Knowledge acquisition and representation in music

This study deals with computer representations of musical knowledge on the basis of two real-scale experiments. The first experiment focusses on knowledge acquisition in ethnography: an expert (the musician), an analyst (the musicologist) and a machine are interacting in a learning situation. Improvisation schemata through which musicians express themselves are identified and formalized with production rules in a formalism derived from generative grammars and pattern languages. A deterministic algorithm is introduced for assessing the membership of arbitrary strings to the langage defined by a given (context-sensitive) grammar. A technique for the inductive inference of regular languages is presented, enabling automatic knowledge acquisition of syntactic and lexical knowledge. The second experiment is part of the design of a computer environment for musical composition. Here the problem is time representation in a discrete structure of “time objects”, more generally the synchronization of parallel processes. A method is outlined for the determination of a structure with incomplete data about the synchronization of its objects. The concept of “sound object” is then formally introduced. An efficient algorithm is proposed for the time-setting of objects in a structure, given the constraints arising from their metric and topological properties.
Cette étude traite de la représentation informatique de connaissances en musique, abordée à partir de deux expériences en grandeur réelle. La première est une méthode d'acquisition de connaissances en ethnographie mettant en interaction un expert (le musicien), un analyste (le musicologue) et une machine dans une situation d'apprentissage. Les schémas d'improvisation des musiciens sont identifiés et exprimés à l'aide de règles de production dans un formalisme dérivé des grammaires génératives et des langages de formes. Un algorithme déterministe de test d'appartenance de chaînes arbitraires au langage défini par une grammaire (sensible au contexte) est présenté, ainsi qu'une technique d'inférence inductive de langages réguliers permettant l'acquisition automatique de connaissances lexicales et syntaxiques. La seconde expérience s'insère dans l'élaboration d'un environnement de composition musicale assistée par ordinateur. Le problème est ici la représentation du temps dans une structure discrète d'“objets temporels”, et plus généralement la synchronisation de processus parallèles. Une méthode est proposée pour la détermination d'une structure à partir de données incomplètes sur la synchronisation des objets. La notion d'“objet sonore” est ensuite explicitée formellement. Un algorithme efficace permet l'instanciation des objets sonores affectés à une structure en tenant compte des contraintes liées à leurs propriétés métriques et topologiques.