対話型進化論的計算によるクラシック音楽作曲支援システム:CACIE安藤 大地†1,2

Palle Dahlsted†3Mats Nordahl†3

伊庭 斉志 †1

†1 東京大学大学院新領域創成科学研究科基盤情報学専攻†2 Art & Technology, IT University of Gothenburg, Sweden†3 Innovate Design, Chalmers University of Technology, Sweden

概 要
人間の感性を評価関数としてシステムに取り込む対話型進化論的計算(IEC)は，芸術作品の創作への応用が期待されている．しかしながら，実際の第一線の芸術家に積 極的に使用されるまでには至っていない．その大きな理由 は，IEC を用いた作品創作と伝統的な芸術作品創作との 間に大きな差異が存在することであると考えらえる．今

図 1: Overview of CACIE

図 2: CACIE interface

回 筆者らは IEC を用いたクラシック音楽の作曲

は対話的に評価値をあたえるだけでなく，Genome支援システ ムについて考察を行い，第一線の作曲Storage という領域を使用して，個体の進化集団へ家が実際にシステム を利用することを目的としの再挿入や遺伝子の手動修正などを行う事が可能て，適した遺伝子表現や 作曲プロセスを取り込んである．また，図 2 は，実際の画面表示である．

だ作曲支援システムを構築した． また，合成した

CACIE では楽譜表現の遺伝子表現としてツリ曲を実際の演奏家に演奏してもらい，その 有効性

ー構造を採用した．クラシック音楽の学習におけを確認した．

る楽曲の分析において，分析結果をツリー構造で表現する事は多い．したがって，ツリー構造による音楽構造の表現は音楽家にとって理解しやすいシステムの概要表現手法であると考えられる．理解しやすい表現

CACIE のシステムは，Java を用いて開発された． であるために，手動での遺伝子の修正など，IEC
現在の Java は音響や MIDI を扱うための API が用の諸手法を用いやすいという利点がある．実際に意されており，また，Java の実行環境にはソフトCACIE では，システムが提示した個体の遺伝子をウェアシンセサイザを含む音響環境が含まれていユーザがテキストエディタで修正し，再度システる．したがって，CACIE はサウンドボードのみがムに取り込むことが可能である．図 3 にツリー構

インストールされていれば，ほぼ全てのコンピュ造による楽譜表現の例を示す．ここで，S は二つータシステムで煩雑な設定なしに実行可能である．
CACIE のシステム概要を図 1 に示す．ユーザ
Computer Aided Composition System by meaning ofInteractive EC: CACIE
Daichi Ando†1,2 , Palle Dahlstedt†3,
Mats Nordahl†3, Hitoshi Iba†1†1 Dept of Frontier Informatics, Graduate School of Frontier
Sciences, The University of Tokyo†2 IT University Gothenburg, Sweden†3 Chalmers University of Technology Sweden

図 3: Tree Representation of Musical Phrase

のノードを順番に演奏する関数であり，U は二つ出来る．たとえばモチーフの生成の段階では，細のノードを同時に演奏する関数である．

かな音に注意して評価し，曲の段階では全体的なまた，CACIE ではクラシック音楽に見られる典構成だけを評価すればよいということになる．そ型的な繰り返し構造を実現するために，再帰終端のため，一度に曲全体を合成するよりもユーザのノードという特殊な終端ノードを用意した．この評価時の負担を軽減することができた．

再帰終端ノードにより染色体の複雑化を防ぎつつ，繰り返し構造を含んだ比較的長い旋律を簡潔に表現することが可能になった．図 4，5 に再帰終端ノードの展開例を示す．

結果
筆者らは CACIE を用いて実際にモチーフ，セクション，小品の各段階を合成する実験を行い，結果を World Wide Web 上に提示した．
(URL:http://cad.lolipop.jp/public/projects/ecmusic/master_thesis/mast
er_thesis)

結果には，クラシック音楽に見られる典型的な
図 4: Development process of a Recursive Terminal Node

変化を伴った繰り返し構造が多く含まれており，遺伝子表現の有効性を確認することが出来た．また，それぞれ合成過程でのユーザの負担はそれほど大きくならずに済むことも確認できた．図 6 は，筆者らが CACIE を用いて作曲したピアノの小品である．実際にピアノ演奏家に演奏してもらった
ところ，比較的高い評価を受けることが出来た．

図 5: Example of a Recursive Terminal Node

複合構造による作曲
CACIE では，作曲家は一度の試行で曲全体を合成するのではなく，いくつかの段階を経て，最終的な曲を合成する．これはクラシック音楽の典型的な作曲手法に見られる複合構造を扱えるようにしたものである．CACIE を用いた典型的な小品の作曲の例を上げる．第一段階として，ユーザは，モチーフなどのある程度短い旋律と変奏を生成し，イベントリストとして出力する．第二段階はセク

図 6: Part of score of p.f. miniature generated by CACIEションを作る段階であり，第一段階で生成されたモチーフと変奏を入力としてとり，それらの入力を変化させ連結し，ある程度まとまった長さのセクションを合成し，その結果を出力する．最期に第三段階で第一段階，第二段階の出力を統合し，曲を合成する．このような方法をとることで，クラシックの作曲家が本システムを使用したときに，蓄積してきた経験を活かしやすいというメリットがある．また，一度の試行が短く，各段階の目的に応じてユーザの評価したい範囲をしぼることが参考文献[1]Tokui, N. and Iba, H. 2000. “Music Composition with Interactive
Evolutionary Computation” in Proceedings of 3rd International
Conference on Generative Art: GA2000[2]Unemi, T. 1998. “A Design of Multi-Field User Interface forSimulated Breeding” in Proceedings of the 3rd Asian Fuzzy System
Symposium: The Korea Fuzzy Logic and Intelligent Systems[3]Takagi, H. 1996. “Interactive GA for System Optimization: Processand Solution” in Proceedings of 4th European Congress on Intelligent
Techniques and Soft Computing (EUFIT’96)[4]Dahlstedt, P. and Nordahl, M., G. 2004. “Augmented Creativity:
Evolution of musical score material” appendix of Palle Dahlstedt’s Ph.
D thesis “Sounds Unheard of”, Chalmers University of Technology