Description
Date depot: 1 janvier 1900
Titre: Langage synchrone temps-réels pour la composition musicale, l'écriture du temps et de l'interaction
Directeur de thèse:
Jean-Louis GIAVITTO (STMS)
Domaine scientifique: Sciences et technologies de l'information et de la communication
Thématique CNRS : Non defini
Resumé:
Un défi majeur de l'informatique musicale est de synchroniser des processus musicaux en temps réel malgré l'indéterminisme lié à l'interprétation. Le meilleur exemple est celui du suivi automatique de partition qui doit permettre à une machine de synchroniser en temps réel une partie d'accompagnement (partition électronique) avec une ou plusieurs parties instrumentales, en écoutant le jeu du ou des musiciens.
La spécification de la synchronisation de l'accompagnement en réaction à la partie joué est un problème complexe car il doit tenir compte des variations de jeu et des erreurs d'interprétation.
{Antescofo}, considéré comme l'état de l'art en terme de performance et de modélisation dans ce domaine [1], s'appuie sur des avancées récentes pour répondre à ce défi, en articulant deux tâches. La première tâche vise à écouter et reconnaître la partie jouée par l'instrumentiste à l'aide de techniques avancées de traitement du signal et d'apprentissage automatique. Cette tâche est bien maîtrisée actuellement. La seconde tâche a pour objectif de spécifier la synchronisation des comportements attendus en réaction à l'écoute. Pour ce faire, Antescofo repose actuellement sur un langage synchrone spécialisé qui a suscité beaucoup d'intérêt.
L'objectif de cette thèse est la conception d'un formalisme plus vaste permettant au compositeur une nouvelle écriture du temps et de l'interaction [2] entre différent agents (musiciens, instruments, processus électroniques, commande sur scène, etc.).
Les contraintes musicales posent des problèmes spécifiques. Par exemple, il faut être capable de spécifier des contraintes d'ordonnancement sur plusieurs échelles de temps et développer les techniques d'implantation (ordonnancement temps-réels) correspondantes. En particulier, cela nécessite de combiner et contrôler des modèles du temps discret et continu. Ces modèles hybrides représentent un des défis actuels de l'informatique temps réel [3].
La quantité d'information à gérer étant particulièrement grande, l'expressivité et la concision des constructions de ce langage sont un enjeu important. Plusieurs pistes seront étudiés pour y répondre, par exemple : l'adéquation de différents styles de programmation (déclaratif, à flot de données, par contraintes...) ou encore les approches graphiques que l'on trouve aussi bien en informatique musicale ({Max} [4], {OpenMusic} [5]) que dans les systèmes temps réel (StateChart [6], {Scade} [7]).
De par leur utilisation en concert, les systèmes d'interaction musicale peuvent être qualifiés de systèmes critiques au même titre que les systèmes embarqués que l'on trouve par exemple dans le domaine des transports. L'écriture du temps musical doit donc permettre de vérifier formellement des propriétés temporelles et de s'assurer de la correction de l'implantation. Outre les propriétés classiques que l'on étudie dans les systèmes embarqués (accessibilité, vivacité, etc.), le domaine d'application pose des questions nouvelles qu'il est nécessaire de formaliser et d'étudier (comme par exemple le respect des tempi relatifs).
Toutes les propositions devront être validés aussi bien avec les utilisateurs d'Antescofo que les pièces du répertoire [8].
{{{Références:}}}
[1] A. Cont, 'A coupled duration-focused architecture for realtime music
to score alignment', IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine
Intelligence, vol. 32, 2010, pp. 974-987.
[2] P. Manoury, “Considérations (toujours actuelles) sur l’état de la musique en temps réel”, Étincelle, le journal de la création à l’Ircam, Nov. 2007.
[3] A. Benveniste, B. Caillaud, and M. Pouzet, “The Fundamentals of Hybrid Systems Modelers”, 49th IEEE International Conference on Decision and Control (CDC), Atlanta, Georgia, USA: 2010.
[4] Cycling74, Max/MSP Realtime Graphical Programming Environment. Webpage : http://www.cycling74.com/
[5] G. Assayag, C. Rueda, M. Laurson, C. Agon, and Olivier Delerue. Computer-Assisted Composition at IRCAM: From PatchWork to OpenMusic. Comput. Music J. 23, 3 (September 1999), 59-72.
[6] D. Harel. Statecharts: A visual formalism for complex systems. Sci. Comput. Program. 8, 3 (June 1987), 231-274.
[7] Gérard Berry. Synchronous design and verification of critical embedded systems using SCADE and Esterel. In Proceedings of the 12th international conference on Formal methods for industrial critical systems (FMICS'07), Stefan Leue and Pedro Merino (Eds.). Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 2007.
[8] Antescofo Repertoire list website : http://repmus.ircam.fr/antescofo/repertoire
Doctorant.e: Echeveste Jose-Manuel