Neural networks for automatic musical projective orchestration - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2018

Neural networks for automatic musical projective orchestration

Réseaux de neurones pour l’orchestration musicale automatique

Résumé

Orchestration is the art of composing a musical discourse over a combinatorial set of instrumental possibilities. For centuries, musical orchestration has only been addressed in an empirical way, as a scientific theory of orchestration appears elusive. In this work, we attempt to build the first system for automatic projective orchestration, and to rely on machine learning. Hence, we start by formalizing this novel task. We focus our effort on projecting a piano piece onto a full symphonic orchestra, in the style of notable classic composers such as Mozart or Beethoven. Hence, the first objective is to design a system of live orchestration, which takes as input the sequence of chords played by a pianist and generate in real-time its orchestration. Afterwards, we relax the real-time constraints in order to use slower but more powerful models and to generate scores in a non-causal way, which is closer to the writing process of a human composer. By observing a large dataset of orchestral music written by composers and their reduction for piano, we hope to be able to capture through statistical learning methods the mechanisms involved in the orchestration of a piano piece. Deep neural networks seem to be a promising lead for their ability to model complex behaviour from a large dataset and in an unsupervised way. More specifically, in the challenging context of symbolic music which is characterized by a high-dimensional target space and few examples, we investigate autoregressive models. At the price of a slower generation process, auto-regressive models allow to account for more complex dependencies between the different elements of the score, which we believe to be of the foremost importance in the case of orchestration.
L’orchestration est l’art de composer un discours musical en combinant les timbres instrumentaux. La complexité de la discipline a longtemps été un frein à l’élaboration d’une théorie de l’orchestration. Ainsi, contrairement à l’harmonie ou au contrepoint qui s’appuient sur de solides constructions théoriques, l’orchestration reste de nos jours encore essentiellement enseignée à travers l’observation d’exemples canoniques. Notre objectif est de développer un système d’orchestration automatique de pièce pour piano en nous appuyant sur des méthodes d’apprentissage statistique. Nous nous focalisons sur le répertoire classique, cette technique d’écriture étant courante pour des compositeurs tels que Mozart ou Beethoven qui réalisaient d’abord une ébauche pianistique de leurs pièces orchestrales. En observant une large base de donnée de pièces pour orchestre et leurs réductions pour piano, nous évaluons l'aptitude des réseaux de neurones à apprendre les mécanismes complexes qui régissent l’orchestration. La vaste capacité d’apprentissage des architectures profondes semble adaptée à la difficulté du problème. Cependant, dans un contexte orchestrale, les représentations musicales symboliques traditionnelles donnent lieu à des vecteurs parcimonieux dans des espaces de grande dimension. Nous essayons donc de contourner ces difficultés en utilisant des méthodes auto-régressives et des fonctions d’erreur adaptées. Finalement, nous essayons de développer un système capable d'orchestrer en temps réel l'improvisation d'un pianiste.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03824912 , version 1 (21-10-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03824912 , version 1

Citer

Léopold Crestel. Neural networks for automatic musical projective orchestration. Musicology and performing arts. Sorbonne Université, 2018. English. ⟨NNT : 2018SORUS625⟩. ⟨tel-03824912⟩
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