Geração Automática de
Acompanhamento Rítmico para
o Violão:
O Estudo de Caso Cyber-João
Márcio Leal de Melo Dahia
Orientador: Geber Ramalho
Co-orientador: Carlos Sandroni
Motivação: O Violão Popular

Forma tradicional de tocar MPB: voz-e-violão
2
D´Accord Violão: Acompanhamento
Rítmico

A partir do teclado do
computador



Aplicando padrões
rítmicos em toda a música



Liberdade ao usuário
Trabalhoso
Pouco trabalhoso
Sem qualidade
Mão direita
Mão esquerda
Violão MIDI

Pouco acessível
3
Objetivos

Construir um sistema de geração automática
de acompanhamento rítmico para violão


Fácil
Rico
4
Roteiro da Apresentação

O problema da geração de ritmos

Estado da Arte

Abordagem

Resultados

Conclusões
5
Sistemas de Acompanhamento Automático
(SAA)

Dados





Estilo musical
Grade de acordes
O que o sistema já tocou
Melodia+outros instrumentos
Cria uma “linha musical”

Melódica, harmônica ou rítmica
6
Dificuldades

Modelagem de Agentes



Ambiente Complexo: dinâmico, não-determinístico,
contínuo, não episódico e “acessível”
Objetivos: não são claros
Formalização do conhecimento


Pouca explicação das escolhas musicais na
granularidade de notas
Muitos fatores subjetivos
7
Dificuldades específicas de
acompanhamento rítmico

Caso do ritmo ainda mais crítico


Pouco estudo teórico sobre essa dimensão
Algumas perguntas...


Quais os padrões rítmicos usados em um dado estilo?
Como escolher um padrão específico em detrimento
dos outros?


Melodia, harmonia e andamento influenciam? Como?
Como variar os padrões em uma música?
8
Roteiro da Apresentação

O problema da geração de ritmos

Estado da Arte

Abordagem

Resultados

Conclusões
9
Dois paradigmas principais de SAA

“Nota por Nota”


Gramáticas, regras, probabilidades para escolher as
notas
Reuso de Fragmentos

Encadeando fragmentos musicais encontrados em
uma biblioteca
10
Vantagens do Reuso de Fragmentos

Minimiza o problema da formalização

Fragmentos = conhecimento

Escalável p/ diferentes instrumentos e estilos

Leva em conta expressividade

Naturalidade em relação ao
acompanhamento rítmico
11
SAA baseado em reuso de fragmentos

Band-in-a-Box


Ponderado
Regras...
12
SAA baseado em reuso de fragmentos

ImPact


Linha de contrabaixo em Jazz
Biblioteca composta por 256 fragmentos


Raciocínio Baseado em Casos para recuperação dos
padrões



Propriedades musicais e contexto onde devem ser
empregados
Mapeamento direto (fragmentos = casos, propriedades
musicais = atributos)
k-nearest neighbors (k=1), atributos ponderados
Regras para refinar a escolha
13
Roteiro da Apresentação

O problema da geração de ritmos

Estado da Arte

Abordagem

Resultados

Conclusões
14
Abordagem Adotada

Partir da abordagem do ImPact



Mais geral que BiaB
Conhecimento profundo
Estudo de caso: Bossa Nova




Grande importância para a música brasileira
Bastante conhecido e fácil de avaliar
Importância do acompanhamento rítmico no estilo
Estudos musicológicos importantes sobre o estilo
15
Abordagem Adotada

Adaptar a abordagem ImPact requer




Novos fragmentos musicais
Novos atributos para descrever os fragmentos
Novas regras para refinar a escolha
Devido as mudanças



Contrabaixo para violão
Melodia para ritmo
Jazz para Bossa Nova
16
Padrões rítmicos do Cyber-João

21 padrões (a partir de performances de João Gilberto)





1 principal
7 cíclicos
7 viradas
4 de início de música
2 especiais

Todos duram 2 compassos binários (assinatura 2/4)

Apenas dois tipos de eventos possíveis:



Bordão (polegar)
“Puxada” (indicador, médio e anular juntos)
Em músicas lentas (< 80 spm) apenas alguns dos padrões
podem ser usados
17
Principais Padrões Rítmicos
18
Atributos dos
Padrões
atributo
Valores?

