T EL K O M N I K A ,   V ol . 14,   N o . 4,   D ec e m be r   2016,   pp.   14 32 ~ 143 7   I SSN :   1 6 9 3 - 6 930 ,   ac c r edi ted  A   b D IK T I D e c r e e  N o :   58/ D I K T I /K ep/ 2013   D O I:   10.12928/ T E LK O M N I K A . v 1 4 i 4 . 4012       1432       R e c ei v ed  M ay   1 7 ,   201 6 ;   R ev i s ed  Au g u s t   24 ,   201 6 ;   A c c ept ed  S ept em ber   8 ,   201 6   A u d i o  S p i k e  D e te c ti o n  o n  G a m e l a n  u s i n g  En v e l o p e   Sh a p e  Pa tte rn  A n a l y s i s       S o l ekh an * 1 ,   Y o y on   K   S upra pt o 2 ,   W i r a w a n 3   1 , 2 ,3 D epar t m ent  of  E l ec t r i c al  E ngi neer i n g,  I ns t i t ut   T ek nol og i  S epu l uh  N op e m ber ,  S ur ab a y a,  I ndon es i   1 D epar t m e nt  of  E l ec t r i c al  E n gi neer i ng,  M ur i a K udus  U ni v er s i t y ,  K udus ,  I nd o nes i   * C or r es po ndi n g aut hor ,   e - m a i l:   s ol ek h an@ u m k . ac . i d       A b st r a ct   S pi k det ec t i o n i s  i m por t a nt  f or  t he  ana l y s i s   of  ga m e l a n s i g nal   pr oc es s i n g,  i d et ec t i n g t h e ons et ,   t r ans c r i pt i on,   a nd  s pi k es   oc c u r   on  ga m el an  per c us s i on  i ns t r um ent s .   S i nc e   t he  c ur r ent   m et hods :   a bs ol u t e   v al u a nd  N E O ,   c oul not   d et ec t   s pi k es   pr oper l y ,   w pr o pos e t dev e l op  a   n ew   s pi k det ec t i on   m e t hod.   I n t hi s  pa per ,  t he e ar l y  s t a ge   of  s pi k det ec t i on i n ga m el an  m us i c  a udi o w as  t he d et er m i nat i o n of  t he  p eak   s i gn al  t o obt ai n t he f or m  of  a s i gnal  p at t er n ( env el o pe  l i k e)  w hi c h w as  t hen us e d  as  t hr es hol d  f or   det er m i ni n t h s p i k l oc at i o ns .   W a l s o   d em ons t r at e t he  ef f ec t i v en e s s   of   t he i r   m e t hod  us i ng  s h ape   pat t er n an al y s i s  t o det ec t  s pi k es .       K eyw o r d s au di o s p i k e,  t hr es hol d,  env e l op e     C o p y r i g h t   ©   2016 U n i ve r si t a s A h m ad  D ah l an .  A l l  r i g h t s r ese r ved .       1 .   I nt roduc t i on   I ndone s i a i s  a nat i o w i t h r i c c ul t u r al  di v e r s i t y ,  i nc l udi ng  i t s   t r a di t i onal  m us i c al   i ns t r u m ent s .   G am el a w hi c i s   gr o up   of   m us i c al   i n s t r um ent s   pl a y ed  i J av an es or c h es t r a   i s   one ex am pl e  [ 1] ,  c ons i s t s  of  m any  i ns t r um ent s   w i t h s pe c i f i c  f unc t i on s .  T he  uni quen es s  o f   gam el a i s   t hat   i t   has   di f f er ent   t one  s c al and  t he  w a y   t pl ay   i t   c om par ed  t t hat   of   t he  W es t er m us i c al  o r c h es t r w hi c h i s  m or e pop ul ar .  T he r ef or e ,  a s t udy  i n gam el a n aud i o pr o c e s s i ng  i s   m or c h al l en gi ng  t ha t he   W e s t er on e .   A   s t udy   of   G am el a r ec or di n gs   f o und ,   t hat   s om o f   i t s   i ns t r u m ent s  pr od uc ed s pi k e’ s  s i gn al s ,  es p ec i al l y   t h pe r c us s i o n   i ns t r um e nt s  t hat   af f ec t ed  t he  ons et  det e c t i on.  O n s et  de t ec t i on i s   m et hod  t o i d ent i f y  a l o c at i on o r  t h e o n s et  i n  a  m u s i c al   audi s i g nal   [ 2 - 4] ,   t hat   i s   r equi r ed  i n   t h anal y s i s   an f ur t he r   p r o c es s i ng  of   aud i s i g nal s   ( b ea t   t r ac k i ng,   s et t i ng t he t o ne,   s t r u c t ur s on gs ,   c ho r d s ,  e t c . ) .  S aee d V .  