freien Speicher auf der Festplatte
- eine Maus
- eine Soundkarte mit wav-Treibern
- fr Echtzeitaufnahmen: ein Mikrofon, Ihre Stimme oder ein Instrument (optimal: Blockflte)
- den Truetype-Font ,capella" (capella.ttf und capella.fot)



Installation

Die zip-Datei melos10.zip enthlt folgende Files:

- das Programm: melos.exe
- die ini-Datei: melos.ini
- die Dokumentation: melos.doc
- den True-Type-Notenfont: capella.ttf, capella.fot
- die Beispieldateien: bspk.wav, bspk.mel (Parameter: Schwelle=6, Tempo=87)
		       bspf.wav, bspf.mel (Parameter: Schwelle=6, Tempo=82)
		       bsps.wav, bsps.mel (Parameter: Schwelle=8, Tempo=81)

Auerdem mssen die Dateien ctl3d.dll und mmsystem.dll im Windows-System-Directory vorhanden sein.
Kopieren Sie capella.ttf und capella.fot ins Windows-System-Directory, sowie melos.ini in das Windows-
Directory. Installieren Sie den Font unter Windows.
Fr die restlichen Dateien erstellen Sie ein eigenes Directory, aus dem Sie dann das Programm unter Windows 
aufrufen knnen.








Die Symbolleiste

Die Symbolleiste ist in fnf Gruppen unterteilt:

a) Symbole zur Dateibearbeitung
Neues Notenblatt
wav-Datei ffnen (+Analyse !)
mel-Datei ffnen (eigenes Datenformat von melos)
Datei im mel-Format speichern
Datei im capella-Format speichern
Datei im MIDI-Format speichern
Drucken

b) Symbole zum Editieren von Noten
Note ersetzen
Note lschen
Note hinzufgen

c) Symbole zur Steuerung von Aufnahme und Wiedergabe
Aufnahme-Start
Stopp-Button
Wiedergabe-Start
Abspielen Einzelnoten


d) Hilfsmittel
Metronom
Stimmton


Die Statuszeile

Die Statuszeile befindet sich am unteren Bildschirmrand und zeigt den Namen der gerade aktiven wav- oder 
mel-Datei an.



Analyse von wav-Daten

Es gibt zwei Mglichkeiten, wav-Daten in Notenschrift umzusetzen:

a) Einlesen einer wav-Datei

Verwendbar sind alle einstimmigen wav-Dateien. Sie knnen eine solche Datei z.B. mit dem Windows-
Soundrecorder selbst erstellen. Auerdem werden einige Beispieldateien mitgeliefert.
- Stellen Sie im Men Modus den `wav-Modus' ein
- ffnen Sie die wav-Datei mit Datei/ffnen
Die Noten werden nun ohne weiteres Zutun im Notenblatt dargestellt.

b) Einspielen einer Melodie ber das Mikrofon

- Whlen Sie im Men Analyse-Parameter/Stimmlage die Lage des verwendeten Instruments bzw. Ihrer 
Stimme aus
- Starten Sie die Aufnahme mit dem Aufnahme-Button
- Spielen oder Singen Sie die gewnschte Melodie
- Beenden Sie die Aufnahme mit dem Stop-Button



Folgende Parameter/Einstellungen sind fr die Qualitt der Aufnahme und Analyse entscheidend:

- Schwelle
Die Hhe der Schwelle bestimmt, wie hoch der Anteil der Peaks aus dem Fourier-Spektrum ist, der fr die 
Analyse verwendet wird. Bei zu niedrig eingestellter Schwelle sind es zu viele Peaks, so da Nebengerusche 
die eingespielten Tne berlagern und die Erkennungsgenauigkeit verringert ist. Umgekehrt kann eine zu hoch 
eingestellte Schwelle dazu fhren, da im Extremfall gar kein Peak mehr bercksichtigt wird. 
Der optimale Schwellwert liegt bei Sopranstimmen in den meisten Fllen etwa zwischen 8 und 12, im 
Babereich bei etwa 4.
 

