II-1

BAB II DASAR TEORI

Bab ini memuat ulasan dari riset-riset terkait yang berhubungan dengan topik tugas

akhir ini, yaitu Pembelajaran Mesin untuk Mempelajari Pola Improvisasi Musik Jazz

2.1 Teori Musik

2.1.1 Definisi Musik dan Nada

Secara umum, musik adalah seni, hiburan dan aktivitas manusia yang melibatkan suara-

suara teratur. Secara khusus, musik diartikan sebagai ilmu dan seni suara, yaitu berupa

bentuk dan sinkronisasi suara-suara yang membentuk harmoni nada-nada sehingga

terdengar estetik [KLE07]. Dari sudut pandang bunyi, sebuah bunyi dikategorikan

sebagai bunyi musikal (musical sound) jika dihasilkan dari getaran per satuan waktu

yang teratur. Jika sebuah bunyi dihasilkan dari getaran yang tidak teraktur, maka bunyi

tersebut dikategorikan sebagai bising (noise) [GHE80].

Bunyi musikal memiliki 4 buah elemen penyusun utama [GHE80], yaitu :

1. pitch : banyaknya getaran bunyi per satuan waktu

2. duration : lamanya getaran bunyi berlangsung

3. intensity : amplitudo dari getaran bunyi

4. timbre : karakterisitik kualitas dari bunyi musikal yang dihasilkan dari beberapa

tone tambahan yang dibentuk dari getaran parsial sebuah objek berbunyi.

Elemen terkecil dari musik adalah nada. Nada adalah suara yang memiliki nilai

frekuensi tertentu yang merepresentasikan bunyi musikal. Dalam musik, nada berada

pada ruang dua dimensi, dimensi vertikal dan horizontal. Dimensi vertikal atau dimensi

nada menyatakan nada-nada yang ada atau berbunyi pada suatu waktu tertentu. Dimensi

horizontal atau dimensi waktu adalah bagaimana nada-nada tersebut berubah sejalan

dengan waktu.

II-2

Musik dituliskan dalam partitur musik. Dalam partitur, nada-nada dituliskan sebagai

not-not pada garis paranada (staff). Selain not-not, partitur juga terdiri dari simbol-

simbol dan tulisan-tulisan yang merepresentasikan musik. Notasi musik untuk

merepresentasikan musik dapat dilihat pada LAMPIRAN A Notasi Musik.

2.1.2 Sistem Notasi Nada

Secara umum, terdapat 2 buah sistem notasi yang digunakan untuk mengidentifikasi dan

membedakan nada [GHE80], yaitu

1. Alphabetic

Nada-nada diidentifikasi dengan huruf romawi : C,D,E,F,G,A,B,C

2. Syllabic

Nada-nada diidentifikasi dengan suku kata : do, re, mi, fa, sol, la, ti, do. Aturan suku

kata tersebut diperkenalkan oleh Guido d’Arezzo. Ada dua metode untuk

mengaplikasikan suku kata Guido tersebut pada tangga nada yaitu :

a) “fixed do”

Pada “fixed do”, do menunjukkan nada C disemua kunci dasar (root key).

b) “movable do”

Pada “movable do”, do menunjukkan nada yang sama dengan nada dasar kunci.

Jika nada dasar kunci adalah G, maka do menunjukkan nada G.

Berikut ini Gambar II-1 yang menunjukkan hubungan antara sistem notasi alphabetic,

syllabic, dan notasi grafis.

Gambar II-1 Sistem Notasi Alphabetic dan Syllabic

2.1.3 Melodi

Melodi adalah sebaris nada utama yang menjadi karakteristik dari sebuah lagu. Melodi

merupakan representasi hubungan horizontal dari nada. Karakteristik melodi dalam

suatu waktu harus dipertahankan karena perubahan karakteristik melodi akan

menyebabkan berubahnya karakteristik lagu asal [KAW75].

II-3

2.1.4 Interval

Interval merupakan jarak antar dua buah nada yang dinyatakan dalam jumlah half step

atau semitone [SAB02]. Half step atau semitone merupakan jarak terkecil antar nada

menurut tradisi western. Jarak tersebut mengacu kepada jarak antara satu tuts piano

dengan tuts tetangganya. Jarak antar dua buah nada yang berjumlah sebanyak 2 kali half

step biasa disebut sebagai whole step.

