Avancées dans la technologie musicale : séparer le rythme et l'harmonie
Les ordis apprennent à séparer le rythme et l'harmonie dans la musique pour des applis créatives.
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Table des matières
Ces dernières années, la technologie a bien avancé dans le domaine de la musique. Un des trucs sur lequel on se concentre, c'est comment les ordi peuvent séparer les différentes parties de la musique, surtout le rythme et l'harmonie. Ce processus est super important pour créer de la musique contrôlée et créative, car ça permet de manipuler ces éléments séparément.
L'Importance du Rythme et de l'Harmonie
La musique, c'est plein d'éléments, mais les deux qui ressortent le plus, c'est le rythme et l'harmonie. Le rythme, c'est le timing des sons, et l'harmonie, c'est la combinaison de différentes notes. En général, on les considère comme distincts, donc l'un n'influence pas vraiment l'autre.
En analysant la musique comme ça, on peut la décomposer en éléments séparés. Ça facilite le travail sur la musique dans plein d'applis, comme créer des remixes ou générer de la nouvelle musique.
La Technologie Derrière la Séparation
Pour arriver à cette séparation, on utilise une méthode appelée Apprentissage auto-supervisé. Cette méthode permet à un ordi d'apprendre des motifs dans des données sans avoir besoin de beaucoup d'exemples étiquetés. Pour la musique, l'ordi peut apprendre à reconnaître et séparer les rythmes et harmonies en analysant des enregistrements audio.
Une approche utilise un type spécial de réseau de neurones qu'on appelle Autoencodeur Variationnel (VAE). Ce réseau apprend à créer une représentation de l'audio musical en traitant à la fois le rythme et l'harmonie. Le VAE a deux parties : un encodeur qui compresse l'audio en un plus petit ensemble de caractéristiques, et un décodeur qui reconstruit l'audio à partir de ces caractéristiques.
Entraînement du Système
Entraîner ce système consiste à utiliser différentes versions d'un même morceau de musique. Par exemple, une version pourrait avoir sa tonalité modifiée tout en gardant le rythme identique. En comparant l'original avec les versions altérées, le modèle apprend à reconnaître ce qui dans l'audio représente le rythme et ce qui représente l'harmonie.
Pendant l'entraînement, on applique une technique appelée rotation de vecteur sur un des ensembles de caractéristiques. Ça veut dire que l'ordi suppose que les changements de tonalité affectent l'harmonie mais pas le rythme. En faisant tourner la représentation des caractéristiques, le modèle apprend à distinguer les deux.
Évaluation des Performances
Pour voir comment cette méthode fonctionne, plusieurs tests sont réalisés. Une mesure clé est de savoir à quel point les caractéristiques séparées peuvent prédire certains aspects de la musique, comme les accords et les motifs rythmiques. Une séparation réussie signifie que l'info sur le rythme ne doit pas donner d'indices sur l'harmonie, et inversement.
L'évaluation vérifie aussi la qualité de la musique générée. En remplaçant le rythme ou l'harmonie d'un morceau par un autre, on peut voir à quel point la nouvelle musique sonne réaliste.
Applications dans le Remix de Musique
Une application excitante de cette technologie, c'est de créer des remixes de musique. En extrayant le rythme d'une chanson et l'harmonie d'une autre, on peut créer des morceaux de musique totalement nouveaux. La méthode permet de mélanger différents styles et éléments, ce qui facilite la production de morceaux uniques et accrocheurs.
Pour faire un remix, on utilise deux chansons. Le système sépare le rythme d'une chanson de l'harmonie de l'autre. Le résultat, c'est un nouveau morceau de musique qui garde l'énergie et le flow des deux morceaux originaux.
Défis et Directions Futures
Malgré les réussites, il y a encore des défis. Les DNN (Réseaux de neurones profonds) peuvent être complexes, ce qui rend difficile d'expliquer comment ils fonctionnent. Plus le modèle est compliqué, plus c'est dur de contrôler et de prévoir les résultats.
Le processus de séparation du rythme et de l'harmonie nécessite encore des ajustements. Bien que le modèle montre du potentiel, il faut encore des développements pour s'assurer qu'il peut produire des résultats de qualité de manière cohérente dans une large gamme de genres et de styles musicaux.
L'avenir de la technologie musicale pourrait aussi voir des applications au-delà du simple remix. Par exemple, les caractéristiques apprises du modèle pourraient aider dans d'autres domaines, comme la transcription musicale, où le but est de convertir l'audio en partitions ou en notations.
Conclusion
La technologie pour séparer le rythme et l'harmonie dans la musique progresse rapidement, offrant des opportunités excitantes pour la créativité. En utilisant l'apprentissage auto-supervisé et les techniques d'apprentissage profond, il est possible de créer des remixes de musique qui s'inspirent de différents styles et éléments.
À mesure que les méthodes s'améliorent, elles joueront sûrement un rôle plus important dans la production et l'analyse musicale, enrichissant l'expérience pour les créateurs et les auditeurs. Le potentiel de cette technologie est immense, et son développement va être suivi de près dans les années à venir.
Titre: Self-Supervised Disentanglement of Harmonic and Rhythmic Features in Music Audio Signals
Résumé: The aim of latent variable disentanglement is to infer the multiple informative latent representations that lie behind a data generation process and is a key factor in controllable data generation. In this paper, we propose a deep neural network-based self-supervised learning method to infer the disentangled rhythmic and harmonic representations behind music audio generation. We train a variational autoencoder that generates an audio mel-spectrogram from two latent features representing the rhythmic and harmonic content. In the training phase, the variational autoencoder is trained to reconstruct the input mel-spectrogram given its pitch-shifted version. At each forward computation in the training phase, a vector rotation operation is applied to one of the latent features, assuming that the dimensions of the feature vectors are related to pitch intervals. Therefore, in the trained variational autoencoder, the rotated latent feature represents the pitch-related information of the mel-spectrogram, and the unrotated latent feature represents the pitch-invariant information, i.e., the rhythmic content. The proposed method was evaluated using a predictor-based disentanglement metric on the learned features. Furthermore, we demonstrate its application to the automatic generation of music remixes.
Auteurs: Yiming Wu
Dernière mise à jour: 2023-09-06 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2309.02796
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.02796
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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Liens de référence
- https://alphatheta.com/
- https://www.mdw.ac.at/ike/
- https://dafx2019.bcu.ac.uk/
- https://dafx2018.web.ua.pt/
- https://www.acoustics.ed.ac.uk
- https://github.com/WuYiming6526/HARD-DAFx2023
- https://spotify.github.io/pedalboard/reference/pedalboard.html
- https://breakfastquay.com/rubberband/
- https://forum.ircam.fr/projects/detail/asap/
- https://wuyiming6526.github.io/HARD-demo/
- https://jp.edanz.com/ac