Sistema classifica música a partir de padrão rítmico

Pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP estão desenvolvendo um sistema computacional que permite encontrar similaridades entre músicas a partir de seus padrões rítmicos e não necessariamente por categorias musicais. Um exemplo prático de utilização seria em rádios online. Imagine que uma pessoa estivesse ouvindo, na categoria rock, Sunday Bloody Sunday, do grupo irlandês U2, e quisesse ouvir outras canções que tivessem esse mesmo ritmo. O sistema proposto pelos pesquisadores poderia indicar uma música de ritmo semelhante, mesmo que ela fosse de uma outra categoria musical.

Inovação do projeto está na forma como o ritmo musical foi analisado

O projeto está sendo desenvolvido pela doutoranda Débora Correa e tem a orientação do professor Luciano Fontoura Costa, do IFSC, além da participação de José Hiroki Saito, docente da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar). De acordo com Débora, o projeto também poderá ser usado em sistemas de busca por conteúdo; de indexação (sites que rotulam as músicas por gêneros) e de classificação (dada uma música nova, o programa automaticamente a classifica em algum gênero).

A inovação do projeto está na forma como o ritmo musical foi analisado. “Nós verificamos com qual frequência ocorriam as transições entre as notas. Essas transições podem ser entendidas como um padrão rítmico. A ideia é que cada gênero musical tenha uma dinâmica (ou padrão rítmico) diferente”, conta a pesquisadora.

Débora explica que existem vários tipos de durações de notas (semibreve, semínima, colcheia) e cada uma descreve o tempo que uma nota é tocada ou o silêncio entre duas notas. “Analisamos, para cada par de notas, com qual frequência, por exemplo, uma colcheia ocorre depois de uma semínima, ou uma semicolcheia ocorre depois de uma colcheia e assim por diante”, conta. “É um critério de análise novo. Trata-se de uma das maiores contribuições desta pesquisa. A vantagem é que apesar de simples, permite, ao mesmo tempo um estudo sistemático das notas. E além disso, é relativamente fácil de ser compreendido”, destaca.

Essa análise foi aplicada em 280 músicas, de quatro ritmos diferentes: rock, bossa-nova, blues e reggae, sendo 70 canções de cada gênero. “Escolhemos esses gêneros musicais pois são bem conhecidos e apresentam diferentes tendências, além de ser relativamente fácil encontrar músicas MIDI desses gêneros na internet”, conta. O MIDI é um formato de áudio que, diferente do MP3 ou Wave, funciona como uma partitura musical digital.

Os pesquisadores utilizaram o programa Sibelius para selecionar apenas a percussão (bateria) de cada música. Feito isso, eles aplicaram métodos estatísticos para obter o padrão rítmico de cada gênero. De acordo com Débora, em geral, o método conseguiu classificar as músicas em seus gêneros segundo seus padrões rítmicos.

“Um dos objetivos era quantificar a contribuição que o elemento ritmo tem na distinção dos gêneros musicais. Mas também propusemos uma abordagem para a classificação multi-categorias. Por exemplo, várias músicas de blues possuem uma assinatura rítmica bem característica e foram, portanto, classificadas como blues. Outras, no entanto, apresentam padrões rítmicos que também são similares a outros gêneros, como rock. Foi aí que surgiram os sub-gêneros como, por exemplo, blues-rock”, afirma.

Esses resultados estão descritos no artigo “Musical genres: beating to the rhythms of different drums”, publicado na edição de maio da revista New Journal of Physics.

Músicas: (a) How Blue Can You Get (BB King), (b) Fotografia (Tom Jobim), (c) Is This Love (Bob Marley) e (d) From Me to You (The Beatles)

Intensidade da batida
A próxima etapa do projeto é incluir outros aspectos do ritmo, como a intensidade da batida (o quão forte ou fraco o instrumento foi tocado), que é muito importante e permitirá um desempenho ainda melhor do sistema. “Além disso pretendemos fazer uma análise parecida com as melodias e também a simulação e geração de ritmos artificiais [produzidos por computador] que sejam semelhantes a um gênero específico”, conta a pesquisadora. “Por enquanto temos métodos estatísticos e algoritmos que são aplicados para a obtenção de um resultado, mas nosso objetivo final é o desenvolvimento de um software.”

Segundo Débora, o projeto é prático, mas com um embasamento teórico (métodos estatísticos e de reconhecimento de padrões), e isso melhora a classificação dos gêneros musicais, que muitas vezes é subjetiva. “Nunca tivemos a pretensão de propor mudanças teóricas ou técnicas na classificação dos gêneros. Entretanto, após outros estudos mais detalhados, uma possível interpretação dos resultados obtidos poderá ser nesse sentindo”, finaliza. A pesquisa, que tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), deverá estar concluída até julho de 2012.

Mais informações: e-mail deboracorrea@ursa.ifsc.usp.br ">deboracorrea@ursa.ifsc.usp.br , com Débora Correa, ou luciano@if.sc.usp.br, com o professor Luciano Fontoura Costa

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