- Tempo
Das Tempo wird angegeben in Schlgen pro Minute. Wenn der Tempowert zu niedrig eingestellt ist, kann es 
passieren, da Noten ,verschluckt" werden, da ihre Lnge unter einem sechzehntel Notenwert liegt.
Sie knnen sich ein bestimmtes Tempo akustisch mit dem Metronom demonstrieren lassen. 

- kleinster Notenwert
Diese ntzliche Option bestimmt den Notenwert, den ein eingespielter Ton mindestens haben mu, um 
berhaupt dargestellt zu werden. Durch Wahl eines greren Notenwerts (Viertel oder Achtel) lassen sich 
unerwnschte Tonschwankungen und Nebengerusche in gewissem Umfang unterdrcken.

- kleinste Pause
Diese Einstellung bestimmt, wie lang eine Pause mindestens andauern mu, um auch wirklich als Pause 
dargestellt zu werden. 

- Punktierung
Sie knnen whlen, ob punktierte Noten dargestellt oder Zwischenwerte der Notenlnge auf- bzw. abgerundet 
werden.

- hchste Oktave
Die Bercksichtigung der hchsten Oktave (=dreigestrichene Oktave) ist nur bei Instrumenten mit sehr hoher 
Stimmlage (z.B. Sopran-Blockflte) erforderlich. Ansonsten sollte unbedingt die Option ,aus" gewhlt werden, 
um die Erkennungsgenauigkeit zu erhhen. 

Alle Parameter, die besonderen Einflu auf die Qualitt der Analyse haben, sind unter dem Menpunkt 
Einstellungen/Analyse-Parameter zusammengefat.


Editiermglichkeiten

Nachdem die Noten aufgenommen, analysiert und dargestellt wurden, haben Sie die Mglichkeit Korrekturen 
oder Ergnzungen vorzunehmen. Sie knnen Noten lschen, ndern (Tonhhe, Notenwert) oder einfgen sowie 
Taktstriche setzen und wieder entfernen.

Note ndern
- Markieren Sie die gewnschte Note mit der linken Maustaste
- Aktivieren Sie den Menpunkt Bearbeiten/Notenparameter oder drcken Sie den entsprechenden Button
- In der Dialogbox knnen Sie die gewnschten Noteneigenschaften festlegen

Note lschen
- Markieren Sie die gewnschte Note mit der linken Maustaste
- Lschen Sie die Note mit Hilfe des Buttons ,Note lschen" oder ber den Menpunkt Bearbeiten/Note lschen
Sie knnen einzelne Noten auch durch einen Mausklick mit der rechten Maustaste lschen

Note wiederherstellen
Eine Note, die versehentlich gelscht wurde, kann wiederhergestellt werden, allerdings nur, wenn in der 
Zwischenzeit keine weitere Note gelscht wurde.




Note einfgen
- Markieren Sie die gewnschte Note mit der linken Maustaste
- Aktivieren Sie den Menpunkt Bearbeiten/Note einfgen oder drcken Sie den entsprechenden Button
- In der Dialogbox knnen Sie Tonhhe und Notenwert festlegen. Die neue Note wird hinter der markierten 
Note eingefgt.

Taktstrich setzen
- Markieren Sie die Note, hinter der ein Taktstrich eingefgt werden soll, mit der linken Maustaste
- Whlen Sie den Menpunkt Bearbeiten/Taktstrich setzen

Taktstrich lschen
- Markieren Sie die Note, hinter der ein Taktstrich gelscht werden soll, mit der linken Maustaste
- Whlen Sie den Menpunkt Bearbeiten/Taktstrich lschen


Abspielen der analysierten Noten

Zur Kontrolle knnen die eingelesenen bzw. eingespielten Noten abgespielt werden.

Im wav-Modus kommt das letzte geladene wav-File zu Gehr.
- Starten Sie den Abspielvorgang mit dem Start-Button
- Stoppen Sie den Abspielvorgang mit dem Stop-Button zu einem beliebigen Zeitpunkt
Achtung !
Der Abspielvorgang wird auch nach Abspielen der letzten Noten nicht automatisch beendet. Drcken Sie also 
den Stop-Button sptestens dann, wenn das Dateiende erreicht ist.

