Soutenance mémoire
Hypothèse de travail par rapport à la structure musicale
D’une façon très générale, la structure musicale est définie comme l’organisation ou l’agencement d’une narration musicale. Le langage musical est en effet organisé selon une syntaxe et repose sur des éléments constituants qui sont agencés d’une manière plus ou moins structurée. Il existe de nombreuses façons d’aborder la structure musicale et de multiples travaux traitent de ce sujet dans plusieurs branches de recherches, en musicologie par exemple ou en recherche d’information musicale.
La façon même d’appréhender la musique varie en fonction de nombreux facteurs. Tout d’abord le style musical, c’est-à-dire son époque, sa souche culturelle, son genre. Dans les travaux de cette thèse, on s’intéresse à la musique tonale occidentale actuelle et plus particulièrement à la musique dite ‘Pop’. Définir ce qu’est la structure musicale nécessite de préciser quels sont les aspects du processus musical que l’on considère comme prédominants à cet égard. Comme évoqué dans (Côté-Lapointe, 2013) une première approche, dite « intrinsèque », considère les éléments musicaux comme phénomène en soi, sans tenir compte du contexte de création, d’écoute et de réception. A l’inverse, l’approche «extrinsèque» intègre l’auditeur et son milieu comme facteurs importants dans la compréhension et description de la narration musicale. Cette approche inclut des considérations sociologique et psychologique, et fait intervenir notamment la prise en compte de conventions de composition musicale inhérentes aux contenus musicaux, pour un genre donné. Dans les travaux de cette thèse, et dans la lignée directe de (Narmour, The analysis and cognition of melodic complexity: The implication-realization model, 1992), nous nous basons sur une conception plutôt de type intrinsèque, sans pour autant ignorer certaines dimensions liées à l’auditeur : nous relions la structure musicale à l’existence de répétitions et/ou de similarités dans les éléments structurels du fait qu’elles provoquent des attentes cognitives de la part de l’auditeur dont la réalisation ou le déni constituent l’ossature narrative.
Domaine musicologique et technologique
Dans le domaine de la recherche musicologique, il existe un nombre important de travaux qui formalisent la structure musicale, par exemple les travaux de Schenker (Schenker, 1935). Dans le cadre Schenkerien, la structure de la musique tonale présente plusieurs niveaux : une structure profonde nommée l’Urzatz et une succession de formes de structures intermédiaires qui finalement aboutissent à la forme de la partition. D’autres travaux, comme ceux de Lerdahl et la théorie GTTM (Generative Theory of Tonal Music) (Lerdahl, 1985) s’appuient sur un formalisme supposé répliquer des processus mentaux selon lesquels un auditeur construit sa compréhension de la musique selon 4 niveaux de structure. Les objets structurels de l’approche GTTM sont des arbres qui décrivent séquentiellement des dépendances hiérarchiques entre éléments musicaux. Depuis plusieurs décennies, on a vu apparaître également beaucoup de travaux issus de la communauté en Recherche d’Information Musicale (MIR), comme les travaux de Peeters et al. sur la représentation de la structure par des matrices de similarités (Peeters, 2007), les travaux de Smith et al. pour l’annotation structurelle de grande base de données (Smith J. B., 2011), ou encore les travaux de Bimbot et al. sur la définition et les méthodologies d’annotation de la structure sémiotique (Bimbot, 2012).
On notera également la tenue de séminaires spécifiquement sur le sujet, par exemple le séminaire Dagstuhl de 2016 sur « Computational Music Structure Analysis » qui a rassemblé des chercheurs issus de différentes branches afin de discuter l’état de l’art du domaine et identifier et analyser les limites des méthodologies existantes pour le traitement informatique de la structure musicale. Toutefois, il n’existe pas à ce jour de consensus scientifique ayant abouti à une définition communément admise de ce qu’est la structure musicale, qui reste donc une question ouverte et un domaine de recherche à bien des niveaux.
Choix du style et éléments musicaux
La musique a été pratiquée de tout temps par la plupart des civilisations. C’est une des raisons pour lesquelles, il existe une quantité probablement indénombrable de styles et de genres musicaux. Dans cette étude, nous nous concentrons sur la musique tonale, occidentale et actuelle. Même après cette première restriction, il demeure de nombreux genres musicaux qui ressortissent de cette catégorie… C’est pourquoi ce travail se focalise plus précisément sur des morceaux de musique Pop, un genre musical dont la structure interne des sections est généralement assez régulière. L’idée n’est pas de considérer que la musique Pop est représentative de l’ensemble des genres musicaux. Il s’agit plutôt de tester un certain nombre de concepts, d’hypothèses et d’approches sur ce type de musique car il semble bien adapté aux modèles considérés, de qui permettra d’évaluer leur adéquation mutuelle.
En pratique, nous allons mener la présente étude sur le corpus RWC POP, composé de 100 chansons de musique Pop produites par le Japan’s National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST). Ce corpus est bien connu dans le domaine du MIR et a déjà fait l’objet de multiples études.