V as eg hi  [ 5]  s ho w e d,  t hat   gam el a n s pi k e noi s e p at t er n w a s  s i m i l a r  t o t he s y m pt om s  of  i m p ul s i v e noi s ev ent s ,  and t he  nat ur al   s pi k w a s   s i m i l a r   t o   t hat   of   t h t r ans i ent   n oi s e .   S o,   t he  r ef er enc es   u s ed   f or   t hi s   r e s ea r c h   w er t hos r e l at ed  t s pi k e ,   i m pul s i v an t r ans i ent   no i s e s .   S om of   s pi k det e c t i on  al gor i t hm s   b as ed  on  t h det ec t i on  of   c h a nge s   i t he  e ner gy   of   t he  s i gnal ,   T h al g or i t hm   i s     a bs ol ut v al ue  ( A V )   and  nonl i n ear   en e r gy   oper a t or s   ( N E O ) ,   or   al s c al l e T ea ger   E ner gy   O per at or   ( T E O ) .   A s   s t at e i   J .   F .   K ai s er   [ 6] ,   t hi s   al g or i t h m   w a s   u s ed  f or   t he  det ec t i o of   s pi k es   [ 7 - 9 ] .   T he  adv ant age  of   t hi s   m et hod  w as   t h at   i t   c oul i m pr ov t he  s pi k l oc at i o n ba s ed on  t he i nc r ea s of  s i gn al   en er g y  or  am pl i t u de,  and  r el a t i v el y  s i m pl e r  t i m pl em e nt ,  i n ei t her   di gi t al  or  a nal o g d om ai n.  O t h er  s pi k e d et ec t i on al g or i t hm   w a s  a s s oc i at ed   w i t h t he a ppl i c at i on  of  en v el ope d et ec t i on [ 10] ,  w h er e t h e env e l ope  w a s  u s ed t o det e c t   t he  pr e s en c of   s i gnal   s pi k e s .   S om s pi k det ec t i o m et hod s   had  be en  dev el op ed ,   i nc l udi ng  t h os e   t hat   s pe c i f i c al l y   ut i l i z det ec t i on  env el o p es   t det er m i ne  t he  l oc at i o [ 11] .   S pi k det ec t i o t hat   i s   t y pi c al l y   us ed   t det e c t   t he   pr e s e nc of   s pi k e   i bi o m edi c al   s i gn a l s ,   i t hi s   s t ud y   i s   a l s o   t es t ed   w i t h N E O  a n d A V  det e c t i o n m et ho ds .  F r om  t e s t i ng t he det e c t i on   of  audi o  gam el an u s i n N E O   and A V  m et h ods ,   s pi k e d et ec t i on  r e s ul t s  s h ow  t o m uc h   but   l es s  ac c u r a t e   d et ec t i on ,   s o  i t  i s   nec es s a r y   t dev el op  s pi k det e c t i on  f or   t he  gam el a audi o .     I t hi s  pap er ,   w e  de s c r i be  t he p r o c e s s   of  s pi k e  det e c t i on i n t he  g am el an   au di o ,   bas ed   on m ea s ur e m ent  ex p er i m ent s ,   and  t he p r o c e s s  o f  f or m i ng  an  env el o pe  pa t t er n by   appl y i ng   s p l in e   i nt er po l at i on t o   t he audi o s i gn al .   T he pa pe r  i s  or gani z e as  f ol l o w s , sp i k e det e c t i o i n   S ec t i on 2,   p r opo s ed m et h od   i n   s e c t i on 3 .   E x per i m e nt al   r es u l t s   i n   s e c t i on 4,  a nd c onc l us i o n o f   t he  pape r   i s   i s e c t i on  5.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M NI K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 930       A udi S pi k D et e c t i on  on  G am el an  us i ng  E nv el ope  S hape  P at t er A nal y s i s   ( S ol ek han )   1433   2.   S p i ke  D et ect i o n   S pi k det e c t i on  i s   p r o c e s   t d et ec t   t h l oc at i on  of   t he  s pi k e   on  s i g nal ,   S o m s pi k e   det ec t i o m e t hod s   s uc a s   by   us i ng  a bs ol ut v al ue s   m et hod,   u s i n   no nl i nea r   ener gy   op er a t or s   ( N E O )   m et ho and  by   us i n t he  env el op m et hod.             F i gur 1.   S pi k e s   on  gam el an  s i g nal   m a r k ed  w it h   c i r c l e s   F i gur 2.   