Im Echtzeit-Modus: 
Abspielen der einzelnen erkannten Noten, so wie sie auf dem Notenblatt zu sehen sind.
- Markieren Sie mit der linken Maustaste die Note, die Sie hren mchten.
- Drcken Sie den Button mit dem Symbol Mikrofon/Noten
Anschlieend wird automatisch die folgende Note markiert.
Falls keine Note markiert wurde, werden alle Noten von Anfang bis Ende abgespielt; eine Unterbrechung ist 
hierbei nicht mglich.


Hilfsmittel

Unter dem Menpunkt ,Extras" finden Sie folgende Optionen:

Metronom:
ber das Men (Echzeit/Metronom) kann der Metronomwert eingestellt und das Metronom gestartet bzw. 
gestoppt werden. Es gibt auch einen Metronom-Button zum An- und Abstellen des Metronoms.

Stimmton:
Mit dem Menpunkt Echtzeit/Stimmton/Dialog kann Hhe und Dauer des Stimmtons eingestellt werden. Der 
Button ,Ton" startet die akustische Ausgabe.



Darstellung der FFT-Analyse

Fr interessierte Benutzer ist nachfolgend die Funktionsweise des Programms kurz erlutert.

Ein Ton setzt sich zusammen aus Sinusschwingungen der Grundfrequenz und einer Anzahl von 
Oberschwingungen (Vielfache der Grundfrequenz). melos ermittelt die Anteile aller Frequenzen eines Tons 
durch Fast-Fourier-Transformation (FFT).




Die vom A/D-Wandler der Soundkarte aufgezeichneten Digitalwerte dienen als Eingabevektor fr die diskrete 
FFT.  Fr jeweils 512 Punkte wird eine FFT-Analyse durchgefhrt. Man erhlt ein Spektrum, das fr jede 
Frequenz die zugehrige Amplitude angibt, d.h. darstellt, in welchem Ausma eine bestimmte Frequenz  zu 
dem Frequenzgemisch eines Tones beitrgt. Leider liegt der hchste Peak im FFT-Spektrum nicht immer bei 
der Frequenz des Grundtons, sondern oft bei der einer Oberschwingung. Daher reicht es nicht aus, den 
hchsten Amplitudenwert zu ermitteln. Vielmehr mssen alle Peaks, die eine bestimmte Mindesthhe 
berschreiten,  herausgefiltert werden. Die Aufgabe eines sog. Siebes ist es dann, das erhaltene Peakspektrum 
xeiner bestimmten Frequenz zuzuordnen. Dies Siebes besitzt ,Maschen" in den Abstnden der Vielfachen einer 
Grundfrequenz, durch die die Peaks ,hindurchfallen". Ein zu berechnender Quotient gibt an, fr welche 
Frequenz das Peak-Spektrum am besten pat. Im letzten Schritt wird die Frequenzinformation in eine Note 
umgesetzt.

Im unteren Teil des Bildschirms wird das Ergebnis der FFT-Analyse des aktuellen Tons graphisch dargestellt 
(abschaltbar unter Einstellungen/FFT-Drstellung).


Dateien, Dateiformate

Neue Datei
Verwenden Sie den Menpunkt Datei/Neu oder den entsprechenden Button.

Datei ffnen (wav)
Mit Datei/ffnen(wav) oder dem entsprechenden Button knnen Sie eine wav-Datei auswhlen. Die aus den 
Datei-Informationen erkannten Noten werden automatisch im Notenblatt dargestellt.

Datei ffnen (mel)
Mit Datei/ffnen(mel) oder dem entsprechenden Button knnen Sie eine mel-Datei ffnen.

Datei speichern
Sie haben die Mglichkeit, die Noteninformationen im capella- oder im MIDI-Format zu exportieren.
a) capella-Format
- Mit dem Button, der das Symbol Diskette+C zeigt, oder ber den Menpunkt Datei/Export capella knnen die 
Noten im capella-Format abgespeichert werden.

a) MIDI-Format
- Mit dem Button, der das Symbol Diskette+M zeigt, oder ber den Menpunkt Datei/Export MIDI knnen die 
Noten im MIDI-Format abgespeichert werden.

