Systèmes de Recherche de Documents Musicaux par Chantonnement
Résumé
With the explosion of the digital data available (via Internet particularly), a growing attention has been paid to the means of access to documents. Document indexing, traditionally based on text, provides imprecise descriptions, especially for musical contents.
This thesis focuses on the retrieval of musical documents by humming. We propose a system that performs a search for music initiated from a short excerpt, hummed by the user. This work includes two preliminary studies that forefill some missing elements of a still young research domain. We consider the accuracy of hummed melodies observing 500 queries. We also reveal some aspects of melodic similarity by carrying out subjective tests.
Thanks to these studies, we propose a both original and efficient retrieval system. Refusing a tempered description of the query (i.e. using a quantization of notes into semi-tones), our system retrieves more than 90% of the expected documents from a mean length query (13 notes). The database is made of 20,000 MIDI files (40 millions indexed notes). The search time is acceptable for common use, as the system takes only a few seconds to return the result (i.e. the list of documents that are the most similar to the query).
This thesis also contributes to the quality evaluation process of such systems. We propose a model of the imprecision of hummed melodies. This allows artificial queries to be constructed and substitued to real queries for system testing. This makes the test process easier while preserving a realistic stimulation of tested systems.
This thesis focuses on the retrieval of musical documents by humming. We propose a system that performs a search for music initiated from a short excerpt, hummed by the user. This work includes two preliminary studies that forefill some missing elements of a still young research domain. We consider the accuracy of hummed melodies observing 500 queries. We also reveal some aspects of melodic similarity by carrying out subjective tests.
Thanks to these studies, we propose a both original and efficient retrieval system. Refusing a tempered description of the query (i.e. using a quantization of notes into semi-tones), our system retrieves more than 90% of the expected documents from a mean length query (13 notes). The database is made of 20,000 MIDI files (40 millions indexed notes). The search time is acceptable for common use, as the system takes only a few seconds to return the result (i.e. the list of documents that are the most similar to the query).
This thesis also contributes to the quality evaluation process of such systems. We propose a model of the imprecision of hummed melodies. This allows artificial queries to be constructed and substitued to real queries for system testing. This makes the test process easier while preserving a realistic stimulation of tested systems.
Avec l'explosion des données numériques disponibles (notamment via Internet), la question de l'accès aux documents reçoit depuis quelques années une attention accrue. En effet, l'indexation des documents, traditionnellement fondée sur la description textuelle, atteint rapidement ses limites en particulier lorsque le contenu concerné est musical.
Cette thèse focalise sur la recherche de documents musicaux par chantonnement. Nous présentons un système qui permet de retrouver une musique à partir d'un extrait chanté par l'utilisateur. Sa réalisation a nécessité deux études préalables qui ont comblé quelques lacunes d'un domaine de recherche encore jeune. Nous nous sommes intéressés, d'une part, à la "justesse" des mélodies chantonnées (par l'étude de 500 requêtes), et d'autre part, à certains aspects de la similarité mélodique (par la réalisation de tests subjectifs).
Grâce à ces études, nous proposons un système de recherche original et performant. Refusant une description tempérée de la requête (i.e. comportant une quantification des notes au demi-ton), le système proposé retrouve plus de 90% des documents musicaux attendus, pour une taille de requête moyenne (13 notes). La base de données consultée est constituée de 20.000 fichiers MIDI (40 millions de notes indexées). Le temps d'attente est acceptable puisqu'il ne faut que quelques secondes au système pour fournir sa réponse (i.e. la liste des documents les plus similaires à la requête, ceux-ci étant classés par ordre de similarité).
Cette thèse apporte également une aide dans le processus d'évaluation de la qualité de tels systèmes. En effet, nous proposons une modélisation de l'imprécision des mélodies chantonnées. Celle-ci permet la génération de requêtes artificielles qui peuvent être substituées aux requêtes réelles lors du test de systèmes. Cette alternative permet d'alléger le processus de test tout en conservant une stimulation réaliste.
Cette thèse focalise sur la recherche de documents musicaux par chantonnement. Nous présentons un système qui permet de retrouver une musique à partir d'un extrait chanté par l'utilisateur. Sa réalisation a nécessité deux études préalables qui ont comblé quelques lacunes d'un domaine de recherche encore jeune. Nous nous sommes intéressés, d'une part, à la "justesse" des mélodies chantonnées (par l'étude de 500 requêtes), et d'autre part, à certains aspects de la similarité mélodique (par la réalisation de tests subjectifs).
Grâce à ces études, nous proposons un système de recherche original et performant. Refusant une description tempérée de la requête (i.e. comportant une quantification des notes au demi-ton), le système proposé retrouve plus de 90% des documents musicaux attendus, pour une taille de requête moyenne (13 notes). La base de données consultée est constituée de 20.000 fichiers MIDI (40 millions de notes indexées). Le temps d'attente est acceptable puisqu'il ne faut que quelques secondes au système pour fournir sa réponse (i.e. la liste des documents les plus similaires à la requête, ceux-ci étant classés par ordre de similarité).
Cette thèse apporte également une aide dans le processus d'évaluation de la qualité de tels systèmes. En effet, nous proposons une modélisation de l'imprécision des mélodies chantonnées. Celle-ci permet la génération de requêtes artificielles qui peuvent être substituées aux requêtes réelles lors du test de systèmes. Cette alternative permet d'alléger le processus de test tout en conservant une stimulation réaliste.
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