A abs ol ut s i gn al   of   F i gur S pi k ma r k e d   w i t h   c ir c l e s       F i gur e 1 r e pr es e nt  t he i m age f r om  a u di o s i g nal  ga m el an an d F i gur 2 i s  an  abs ol ut e   s i gn al  of  F i g ur 1,  f r om  t he v i s i bl e i m age  c o nt ai ni n g t he  s pi k e,  t o det e c t  t he   pr e s en c e  of  t he  s pi k e,   s pi k l oc at i o det e c t i on  i s   c a r r i ed   out .   T he  goa l   t hi s   r es ea r c i s   t det er m i ne  of   t he  s pi k p o s i t i o n   t ime .     2 . 1 .   Sp i k e   D e t e c t i on  b y   us i ng  A bs ol ut e   V a l u e   (AV )   T he  det e c t i o n of  t hi s   m et hod i s  ba s ed  on  f i ndi ng  t h e ab s ol ut e v a l ue of  a  s i g n al  [ 7] .  T det er m i ne t h e s pi k e ex i s t enc e,  t he pr es e nc e of  t hr es hol d i s  n e c e s s ar y ,  and   onl y  t hos e t hat   ex c ee t he  t hr es hol w i l l   b c on s i d er e as   s pi k es .        ( ) = 1 | ( ) | > Th r 0 | ( ) | Th r                 ( 1)     F r om   e quat i o ( 1)   t h v al u of   t he  s pi k e   s i gnal   s p ( m )   w i l l   be  eq ual   t one,   i f   t he  v al ue  of   x ( m )   ex c eed e or   g r eat e r   t han  t he  t h r e s hol T h r   an w i l l   be  z e r i f   t he  v al ue  do es   n ot   ex c ee d   x ( m )   equ al   t or   l es s   t han  t he  t hr e s hol v al ue.   [ 10]     2 . 2 .   The   S p i ke  D et e c t i on  us i ng  N E O   T he det e c t i o n of  t he N on l i near  E n er gy  O per at o r  ( N E O )  or  T e ag er  E ner gy  O per at o r s   ( T E O )   m et ho i s   ba s e on   t he  m ul t i pl i c a t i on  of   t he   pr e v i ous   v al ue  w i t t he  f ol l ow i ng  v al ue  m i n us   i t s   s q uar ed  v al ue  [ 6] [ 8] [ 9] .   I t hi s   m et h od,   t he  det e r m i nat i on  of   t h t hr e s hol i s   s i m i l a r   t t ha t   o f   t he  abs ol ut v al ue.   I t   w i l l   be  c on s i d er e s pi k onl y   i f   i t s   v al ue  ex c eed s   t he  t hr e s hol d.        ( ) =x 2 ( ) ( 1 ) ( m+ 1 )               ( 2)     E quat i on ( 2)   i s  a N E O  eq uat i on.  W i t x neo a s y m b ol  of  N onl i ne ar  E ne r gy  O per at o r   s i gn al ,   x   i s   s y m bol   of   t he   i nput   s i gn al ,   and    t he  t hr e s hol obt ai ned   f r om   t he  f ol l ow i ng  e quat i o n,        ( ) = 1  ( ) > 0  ( )                 ( 3)     T he  v al ue  of   t he  s pi k s i g n al   s ( m )   w i l l   be  equ al   t o ne  ( 1 )   i f   t he  x neo  v al ue  ex c ee ds   o r   i s  gr e at er  t h an t he t hr e s hol d T h r ,  an d w i l l  be z er o ( 0)  i f  t he x neo i s  t he  s am e or  b el o w  t he  t hr es hol v al ue.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I SSN :   1 6 9 3 - 6 930   T E L K O M NI K A     Vo l .   14 ,   N o .   4,   D ec e m b er   201 :     1432     143 7   1434   2 . 3 .   D e t e c t i o t hroug E nv e l ope   S ha pe   P a t t e rn   En v el ope - ba s ed det e c t i on  m et hod i s  a  s i gn al  det e c t i on m et ho d w hi c h i s  b as ed  on t he   s ha pe  of   t he  s i gn al   e nv el o pe.   T h er e   ar e   s ev e r al   m et h od  c an   be   u s ed  t get   t he   s i gn al   e nv el o pe,   i nc l u di ng  on e   t hat   us es   s q uar e l ow   p a s s   f i l t er i n ( L P F ) ,   and  t he  H i l be r t   t r an s f o r m.   S i gnal  env el o pe i s  e qui v al ent  t o  a s i g nal  env el o pe  out l i ne,  and  an env el o pe  det ec t o r   c on ne c t s   al l   t he  pe ak s   i t hi s   s i gn al .   T h env el o pe  d et ec t i on  i s   w i del y   us ed  i t he  f i el of   s i g nal   pr o c e s s i ng  f i el ds   a nd  c om m uni c at i on s .   