Terdapat 2 buah jenis interval yaitu melodic (interval dari nada-nada yang dimainkan

berurutan) dan harmonic (interval dari nada-nada yang dimainkan bersamaan). Adapun

penamaan dari beberapa interval dari 2 buah nada yang diturunkan dari half step yaitu

minor 3rd , major 3rd , perfect 4th , augmented 4th atau diminished 5th , perfect 5th , minor

6th , major 6th , major 7th , dan octave. Untuk lebih jelasnya, interval dari 2 buah nada

beserta penamaannya akan diilustrasikan pada Gambar II-2.

Gambar II-2 Jenis-Jenis Interval dan Penamaannya [MOR09]

2.1.5 Akor

Akor (Chord) adalah perpaduan tiga atau lebih nada secara bersamaan [JON74]. Akor

merupakan representasi hubungan dimensi vertikal dari nada. Akor paling dasar adalah

triad. Akor yang lain dapat diturunkan dari akor triad.

Sebuah triad dibentuk dari 3 buah nada yang interval nada tetangganya merupakan

interval 3rd. Akor triad terbagi menjadi 2 bagian utama yaitu major dan minor. Suatu

akor disebut sebagai major triad jika jarak antara nada dasar atau root dengan nada

keduanya adalah major 3rd dan jarak antara nada dasar dengan nada ketiganya adalah

perfect 5th. Sedangkan, suatu akor disebut sebagai minor triad jika jarak antara nada

dasar atau root dengan nada keduanya adalah minor 3rd dan jarak antara nada dasar

dengan nada ketiganya adalah perfect 5th. Penjelasan detil mengenai jenis-jenis akor

II-4

beserta penulisannya pada notasi musik dapat dilihat pada Lampiran D Akor dan

Tangga Nada.

2.1.6 Tangga Nada

Tangga nada (scale) adalah deretan nada terturut yang membentuk suatu tangga.

Deretan tersebut terurut menaik atau menurun berdasarkan pitch nada. Perbedaan dari

pitch nada-nada yang menyusun tangga nada bergantung pada tipe tangga nada.

Terdapat banyak tipe tangga nada yang ada saat ini, biasanya berasosiasi dengan akor

tertentu. Tangga nada menjadi dasar pengkreasian melodi sebuah lagu berdasarkan akor

yang sudah ditentukan sebelumnya. Detil penjelasan mengenai tangga nada dapat dilihat

pada Lampiran B Akor dan Tangga Nada.

2.2 Teori Musik Jazz

2.2.1 Struktur Lagu Jazz

Walaupun musik jazz dianggap musik yang bebas dan terkesan tidak terstruktur bagi

pendengar awam, pada dasarnya lagu jazz dibuat dengan perencanaan struktur yang

jelas. Keberadaan dari struktur lagu jazz berubah-ubah sesuai dengan pekembangan

zaman. Berikut ini berbagai struktur dari lagu jazz yang pernah ada.

1. Struktur Era Bebop atau Struktur Tradisional

Struktur lagu jazz yang hadir pada era Bebop hampir mirip dengan struktur musik

klasik yang terdiri dari bagian introduction, exposition atau theme, development

section, recapitulation, dan coda. Introduction berisi melodi pembuka dari lagu,

exposition berisi melodi utama dari lagu, development section berisi melodi

perluasan dari melodi exposition, recapitulation berisi melodi jawaban dari melodi

exposition, dan coda berisi melodi penutup dari lagu. Pada terminologi jazz, bagian

introduction disebut sebagai intro, theme disebut sebagai head, development section

disebut sebagai solo section, recapitulation disebut sebagai head out, dan coda

disebut sebagai ending. Kesempatan bagi para musisi yang sedang memainkan

musik jazz untuk melakukan improvisasi berada pada solo section.

II-5

Pada musik jazz tradisional, progresi akor yang digunakan bagian solo section

biasanya sama dengan progresi akor pada bagian head yang diulang-ulang. Satu

perulangan dari progresi akor pada bagian solo section disebut sebagai chorus.

Setiap soloist (musisi yang sedang melakukan improvisasi secara tunggal) mungkin

untuk melakukan improvisasi solonya dalam beberapa chorus.

Pada bagian head, terdapat berbagai bentuk permainan yang dapat digunakan.

Bentuk permainan yang paling terkenal pada jazz tradisional adalah bentuk blues,

yang lazimnya terdiri dari 12 bar. Beberapa lagu jazz terkenal yang menggunakan

bentuk blues pada head-nya antara lain lagu berjudul “Now’s The Time” dan “Billie

Bounce” karya Charlie Parker, “Straight, No Chaser” dan “Blue Monk” karya

Thelonious Monk, “Freddie Freeloader” dan “All Blues” karya Miles Davis, dan

sebagainya.

