Wie der Online-Gitarrenstimmer deine Saiten hört
Jeder Gitarrist kennt das Problem: Die Saiten klingen nicht mehr sauber, aber ein Stimmgerät ist nicht zur Hand. Der Online-Gitarrenstimmer löst das, indem er direkt im Browser arbeitet und das Mikrofon deines Geräts nutzt. Doch wie erkennt er eigentlich die genaue Tonhöhe?
Das Mikrofon nimmt das Schwingen der Saite als Schallwelle auf. Diese Welle wird in ein digitales Signal umgewandelt, das der Browser analysiert. Der Algorithmus sucht nach der periodischen Wiederholung des Signals – also nach dem Muster, das sich bei jedem Schwingen der Saite wiederholt. Dabei kommt die normalisierte quadratische Differenzfunktion (NSDF) zum Einsatz. Sie sorgt dafür, dass tiefe Töne nicht systematisch zu hoch gemessen werden, wie es bei einer einfachen Autokorrelation der Fall wäre.
Ein 4096 Samples großes Fenster wird verwendet, um die Frequenz zu bestimmen. Die Formel für die nächstliegende Note lautet:
Dabei ist die gemessene Frequenz in Hertz. Der Wert entspricht der MIDI-Notennummer, aus der sich der Notenname ableiten lässt. Die Abweichung in Cent wird mit folgender Formel berechnet:
Ein Cent ist ein Hundertstel eines Halbtons. Bei einer Abweichung von 5 Cent klingt die Saite bereits sauber, während größere Abweichungen hörbar werden. Der Online-Gitarrenstimmer zeigt die Abweichung nur an, wenn sie außerhalb des grünen Bereichs liegt. Innerhalb der 5 Cent wird einfach „in tune“ angezeigt, da die genaue Zahl hier keine relevante Information mehr liefert.
Wichtig ist, dass der Tuner nur eine Saite gleichzeitig analysiert. Ein Akkord oder gleichzeitiges Anschlagen mehrerer Saiten führt zu ungenauen Ergebnissen, da die Periodizität des Signals nicht mehr klar erkennbar ist. Zudem reagiert der Tuner erst, wenn die Saite deutlich schwingt – in lauten Umgebungen bleibt die Nadel oft stumm, um Fehlmessungen zu vermeiden.