Drucken
Der vollstndige Notenblattinhalt kann auf einem beliebigen Drucker ausgedruckt werden.


Die Datei melos.ini

Das Installationsprogramm kopiert die Datei melos.ini in das Windows-Verzeichnis. In dieser Datei werden 
alle wichtigen Parameter gespeichert, die melos bentigt.
Sollte die Datei versehentlich gelscht werden, so legt melos eine neue Datei mit Standardwerten an.


Bekannte Probleme

Aufnahme und Wiedergabe-Funktionen verwenden die wav-Routinen aus der Windows-Bibliothek 
mmsystem.dll. In der Testphase hat sich herausgestellt, da die Aufnahmefunktion nicht bei allen Soundkarten 
funktioniert. Da nur minimale Anforderungen an die Karte gestellt werden (8bit/11025 kHz) und die wav-
Routinen auch keine Fehler melden, kann die Ursache dafr nur bei den entsprechenden wav-Treibern liegen.

Neben melos drfen keine anderen Windows-Programme aktiv sein (Bildschirmschoner deaktivieren !). Da es 
sich um ein Echzeit-Programm handelt, knnen Abstrze, die auch das Betriebssystem betreffen, sonst nicht 
ganz ausgeschlossen werden.
Hilfe, die Aufnahme gelingt mir nicht
Wenn berhaupt nichts aufgenommen wurde
- Das Mikrofon ist nicht eingeschaltet (oder die Batterie ist leer)
- Es wurde zu schnell gesungen/gespielt. Geben Sie im Dialog Analyse-Parameter-Tempo einen greren Wert 
an (ggf. auch Samplerate erhhen) und/oder whlen Sie als kleinsten Notenwert Sechzehntel bzw. Achtel.
- Die Schwelle ist zu hoch eingestellt.
- Die Stimmlage ist falsch gewhlt.
- Es ist nicht der Echtzeit- sondern der File-Modus eingestellt. 

Wenn falsche Tonhhen oder ein falscher Rhythmus erscheinen
Tonhhe:
- Die Schwelle ist zu niedrig (Sopran) oder zu hoch (Ba) eingestellt.
- Die Stimmlage ist falsch gewhlt.
- Die hchste Oktave ist eingeschaltet (obwohl dies nicht ntig wre).
- Sie haben ungenau oder undeutlich gespielt/gesungen.
- Es gibt zu viele Nebengerusche.
- Whlen Sie als kleinsten Notenwert Achtel oder Viertel.

Rhythmus:
- Das eingestellte Tempo pat nicht zum eingespielten Tempo.
- Experimentieren Sie mit dem kleinsten Notenwert.
- Falls lngere Noten ,zerteilt" werden, setzen Sie die Schwelle herunter.
- Die Tonhhe schwankte beim Einspielen/Einsingen.
- Vermeiden Sie Nebengerusche
- Bei zu kurz dargestellten Noten ist evtl. die Schwelle zu hoch eingestellt.


Wenn einzelne Tne bei der Aufnahme verschluckt wurden
- Die Tonhhe schwankte beim Einspielen/Einsingen zu sehr.
- Es wurde zu leise, unsauber oder zu undeutlich gesungen/gespielt.
- Der kleinste Notenwert ist zu hoch eingestellt (Umstellen auf Achtel/Sechzehntel).
- Die Tempoeinstellung hat einen zu geringen Wert fr kurze Noten.
- Die Schwelle ist evtl. zu hoch eingestellt.

Grundstzlich gilt: Je sauberer, exakter und nebengeruscharmer eine Aufnahme ist, desto ist die Qualitt der 
Analyse hinsichtlich Tonhhe und Notenlnge.
Die Tendenz zur Darstellung lngerer Noten steigt mit zunehmendem Tempowert und niedrigerer Schwelle.
Whrend man mit der Wahl des Tempowerts die Lngen aller Noten gleichzeitig beeinflut, knnen Tonhhe 
und Notenlnge einer einzelnen Note durch Variation des Schwellwerts korrigiert werden; dabei hngt es vom 
Einzelfall ab, ob eine niedrigere oder hhere Schwelle gnstiger ist.