T hi s  e nv el op e det ec t i o n m et hod i s  ap pl i ed by  s q ua r i ng t he i n put  s i gnal  a nd s end s  t hi s   s i gn al   t hr o ug l ow   p as s   f i l t er ,   i w hi c h   t he  s i gn al   s a m pl es   ar l o w er ed  t r ed uc t he  s am p l i ng   f r eque nc y .  D ow s am pl i n g c an b e do ne i f  t he s i g nal  doe s  not  hav e a hi gh  f r eque nc y .  T w o   addi t i on al   o p er at i on s   m u s t   be  pe r f or m e t   m ai nt ai n   t he  c o r r e c t   s c al i n g.   F i r s t ,   am pl i f y   t he  s i gnal   by   f a c t or   of   t w o,   o nl y   by   k ee pi ng  t h b ot t om   of   t he  s i gn al   en er gy ,   t he  en er gy   gai i s   a dj u s t e d   t t he  or i gi nal   ener gy   an t ak e s   t he  s qu ar r oot   of   t he  s i gn al   t r e v er s t he  di s t or t i on  s c al e.   E nv el ope  det ec t i on   m et ho i s   ea s y   t i m pl em e nt   an c an  be  d on w i t h   l o w - or de r   f i l t er   t hat   m i ni m i z e s   t he   out p ut   l oc at i o n.   A not her   env el o pe  det ec t i o c an   be  don t hr o ugh  t h a nal y t i c   s i gn al   of   t he  i nput   us i n H i l ber t   t r an s f or m at i on.   A anal y t i c   s i gn al   i s   c om pl ex   s i gn al ,   w he r e   t he  r eal   pa r t  i s  t he o r i gi n al   s i gnal   and t h e  i m agi n ar y  p ar t  i s  t he  H i l ber t - t r an s f or m  of  t he  or i g i nal   s i g n a l.     2 . 3 . 1 .   S p i kes  D e t e c t i on  w i t E n v e l ope   T he m et ho d us i n g env el o pe f or  t he s p i k e w as  i nt r o duc ed by  B y u ngh w a L ee,  M i ns o H ah n,  K w an gk i  K i m ,  J i ns ul  K i m  201 4  [ 10] .  T hi s   m et hod ut i l i z es  t he  env el ope t o d et ec t  t he  p r es e n c of   s i gnal   s pi k es ,   by   us i ng  E qu at i on  ( 4 )   and  ( 5)   b el o w   as   r ef er en c e,        ( ) =   ( 1 ) , ( )               ( 4)        ( ) = 1  ( ) > 0  ( )                 ( 5)     W i t λ   a s   t he   env el ope’ s   d ec ay   c oef f i c i e nt ,   t he  v al ue  of   s pi k s i g n al   s p ( m )   w i l l   be  equ al   t one  ( 1)   i f   t he  v al ue  of   t he  env ( m )   ex c eede or   gr e at er   t han  t he  t hr es hol T hr   and  w i l l   be  z er i f   t he  v al ue  does   n ot   ex c e ed  t he  env ( m )   e qual   t o r   l es s   t han  t he  t hr e s hol v al u e.       3 .   P ropos e M e t ho d   I t he  appl i c a t i on  t es t ,     bot t he  abs ol ut v al ue  and  t he  N E O   m et hod s   f or   audi s i gn al   s pi k det ec t i on,  w er e  un a bl e t o d et ec t   s pi k e s   w el l .   B as ed  on  t hi s  ex p er i e nc e,  w pr opo s e d t us e   t he s h ap e   of  t he  env el ope  pat t er n  as  t he  r ef e r enc e.  T hi s   s t ep ai m s  t o d ev el op  s pi k det ec t i o al g or i t hm   ba s e on  t he  env el o pe  s h ape.   T her e ar e m any  s pi k e d et ec t i on al go r i t hm s  e m pl oy e d t o det er m i n e t he l oc at i o n of  t he  s pi k e.   T hi s   r e s ea r c t r i ed  t des i gn  d et ec t i on  t e c h ni que  w hi c i s   ex pe c t ed  t o   be  i nt egr at e i t he  ex i s t i ng  al gor i t hm s .   T hi s   m et h od  i s   e x pec t ed  t o   ge ner at e   n ew   al gor i t h m   f or   s pi k d et ec t i o n     t hat   i s   appl i c a bl t det ec t   s pi k e s   and  dy nam i c   t t he  env el op s i g nal   pat t er n.         F i gur 3. S y s t em   D e s i gn       F i gur 3     s ho w s   t h s pi k det ec t i o s t e ps ,   w i t t h f ol l ow i n ex pl anat i on  as   f ol l ow s :     an   audi r ec or di ngs  of  ga m e l an m u s i c   s i gnal s  i s  u s e d as  t he a u di o s o ur c e,  t hi s  i np ut  i s  t hen  c onv e r t ed  i nt i t s   ab s ol ut e   f or m .   