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4 RECHERCHE ET DÉVELOPPEMENT, L’UMR STMS
cibles multiples ou abstraites tout en s’appuyant sur une
vaste connaissance. Notre environnement offre également
un cadre permettant une première approche des macro-articulations
orchestrales par l’utilisation d’un système d’écriture
permettant également un lien avec la synthèse sonore.
Recherche efficace de séries temporelles
Thèse Philippe Esling (EDITE), Dir. C. Agon, période 2009-2012
La recherche de sons peut s’avérer une tâche pénible et
laborieuse dans le cas de bases de données massives.
Même lorsque des méta-informations sont disponibles, les
résultats restent souvent loin de la représentation mentale
imaginée par l’utilisateur. Aucun système ne permet actuellement
la projection intuitive d’une idée sonore en requête
efficace, les échantillons sonores ne permettant pas la même
extraction d’information de haut niveau que les chansons
(e.g. mélodie, paroles). Partant de cette observation, nous
avons développé un système générique permettant d’effectuer
des requêtes efficaces sur des formes temporelles et
de prendre en compte la nature multidimensionelle de la
perception sonore. Celle-ci permet d’effectuer des requêtes
basées sur la forme temporelle de descripteurs plutôt que
sur de simples valeurs moyennées. Ces descripteurs sont
modélisés pour obtenir leur moyenne, écart-type ainsi que la
forme de leur évolution temporelle grâce à une représentation
symbolique permettant à la fois un stockage compact et
une recherche efficace. Cependant, il était primordial que la
comparaison des séries temporelles permette d’obtenir une
similarité basée sur des critères perceptifs pour des objets
pouvant être mathématiquement très divergents. En utilisant
une mesure dérivant du Dynamic Time Warping (DTW),
nous calculons une similarité robuste suivant les distorsions
non linéaires aussi bien d’amplitude, de temps, de bruit et
de valeurs singulières. Grâce à un algorithme d’indexation
novateur, il est possible d’obtenir presque instantanément le
meilleur élément d’une base de plusieurs millions d’échantillons
sonores.
Notre étude s’est ensuite ouverte à l’implémentation d’interactions
de plus haut niveau. Nous avons étudié la possibilité
d’une recherche pertinente sur plusieurs courbes
temporelles simultanément, dépassant le cadre de la
simple pondération de critères souvent peu pertinente. Ceci
posant un problème générique encore peu étudié : l’analyse
mutli-objectifs des séries temporelles. Il s’agit d’obtenir un
ensemble de solutions qui optimisent conjointement différents
critères temporels. Grâce à une heuristique novatrice,
nous avons réalisé le premier algorithme exact de recherche
multi-objectifs des séries temporelles. Ces techniques novatrices
issues du champ musical s’appliquent potentiellement
à tous les champs de recherche scientifique de par l’ubiquité
de l’information temporelle. La recherche multi-objectifs de
séries temporelles ouvre à de nombreuses applications dans
divers domaines allant de l’analyse médicale à la robotique.
Celle-ci permet également la mise en place d’un système de
requête par imitation vocale basé sur de multiples descripteurs
spectraux. Ils sont également à la base de la construction
d’un prototype à interface multitouch pour la recherche
et la gestion de bases de données massives d’échantillons
sonores.
Contrôle de la synthèse
L’assimilation des techniques de traitement et synthèse
sonores dans le domaine de la composition assistée par
ordinateur permet de créer et manipuler le son au sein de
processus compositionnels. Les possibilités de représentation
et de calcul ainsi que les concepts de formalisation et
modélisation proposés par l’outil informatique sont alors
mis en œuvre dans une composition s’étendant des macrostructures
musicales jusqu’aux microstructures sonores. Un
ensemble de bibliothèques sont développées et utilisées
pour le contrôle de différents outils d’analyse, de traitement
et de synthèse sonores dans l’environnement OpenMusic.
La bibliothèque OMChroma, développée par Jean Bresson
en collaboration avec le compositeur Marco Stroppa, fait
partie des composantes majeures de ce projet, proposant
un ensemble d’objets OpenMusic représentant des « événements
» attachés à différents processus de synthèse, ainsi
que des modes de paramétrages puissants et originaux.
L’article publié en 2011 dans Computer Music Journal synthétise
les principaux concepts et outils proposés par cette
bibliothèque. Par ailleurs, l’étude des aspects continus
dans les structures de contrôle pour la synthèse sonore est
au cœur des récentes avancées dans ce domaine. Celle-ci
s’appuie sur le synthétiseur Chant, qui permet de créer des
sons à l’aide d’un modèle de synthèse vocale basé sur des
« fonctions d’ondes formantiques » (FOF) dont les caractéristiques
peuvent être décrites par des règles de contrôle ou
par des valeurs évoluant au cours du temps. Dans un premier
temps, le développement de la bibliothèque OM-Chant
a permis de convertir des données issues de l’environnement
OpenMusic en séquences de contrôle adaptées au synthéti-
IRCAM – RAPPORT D’ACTIVITÉ 2011
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