Ritmo Harmônico (peso 4)


O quanto o padrão é usado. Máximo 5 e mínimo 1
Densidade (peso 1)


Se o padrão é usado no inicio de músicas
Freqüência de uso (peso 2)


Lento quando < 80 spm, rápido caso contrário
Início (peso 5)


Número de mudanças de harmonia em um segmento
Andamento (peso 5)


peso
Contagem do número de eventos no padrão. “Alta”, “média” e “baixa”
Virada (peso 3)

Se o padrão é um padrão específico de virada
19
Atributos dos Padrões
Padrão Rítmico
C
Dm
Contexto Musical
Atributo
Ritmo Harmônico
Andamento
Valor
2º e 3º tempos
Rápido
Propriedades Musicais
Atributo
Valor
Densidade
Média
Freqüência de uso
4
Virada
Não
Início
Não
20
Regras (6 ao todo)
Grau dos acordes
IIm7
V7
I
Segmento
?
Número de ataques 3
0
REGRA:VIRADA
SE
(melodia no último compasso <= 2 notas) E
(se V7-I no último acorde do segmento e o primeiro do próximo)
ENTÃO
virada = sim;
“use as outras propriedades musicais do padrão anterior”
21
Exemplo de Regra
Virada
REGRA:VIRADA
SE
(melodia no último compasso <= 2 notas) E
(se V7-I no último acorde do segmento e o primeiro do próximo)
ENTÃO
virada = sim;
“use as outras propriedades musicais do padrão anterior”
22
Roteiro da Apresentação

O problema da geração de ritmos

Estado da Arte

Abordagem

Resultados

Conclusões
23
Avaliação dos resultados

Criação de mais dois sistemas

Crazy-João: Totalmente aleatório


Patamar mínimo de qualidade
João-in-a-box

Semelhante ao software Band-in-a-box
24
Avaliação dos resultados

Experimento

6 avaliadores


4 músicas



1 Musicólogo, 4 músicos profissionais e 1 amador
Desafinado, Chega de Saudade, Insensatez e Lígia
Total de 12 amostras “cegas”
Questionário para cada música





Número de erros por amostra
Melhor e pior partes para cada amostra
Se a amostra era estava em conformidade com a Bossa Nova
Melhor das 3 amostras para cada música
Excelente....
25
Resultados
Música
Crazy-João
João-in-a-box Cyber-João
Desafinado
0
3
5
Chega de
Saudade
0
2
4
Insensatez
1
1
5
Lígia
0
3
3
TOTAL
1
9
17
26
Resultados

Resultados bastante satisfatórios



Cyber-João avaliado como excelente em mais de 40% das vezes
João-in-a-box, em 25%
Comentários



“Cyber-João é mais estável”
“Se um aluno meu tocasse essas músicas dessa maneira para
mim [em busca de comentários], diria que ele havia aprendido a
tocar os padrões de Bossa Nova”
“Em alguns momentos um humano não faz melhor”
27
Roteiro da Apresentação

O problema da geração de ritmos

Estado da Arte

Abordagem

Resultados

Conclusões
28
Conclusões

Contribuições principais




Sistema pioneiro de acompanhamento rítmico para
violão, baseado em uma abordagem generalizável
Melhor compreensão sobre ritmo de violão em bossa
nova
Abordagem ImPact é adaptável
Contribuições secundárias

CBR
29
Conclusões

Trabalhos Futuros


Estender para o outros estilos
Integrar com a ferramenta de extração automática
30
FIM
31