T he  s i gnal   pat t er n   i s   t he f o r m e t hr o ug h   t he   det e c t i on  of   t he  s i gn al  pea k s .  S uc h s i g nal ,  or  env el op e  pat t er n appl i es  a s  t hr e s h ol d i n s pi k det ec t i o n.  I n t hi s   r es ea r c h,  t he  env el o pe f o r m at i on i s  d o ne by   us i ng  pea k  d et ec t i o n an d by  a p pl y i ng t he  s pl i ne  f unc t i on,   t he  s i gn al   env el o pe  c a be  obt ai ned .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M NI K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 930       A udi S pi k D et e c t i on  on  G am el an  us i ng  E nv el ope  S hape  P at t er A nal y s i s   ( S ol ek han )   1435   T he  w or   s pl i ne  i s   ad opt e f r om   t he  na m of   f l ex i bl m et al   s t r i w hi c i s   u s u a l l y   us ed   t o as s i s t   c u r v ed l i ne d r a w i ng.  M at h e m at i c al l y ,  s pl i ne i s   a nu m er i c al  p ol y nom i al  f un c t i ons   c on s i s t s  of  p ol y nom i al  f un c t i on pi e c e s  ( k n ow n as   k not s )  [ 12] .  Li k e pol y no mi a l  in t e r p o l a t i o n ,   s pl i n e i nt er p ol at i on i n c u r s  a  s m al l e r  er r or  t ha l i near  i nt er p o l at i on and t he i nt er pol at e i s   s m oot h er .   T h S pl i ne  i nt e r pol at i on  i s   ea s i er   t ev al ua t t han  t he  hi gh - d eg r ee  p o l y nom i al s   us e i pol y nom i al   i nt er pol at i on.   I num e r i c al   m at hem at i c al   anal y s i s ,   s pl i ne  i nt e r pol at i on  i s   a   s pe c i al   f or m   of   p ol y nom i al   s l i c es   w hi c i s   p r a c t i c al l y   c al l ed  a s   a   s pl i ne.   S pl i ne  i n t er pol at i o i s   us u al l y   m or pr ef e r r e t ha n   t he or i gi nal  p ol y nom i al  i nt er pol at i on  s i nc e t h e i nt er pol at i on e r r or  c an  be m i ni m i z ed,   ev e n by   us i n t he  l ow - deg r e pol y n om i al   [ 13] .           F i gur 4.   S pl i ne  i l l us t r at i v ex am pl e s   of   k no w d at a       S pl i nes   hav v ar i et y   of   f o r m s   i nc l udi n g   c ubi c   s pl i n e,   b - s pl i ne,   T - s p l i ne,   and  s m o ot hi ng   s pl i n e,  I n t hi s  r e s ea r c us i ng  s m oot hi ng  s pl i ne t o  f i nd a  pat t er n  f or m   of  a  s i g n al .  A s   s ho w n  on   F i gur 4 ,   t he  s pl i n c a c r eat pat t er of   dat w i t h   v er y   ni c an s m oot h.        ( ) = 1 ( )  ( ) > 0 ( )  ( )               ( 6)     T he  s i gnal   en v el ope  p at t er t hr ou gh  r e s ul t   s pl i n f un c t i on,   i s   t h en  us e a s   t hr es h ol d,   t o det e r m i ne  t he  s p i k e ,  a t e s t  i s  pe r f or m e d us i n E quat i on ( 6 )  i f   t he  v al ue  of   s ( m ) - env ( m )  i s   gr eat e r  t han  t he t hr e s hol d .  T he pr ev i o us  r es ear c ac t i v i t i es  r el a t ed t o s pi k det ec t i o n s f ar ,   w er e una bl e  t o ans w e r   t he pr e s ent   need s .  T he  ex i s t i ng s pi k e det ec t i on  al gor i t h m s  w er r el at i v el y  s t at i c ,  s o t hat  i n  s om c i r c u m s t an c e s  a r e not   appl i c a bl e i f  t he  m a gn i t ude  w e r e  not   uni f or m ,   w hi c h,  i n t ur n m i ght  c a us er r or s  i n det e c t i ng s pi k e l oc a t i ons .  T hi s  r e s ea r c h t r i e s  t s ol v s uc pr obl em   i od er   t s ol v s u c h   pr obl e m .   G am el a aud i r ec or di ng s   t hat   c ont ai s pi k e s   w e r t ak e f r om   ga m el an  o w ne d   by   t he   E l ec t r i c al   D e par t m e nt   of   I T S ,   and   u s ed   as   t he   s i gnal   s o ur c e   i n   t hi s   ex p er i m ent .   