Análise dinâmica de composições musicais

A composição musical é um tema de muito interesse para a computação evolucionária dentro da área da inteligência artificial. É uma área que tem sofrido vários desenvolvimentos ao longo dos últimos anos pois o interesse em que hajam computadores que façam obras musicais é deveras aliciante. Este trabalho tem por objectivo realizar mais um passo nesse sentido. Assim, foi desenvolvida uma aplicação informática que realiza composições musicais de dois géneros distintos: Músicas Infantis e Músicas Blues. A aplicação foi implementada com recurso aos Algoritmos Genéticos, que são os algoritmos evolucionários mais populares da área da computação evolucionária. O trabalho foi estruturado em duas fases de desenvolvimento. Na primeira fase, realizou-se um levantamento estatístico sobre as características específicas de cada um dos géneros musicais. Analisaram-se quinze músicas de cada género musical, com o intuito de se chegar a uma proporção do uso que cada nota tem em cada um dos casos. Na segunda fase, desenvolveu-se o software que compõe as músicas com implementação de um algoritmo genético. Além disso, foi também desenvolvida uma interface gráfica que permite ao utilizador a escolha do género musical que pretende compor. O algoritmo genético começa por gerar uma população inicial de potenciais soluções de acordo com a escolha do utilizador, realizando, de seguida, o ciclo que caracteriza o algoritmo genético. A população inicial é constituída por soluções que seguem as regras que foram implementadas de acordo com os dados recolhidos ao longo da primeira fase. Foi também implementada uma interface de avaliação, através da qual, o utilizador pode ouvir cada uma das músicas para posterior avaliação em termos de fitness. O estado de evolução do algoritmo é apresentado, numa segunda interface, a qual facilita a clareza e justiça na avaliação ao longo de todo o processo. Esta última apresenta informação sobre a média das fitness da geração anterior e actual, sendo assim possível ter uma noção da evolução do algoritmo, no sentido de se obterem resultados satisfatórios no que diz respeito às composições musicais.

The musical composition is a subject of great interest for evolutionary computation within the area of artificial intelligence. It is an area that has been undergoing several developments over the past years due to the fact that is very appealing the creation of computer applications capable of composing musical art. This work aims to contribute towards this direction. In this line of though, it was developed a computer application that creates musical compositions in two different styles: Children’s and Blues Music. The application was implemented using Genetic Algorithms that are the evolutionary computation most popular technique. The work was structured in two phases. Firstly, a statistical study about specifics features of each musical style was made through the analysis of fifteen music of each style in order to achieve the proportion of the use that each note has in each case. Secondly, was developed the software that composes the songs through the implementation of a genetic algorithm. Moreover, was also developed a graphical user interface that allows the choice of the musical style that the user wishes to be composed. The genetic algorithm starts creating an initial population of potential solutions according to the user choice, followed by the cycle that characterizes the genetic algorithm. The initial population is made of solutions following the rules that were implemented according to the collected data in the first phase. An evaluation interface was also implemented and allows the user to listen each song for further assess in terms of fitness. The algorithm evolution is presented, in a second graphical user interface, that gives information about the fitness average of the previous and current generation, which makes easier the clarity and justice on evaluation along all process. This information allows having a big-picture about the algorithm evolution, in order to gain better results with respect to musical compositions.