Generování hudby pomocí markovských řetězců

Erik Borňás

Bachelor's thesis

Markov chains for music generation

Abstract:

Práce se zabývá využitím markovských řetězců v algoritmické kompozici. Je zde představena teorie markovských řetězců včetně ukázky obvyklých praktických aplikací a potřebná hudební teorie. V práci nechybí přehled metod používaných v algoritmické kompozici, jako jsou celulární automat, neuronové sítě nebo evoluční algoritmy. V rámci přehledu jsou uvedeny právě i markovské řetězce, u kterých je popsán základní způsob, jak je lze využít k sestavení modelu, jehož parametry jsou určeny pomocí známých skladeb, a nasimulovat jím skladby nové. Práce model rozšiřuje uvažováním dvou paralelních řetězců, jeden pro délky tónů, druhý pro jejich výšky. V modelu je demonstrován odlišný přístup k tvorbě stavů těchto řetězců spolu s rozšířenou definicí markovského řetězce. Ta se od té základní liší tím, že uvažujeme řetězec, u kterého následující stav nezávisí pouze na stavu aktuálním, nýbrž na aktuálním a určitém počtu stavů předchozích. V poslední části práce je model implementován v programovacím jazyku Python.

Abstract:

The thesis deals with the use of Markov chains in an algorithmic composition. It presents the theory of Markov chains including examples of common practical applications and the required music theory. The thesis also reviews methods used in algorithmic compositions, such as cellular automata, neural networks or evolutionary algorithms. The overview includes Markov chains too, which are described in a basic way that can be used to construct a model, whose parameters are determined by familiar musical compositions and thus can generate new works of music. The thesis further extends the way of the model construction by considering two parallel chains, one to do with tone lengths and the other with their pitch. The model demonstrates a different approach to creating states of these chains, along with an extended definition of the Markov chain. Such a definition differs from the basic one in what we consider a chain, in which the next state does not only depend on the current state but also on a certain number of previous ones. In the last part of the thesis, the model is implemented in the Python programming language.

Keywords

markovský řetězec, hudba, algoritmická kompozice

Keywords

music, Markov chain, algorithmic composition

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 6. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 25. 8. 2021
• Supervisor: Vladimír Holý
• Reader: Jan Zouhar

Vysoká škola ekonomická v Praze

Bachelor programme / field:
Kvantitativní metody v ekonomice / Matematické metody v ekonomii