I t he   f i r s t   s t ep,   t he i nput   w a s  u s e d f or   d et ec t i ng  t he  pea k - s i gn al   w hi c w a s  t h en u s ed  t o g en er at e a  s p l i ne  pat t er f or   ob t ai ni ng  t he  t hr es h ol t det er m i n t he  s p i k e s .   T hi s   e nv el ope  p at t er w a s   t hen  u s e as   a t h r e s hol d r ef e r r i ng t o  equ at i on  ( 6 ) ,  and  w i t h t h e obt ai ned  t hr e s hol ds ,  t h e s i gnal  s pi k e s   c oul be  det e r m i ne as   s h ow i F i gu r 5   and  6 .   F r om   F i gu r 5 ,   t he  s ou r c e   s i g nal   i s   t he c onv er t e i nt i t s   ab s ol u t f or m .   T he  env el op e   f or m at i on  i s   d one  by   appl y i ng  t he  s pl i n f unc t i on  t hr ou gh  pea k   det e c t i on  of   abs ol ut s i gnal   d at a,   and t he  s i gn al  env el op e c an b e obt ai ned.  T hi s  s i g nal  env el o pe  pat t er n,   i s  t hen u s ed  as  a   t hr es hol d.   A f t er  t he e nv el ope t hr es hol d obt ai ne d,  t hi s  t hr es hol d  t hen us ed t o det er m i ne  t he  s pi k e,   t he  r e s ul t   of   s pi k l o c at i on  c an  b e   s een  i F i g ur 6.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                          I SSN :   1 6 9 3 - 6 930   T E L K O M NI K A     Vo l .   14 ,   N o .   4,   D ec e m b er   201 :     1432     143 7   1436         F i gur 5.   E nv el ope  s ha pe  pat t er of   s i g nal   F i gur 6.   S pi k l o c at i on s       4 .   Ex pe ri m e nt a l   R e s u l t s   A s   an  ex pe r i m ent al   m at er i al ,   t he  t es t ed   audi r e c o r d i ngs   s ho w e t hat   i t   c ont ai n ed  l ot   of  s pi k e s ,  i n t hi s  r e s ea r c h  t o det ec t  and det er m i n e t he l oc at i on  of  t he s pi k e.   G am el a n au di r ec or di ng s   t h at   c o nt ai s pi k e s   w er t a k en  f r o m   ga m el an  o w n ed  b y   t he  E l ec t r i c al   D epa r t m en t   of   I T S ,  and us e d as  t h s i gn al  s o ur c e i n  t hi s  ex p er i m e nt .  I n t he f i r s t  s t ep,  t he i np ut  w a s  u s ed  f or   det ec t i n g t he  pea k - s i g nal   w hi c w a s  t h en u s e d t g ener at e a  s pl i ne p at t er n f o r  obt ai ni ng  t h t hr es hol t d et er m i n t he  s p i ke s.   T he  A V   and  N E O   m et hod s ,   i s   ex c el l ent   and   ea s i l y   i m pl em e nt ed  t det e c t   t he   s pi k e s   i n   m edi c al   s i gn a l s .   T o   det e r m i ne  t he   pe r f or m anc of   t he  m et hod   i det ec t i ng   t he  au di s i gn al   s pi k e   i gam el a n,   c ondu c t ed  ex p er i m e nt s   t t es t   w i t t he  au di gam el an  m us i c   dat a.     I t hi s   t e s t   o n   T abl e   1,   w us e a udi r e c or di ng s   of   g am el an   m u s i c   t hat   ha s   l oc at i o ns   s pi k e,   w i t v a r i at i on s   i t hr es h ol t e s t i ng  w i t 0. 6,   0. and  0. 2.   T h t es t   r e s ul t s   us i n t he s t w o   m et hod s  a s   s ho w n  i n T a bl e 1,  t h e f i r s t  c ol um n  t t he m et ho d o f  abs ol ut e v a l ue,  an s e c ond   c ol um f or   t h m et hod  of   N E O .       T abl 1.   D et e c t   audi s pi k e   us i ng  A b s ol u t v al ue  and  N E O   m et ho d   AV   NE O   Th r   2 at 1 l oc ati ons   2 at 1 l oc ati ons   0.6   31 at 2 l oc ati ons   31 at 2 l oc ati ons   0.4   3300 at 3 l oc ati ons   3300 at 3 l oc ati ons   0.2       T he det e c t i o ns  of  b ot m et hod s  ap p ear  l o w  at  a  hi gh t hr es h ol d ( 0. 6 ) .  