ITS Undergraduate 16148 Chapter1 PDF

1 
 
BAB I
PENDAHALUAN


1.1 Latar Belakang

Rekaman suara multi sumber dan multi kanal (Multi
Source Multi Channel =MSMC) sering ditemui dalam perekaman
musik hidup (Live Music Recording), teleconferencing, dan lain -
lain. Musik itu sendiri dapat diciptakan atau dimainkan dari
beberapa instrumen atau alat - alat musik pendukung, misal
mikrofon, gitar, bass, drum, keyboard, dan lain - lain, atau juga
dengan alat - alat musik tradisional lain. Perekaman di ruang
studio, dalam praktiknya juga menggunakan teknik perekaman
multi sumber, sehingga setiap komponen nantinya akan direkam
menjadi satu kanal. Untuk selanjutnya, masing - masing sinyal
instrumen musik dilakukan proses ekualisasi, pemberian efek
reverberasi, dan lain - lain yang dilakukan oleh Sound Engineer
sebelum proses pencampuran (mixing). Untuk itu diperlukan
pemisahan sinyal suara dari instrument - instrument musik yang
telah terekam dalam satu kanal agar memudahkan Sound
Engineer memproses sinyal sesuai yang diinginkan.
Perekaman multi sumber dari 2 instrument musik
yang umum dijumpai dan paling mudah untuk dimainkan ini akan
mengakibatkan terekamnya sinyal yang tidak diinginkan pada
kanal hasil pencampuran, di samping terjadinya kanselasi fasa
sinyal akibat perbedaan jarak sumber dan penerima. Instrumen -
instrumen musik di atas memiliki spektrum yang saling
berpotongan dan sebuah musik dari genre musik tertentu biasanya
dapat menghasilkan tingkat tekanan suara (Sound Pressure
Level) mencapai 110 - 120 dB, sehingga kebocoran sinyal dari
komponen lain sulit dihindarkan. Selain itu, pengadaan mikrofon
dengan karakteristik tertentu akan sangat mahal. Untuk
mengatasi terekamnya sinyal suara yang tidak diinginkan (noise)
pada suatu kanal, maka diperlukan suatu metode pemisahan suara
2
 
pada kanal tersebut yang merupakan hasil dari perekaman musik
hidup (live music recording) multi sumber.
Sinyal suara yang ditangkap pada kanal rekaman
merupakan sinyal yang telah melalui proses propagasi,
pencampuran, delay, dan pemfilteran, di mana sebelumnya telah
terjadi proses pencampuran sinyal dari banyak sumber suara yang
berbeda. Dengan demikian proses pencampuran sinyal suara pada
suatu kanal akan sulit untuk diketahui, karena dipengaruhi oleh
dinamika sinyal suara, perilaku akustik ruangan, posisi sumber,
dan penerima, serta karakteristik sensor akustik yang digunakan.
Agar proses pemisahan sinyal suara musik dapat
dilakukan pada setiap kondisi perekaman, maka digunakan
metode pemisahan buta (Blind Separation) yang dari beberapa
penelitian sebelumnya dapat mengestimasi sinyal suara sumber
dari sinyal suara tercampur. Beberapa metode pemisahan buta
pada sinyal audio tercampur yang telah diketahui di antaranya
adalah Blind Source Separation (BSS) dan Computational
Auditory Scene Analysis (CASA), sedangkan untuk penelitian
tugas akhir ini metode yang digunakan adalah Smooth Itakura-
Saito NMF (Nonnegative Matrix Factorization).
Pada penelitian tentang pemisahan sinyal audio
tercampur yang menggunakan metode Smooth Itakura-Saito NMF
(Nonnegative Matrix Factorization) ini, sebuah sinyal audio
tercampur akan dianalogikan sebagai sebuah matrix non-negatif,
di mana matrix tersebut akan difaktorkan agar dapat
mengidentifikasi matrix non-negatif lain. Permasalahan yang
timbul dari pemfaktoran tersebut adalah bagaimana mereduksi
dimensi matrix - matrix lain hasil pemfaktoran. Dengan
menggunakan Metode Itakura-Saito NMF, akan dapat ditentukan
jarak minimum antara matrix sumber dan matrix hasil
pemfaktoran. Sedangkan mode smooth digunakan untuk
mengatasi permasalahan smoothness dari daya spektral sinyal
estimasi.


3 
 
 
 
1.2 Rumusan Masalah

Dari paparan latar belakang di atas, maka
permasalahan yang akan dikaji pada penelitian ini adalah
bagaimanakah merancang sistem pemisah sinyal audio tercampur
dari perekaman musik hidup (Live Music Recording) multi
sumber multi kanal dengan menggunakan metode Smooth
Itakura-Saito NMF (Nonnegative Matrix Factorization).

1.3 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah dapat merancang
sistem pemisah sinyal audio tercampur dari perekaman musik
hidup (Live Music Recording) multi sumber multi kanal dengan
menggunakan metode Smooth Itakura-Saito NMF (Nonnegative
Matrix Factorization).

1.4 Batasan Masalah

Dalam penelitian ini terdapat beberapa batasan
masalah sebagai berikut :
1. Sinyal audio tercampur yang akan dipisahkan berasal dari
perekaman hidup 2 instrumen musik, yaitu gitar dan bass.
Adapun penggunaan drum (perkusi) pada penelitian ini, yaitu
sebagai pengatur tempo.
2. Suara yang akan dipisahkan diasumikan terbebas dari noise
luar yang bukan berasal dari instrumen - instrumen live music
recording. Hal ini tidak membatasi lingkup penelitian karena
ruang studio rekaman dirancang terbebas dari noise luar.
3. Sinyal musik yang akan dipisahkan adalah sinyal dari musik
yang dimainkan pada tempo sekitar 120 BPM (beats per
minute), yang artinya terjadi ketukan not sebanyak 120 kali
tiap menit.
4. Proses pemisahan sinyal audio tercampur dilakukan dengan
bantuan software MatLab R2009a.
4
 
1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian ini nantinya diharapkan dapat memberikan
manfaat, khususnya :
1. Kalangan akademisi yang berminat melakukan pengembangan
atau penelitian selanjutnya terkait dengan pemrosesan sinyal
audio.
2. Industri rekaman sebagai alternatif penggunaan mixer console
atau synthesizer, untuk mendapatkan hasil perekaman musik
hidup (live music recording) yang berkualitas.

1.6 Sistematika Laporan

Pada Tugas Akhir ini digunakan sistematika laporan
yang sesuai dengan petunjuk penyusunan laporan, yang terdiri
dari Bab I Pendahuluan. yang berisi latar belakang dilakukannya
penelitian ini, rumusan permasalahan terhadap hipotesa yang akan
diuji, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat, dan sistematika
laporan. Bab II Tinjauan Pustaka berisi penjelasan secara dasar
teori tentang live music recording multi-sumber dan multi-kanal,
teori akustik ruang tertutup, hardware dan software yang
digunakan dalam penelitian, serta penjelasan mengenai metode
Smooth Itakura-Saito NMF (Nonnegative Matrix Factorization)
yang digunakan sebagai teori dasar dalam pemisahan sinyal audio
tercampur ini. Bab III Metodologi Penelitian berisi tahap - tahap
yang dilakukan dalam pengambilan data (perekaman) sinyal
audio di dalam studio. Bab IV Analisis Data dan Pembahasan
berisi data - data dan pembahasan tentang hasil pemisahan sinyal
audio. Bab V Kesimpulan dan Saran berisi tentang hasil yang
telah dicapai dan saran yang berhubungan dengan penelitian ini.