Les travaux de cette thèse portent sur la structure interne des sections musicales, mais dans nos expériences nous restreindrons notre matériau expérimental dans 2 directions :
• La dimension musicale considérée sera la ligne mélodique, issue des versions MIDI des chansons de RWC POP.
• Les sections étudiées seront exclusivement les refrains des chansons, de 8 mesures en signature 4/4, ce sous-ensemble constituant 52 extraits musicaux.
Il existe de multiples conceptions du rôle de la mélodie dans la musique, et variables selon les genres musicaux et le rôle assigné aux autres dimensions musicales. Par exemple, dans une musique à base rythmique, la mélodie peut n’avoir qu’un rôle très mineur, voire être tout simplement absente. Mais dans de nombreux morceaux populaires traditionnels, notamment les chansons, elle joue un rôle central, et participe grandement à leur mémorisation et à leur appropriation vocale. Dans l’immense majorité des extraits de notre corpus, les schémas mélodiques sont raisonnablement riches, et du fait de leur organisation carrée, les répétitions observées dans ces schémas les rendent facilement appréhendables cognitivement même en l’absence de support harmonique. Nous répétons ici encore que l’ensemble des contraintes portant sur ce corpus vise à permettre d’étudier, dans un premier temps, les propriétés des approches à l’intérieur d’un périmètre bien délimité, en ayant conscience qu’il ne faut pas en tirer des conclusions par extrapolation.
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Table des matières
Introduction
Objet du travail
Périmètre de l’étude
Modèles et hypothèses
Objectifs parallèles
Chapitre 1 Fondements et Positionnement
1.1 Hypothèse de travail par rapport à la structure musicale
1.1.1 Introduction
1.1.2 Domaine musicologique et technologique
1.1.3 Hypothèses de travail
1.1.4 Choix du style et éléments musicaux
1.1.5 Critère et méthodologie
1.2 Système d’implication et modèle Système & Contraste (S&C)
1.2.1 Système d’implication
1.2.2 Système & Contraste
1.3 Généralisation multi-dimensionnelle et graphes polytopiques
1.4 Variations et Recompositions Polytopiques
1.4.1 Discussion par rapport aux variations existantes
1.4.2 Recompositions Polytopiques
1.5 Théorie de l’Information et complexité
1.6 Méthodologie
1.6.1 Procédé de recomposition
1.6.2 Algorithmes de segmentation
1.6.3 Caractérisation des variations polytopiques
1.6.4 Validation empirique
1.6.5 Conception d’un outil créatif
Chapitre 2 Concepts et Formalisme
2.1 Objets musicaux & échelles temporelles
2.1.1 Forme réduite de l’information musicale
2.1.2 Surface musicale et segmentation
2.1.3 Graphe tesseractique
2.1.4 Systèmes d’implications au sein du modèle polytopique
2.2 Recompositions Polytopiques
2.2.1 Définition
2.2.2 Les PPP : des recompositions particulières
2.2.3 Caractérisation des recompositions
2.3 Conclusion
Chapitre 3 Critère de complexité et algorithme de segmentation
3.1 Critère de complexité
3.1.1 Complexité d’une section musicale
3.1.2 Estimation de la complexité entre les systèmes
3.1.3 Complexité d’un système
3.1.4 Complexité conditionnelle d’un motif
3.1.5 Distance entre deux granules
3.2 Inférence d’une segmentation optimale pour une méthode d’estimation donnée
3.2.1 Caractérisation d’une méthode algorithmique
3.2.2 Détermination de θ* et du score de complexité
3.2.3 Calcul du score de complexité d’une segmentation
3.2.4 Combinatoire, temps de calcul et optimisation
3.2.5 Détails d’implémentations
3.3 Méthodes algorithmiques et évaluation préliminaire
3.3.1 Génération des recompositions polytopiques
3.3.2 Annotations : segmentations manuelles par deux personnes du domaine
3.3.3 Evaluation par rapport aux annotations manuelles
3.3.4 Résultats préliminaires
Chapitre 4 Tests perceptifs
4.1 Test 1 : évaluation des recompositions polytopiques vs aléatoires
4.1.1 Données
4.1.2 Protocole
4.1.3 Évaluation des scores
4.1.4 Résultats
4.2 Test 2 : évaluation perceptive des segmentations algorithmiques
4.2.1 Données
4.2.2 Protocole de sélection des variantes de méthodes
4.2.3 Sélections des méthodes algorithmiques testées
4.2.4 Protocole du test perceptif
4.2.5 Évaluation des scores
4.2.6 Résultats
4.3 Conclusion test perceptif
Chapitre 5 Interface de Création Musicale Par Recomposition Polytopique
5.1 Interfaces de variations existantes
5.2 Application Tessy
5.2.1 Modes de fonctionnement
5.2.2 Variations polytopiques
5.2.3 Visualisation temporelle
5.3 Perspectives de l’application Tessy
Chapitre 6 Conclusion