A t  t he 0. t hr es hol d,  de t ec t i on i nc r e as e d t o 33 s pi k e s  and t he 0. 2 t hr e s hol d,  det ec t i ons  i n c r ea s i ngl y   r edu nda nt l y ,   unt i l   33 00  s pi k e s .   F r om   t h s pi k d et ec t i on  t es t i n i n   gam el an   au di m u s i c ,   t hes m et hod s   pe r f or m   po or l y   t be  appl i ed  i t he  det ec t i o of   s pi k es   i g am el an  m us i c   audi o.       T abl 2.   D et e c t   audi s pi k e   us i ng  e nv el o pe  pat t er n   P a rt   S i gnal   S pi k e r eal   S pi k e es t.   I   S0   5   5   S1   3   3   S2   2   2   II   S4   10   10   S5   9   8   S6   28   27   T otal   sp ike   57   55       F r o T abl 2,  t hi s  ex pe r i m ent s  u s i n env el op e pat t er n t hr oug s pl i n e,  w i t a s m al l   num be r   of  s pi k e s   and  t h e ex pe r i m e nt s  o n T abl e   2 w er e  at t e m pt ed t o  det ec t  m or e  s pi k e s   num be r s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L K O M NI K A     I SSN :   1 6 9 3 - 6 930       A udi S pi k D et e c t i on  on  G am el an  us i ng  E nv el ope  S hape  P at t er A nal y s i s   ( S ol ek han )   1437   F or  n um be r   of  r eal   s pi k e s  ar e pr es en t ed i n t he c o l um n t hr e e,   w hi l e t he  nu m ber  of   es t i m at ed  s pi k e s  ar e pr es ent ed i n t he  c ol um n f our .   F r om  t he  ex per i m ent al  r e s ul t s   s ho w e d  i T abl ( pa r t   I   and  I I ) ,   no  e r r o r   w a s   f ou n f r om   t h r e e   t i m e s   t e s t s .   As   s e en   i T ab l p a r t   I ,   a n d   s ev er al  e r r or s  f r om  T abl e  2  par t  I I .  T he f i r s t   v i s i bl e r es ul t  of  3  t i m es  t he  e x per i m e nt  e r r or   det ec t i o z er o,   w hi l s om e r r o r s   w er e   f ound   i T abl pa r t   I I .   T h er e   w e r e   onl y   e r r or s   f r om   of   t he  t ot al   num ber   of   r eal   s pi k e s   ( 10  +   47 )   =   5 7,   f r om   t h es t i m at ed  s pi k e s   of   1 +   45  =   55.   T h u s ,   t he  er r o r   p er c ent age   w a s   o nl y   3. 6% ,   w hi c i m p l ie d   t h a t   t hi s   m et ho c oul be  us ed  t d et ec t   t he  s pi k l o c at i on   of   audi gam el an  i 96. 4% .   T he  s u c c es s  of  t hi s   m et h od de pen ds   on t he  env el ope f o r m at i o n pat t er ns ,   a nd t he s pat t er n s   w e r e   det e r m i ne b y   pea k   d et ec t i on.   S o,   t he   s el ec t i o of   t h ap pr opr i at e   t he  par am et er s   w e re   i m po r t a nt   f or   det er m i ni ng  t he  env e l ope  pat t er n.       5 .   C o n c l u s i o n   S pi k e det e c t i on t es t s   w er per f o r m ed  on t he gam el an audi o .   T h e abs ol ut e v al ue an d   N E O   m et hod per f o r m ed   poor l y   f or   i m p l em ent at i on  i s pi k es   d et e c t i on  of   gam e l an  m us i c   au di o.   T he env el op e pat t er n a p pr oa c h t h r ou gh a s pl i ne,   c oul d be u s e d t o det ec t  t he pr es en c e  of   s pi k e s ,   and   b y   ut i l i z i ng  t hi s   pat t er n,   t h t hr e s hol c oul be c om m o r a dapt i v t o   t he  env el ope .   S t hat   t he  s pi k pat t er w i t s m al l   am pl i t ude ,   a l s o   be  w el l   det e c t ed.   S uc m e t hod  c oul d   de t ec t   55  out   of   57  s pi k e s ,   w hi c m ean s   96. p er c ent   c o r r ec t   det ec t i on s .       A ckn o w l ed g em en t s   T he  r ep or t e w or k   w as   s u ppor t e by   D i r ec t o r at G e ner al   of   H i g h er   E duc at i on  ( D G H E ) ,   M i ni s t r y   of  N at i onal  E d uc at i o n,  R epu bl i c  of  I n don es i a.  T he  aut h or s  a r al s t hank f ul  t o Z ed   N ah di ,   M .   I qbal   and  m em b er s   of   B 30 3   I T S   f or   t hei r   h el dur i ng  t he   w or k .         R ef er en ces   [ 1]   Su ma rsa m.   G am el an I nt er ak s i   bu da y a   da n   per k em ban ga n   m us i k al  d i  J a w a.   Y o g y ak ar t a :  Pu st a ka   P el a j ar .   20 03.     [ 2]   Z   Xu ,   Z  P i ng.   S am pl e ent r o p y  an al y s i s  of  s ur f ac e E M G  f or  i m pr ov ed m u s c l e ac t i v i t y   on s et  det ec t i o aga i ns t   s pur i ou s   bac k gr o un s pi k es .   J our na l   of   E l ec t r o m y o g r aphy   a nd  K i ne s i ol o gy .   20 12;   22( 6) :   90 1 - 907.     [ 3]   DP   W ul a nd ar i ,   A   T j ah y ant o,   Y K   S u pr apt o.   G am el a M u s i c   O n s et   D et ec t i on   bas ed  on  S pec t r a l   F eat ur es .   T EL KO MN I KA   T el ec o m m u ni c at i o C o m put i ng  E l ec t r on i c s   a n C o nt r ol .   2 01 3;   11( 1) :   10 7 - 118.   [ 4]   A   T j ah y a nt o,   Y K   S upr a pt o,   D P   W ul an dar i .   S pec t r al - bas e F eat ur es   R ank i ng  f or   G am el a nI ns t r um ent s   I dent i f i c at i on  u s i ng F i l t er  T ec hn i ques .   T EL K O MN I KA   T el ec om m uni c at i o C o m p ut i ng E l e c t r oni c s  a n d   C ont r o l .  201 3;  11( 1) :   95 - 10 6.   [ 5]   S aee d V  V as e ghi .   A dv anc e d  D i gi t a l  S i g nal  P r oc es s i n g a nd n oi s e R e d u c t i on.   F our t h E di t i o n .   J oh n   W i l e y &So n s,   Lt d.   2008.   [ 6]   J F  Ka i se r.   O n   a s i m p l e  al gor i t hm  t o c al c u l at e  t he ener gy  of  a  s i g na l .   I n  P r o c . IE E E  In t. C o n f.  Aco u st . ,   S peec h,  S i gn al  P r oc es s  ( I C A S S P  ’ 90) .  19 90 ;  1:   381 - 38 4.   [ 7]   I   O bei d ,   PD   W ol f .   E v al uat i on  of   S pi k e - D et ec t i on  A l g or i t hm s   f or   B r ai n - M a c hi n I nt er f ac e   A ppl i c at i on.   I EEE T ra n s.  Bi o me d .  En g .   2 0 03;  51( 6) :   9 05 - 911.   [ 8]   K H K im ,   S J   K im .   N eur al  S p i k e S or t i n u n der   N ear l y   0 - d B  S i gn al - to - n oi s e R at i o U s i n g N o nl i ne ar   E ner g y   O p er at or   an A r t i f i c i a l   N e ur al - Ne t w o r k   Cla s s if i e r I EEE  T ra n s.   Bi o me d .   En g .   2 0 00;   47( 10) 140 6 - 14 11.   [ 9]   S   M uk h op adh y a y ,   G C   R a y.   A   N e w   I nt er pr et at i on   of   N o n l i n ear   E ner g y   O p er at or   an I t Ef f i ca c y   i n   S pi k e D et ec t i o n.   I EEE T ra n s.   Bi o m e d .  En g .   199 8;  45( 2) :   18 0 - 18 7.   [ 10]   B y un gh w L ee,   M i n s o o   H a hn,   K w an gk i   K i m ,   J i ns ul   K i m .   E f f i c i ent   t r ans i e nt   S i gn al   D et ec t i o i S pat i a l   C ue B as e d M u l t i - C ha nn el  A u di C od i n g .   20 14 I nt er nat i o na l  C o nf er enc e o n I nf or m at i o S c i enc e a n d   Ap p l i ca t i o n s (I C I SA).   2014.   [ 11]   S ar ah P a i ge  G i bs on.   N e ur a l  S pi k e S or t i n g i n H ar d w a r e :  F r om   T heor y  t o P r ac t i c e.  Los  A nge l es :   U ni v er s i t y   of  C al i f or ni a.   20 12.   [ 12]   C he n W ai - K ai .   F eedb ac k ,  N on l i ne ar ,  and D i s t r i but e Cir c u it s .  C R C  Pre ss.   2009:  9 - 2 0.     [ 13]   Ka t Mi t ch e l l   H .   Mu l t i va ri a b l e   An a l y si s:   Pra ct i ca l   G u i d e   f o C l i n i ci a n s   an P ubl i c   H ea l t h   R es e ar c her s .   C a mb ri d g e  U n i ve rsi t y  Pre ss.   201 1:   82.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.