2. Struktur Era Popular atau Struktur AABA

Struktur lagu jazz AABA merupakan struktur yang analog dengan struktur lagu

popular atau pop yang terdiri dari 2 bagian yaitu verse atau A-section dan bridge

atau reff. Namun demikian, pada implementasinya diberbagai lagu, struktur ini

ditambahkan intro di awal dan ending di akhir. A-section atau verse terdiri dari

verse 1, verse 2, dan verse 3. Ketiga verse ini biasanya memiliki progresi akor dan

melodi yang identik, kecuali lirik dan 2 bar terakhirnya mungkin dapat berbeda.

Sebagian besar lagu jazz yang menggunakan struktur AABA dimainkan dalam

tempo sangat cepat, sekitar 200 beat per menit. Berikut ini Gambar II-3 yang

menunjukkan contoh penggunaan progresi akor AABA, diambil dari lagu berjudul

“I Got Rhythm” karya George Gershwin.

Gambar II-3. Progresi Akor Struktur AABA pada Lagu “I Got Rhythm” [SAB92]

II-6

3. Struktur Era Modern Jazz atau Struktur Free Jazz

Struktur Free Jazz merupakan struktur lagu jazz yang tidak terorganisir atau memiliki

organisasi struktur yang tidak lazim. Dapat dikatakan bahwa struktur free jazz

merupakan struktur yang tidak terstruktur.

2.2.2 Gaya Permainan Musik Jazz

Mengikuti tradisi sejarah seni lainnya, jazz dibagi dalam beberapa gaya (style) dan

periode yang masing-masing diasosiasikan dengan pemain dan komposer yang

mewakili momen historis tersebut. Kronologi yang tipikal menunjukkan gaya yang

berkembang dalam kurun waktu tertentu dapat dilihat pada Tabel II-1 berikut ini.

Tabel II-1 Periode Perkembangan Gaya Permainan Musik Jazz [SZW00]

No Gaya Permainan (style) Periode Perkembangan

1 Pra-jazz (ragtime, vaudeville) sekitar 1875 – 1915

2 Jazz awal (jazz New Orleans, Dixieland) 1910 – 1927

3 Swing 1928 – 1945

4 Bebop 1945 – 1953

5 Cool Jazz 1949 – 1958

6 Hard bop 1954 – 1965

7 Soul/funk jazz 1957 – 1959

8 Third-stream jazz 1957 – 1963

9 Free jazz 1959 – 1974

10 Jazz-rock 1969 – 1979

11 Neo-tradisionalisme 1980 - ?

Namun demikian pada kenyataannya, segala sesuatu mengenai gaya permainan jazz

lebih rumit daripada yang ditunjukkan tabel di atas. Pada periode apapun akan

ditemukan gaya permainan yang saling bertumpang tindih. Bahkan gaya jazz seringkali

dipadukan dengan genre musik jenis lainnya yang sedang populer saat itu sehingga

timbul gaya permainan baru. Misalnya pada masa keemasan bebop, musik Latin

menyebar di New York dan menjadi bagian dari panggung jazz. Perpaduan kedua unsur

gaya tersebut terkadang disebut dengan istilah baru yang disebut Bossa.

II-7

Hubungan antara perkembangan gaya permainan jazz dengan genre musik lainnya dapat

dilihat pada Gambar II-4.

Gambar II-4 Hubungan Antara Gaya Jazz dengan Genre Musik Lainnya [GER09]

Deskripsi detil mengenai karakteristik gaya permainan (style) musik jazz dapat dilihat

pada Lampiran C Gaya Jazz.

2.2.3 Improvisasi

Improvisasi pada musik jazz dapat diartikan sebagai kegiatan komposisi secara instan

yang dilakukan saat bermain musik. Banyaknya cara untuk melakukan improvisasi saat

memainkan lagu jazz adalah tidak terbatas namun bergantung pada jenis alat musik

yang dimainkan. Setiap alat musik memiliki karakteristik yang berbeda sehingga dapat

menghasilkan berbagai jenis improvisasi yang berbeda pula. Secara umum, terdapat 2

buah jenis alat musik yaitu

1. Alat Musik Bernada (Definite Pitch Instrument)

Contoh : piano, gitar, biola, flute, contrabass, dan lain-lain

2. Alat Musik Tak Bernada (Undefinite Pitch Instrument)

Contoh : drum

II-8

Pada alat musik bernada, jenis improvisasi yang dilakukan adalah pembentukan pola

melodi. Hal-hal yang dapat dilakukan oleh seorang musisi dalam melakukan

improvisasi pembentukan pola melodi adalah sebagai berikut.

• Melakukan pemilihan nada atau not yang akan membentuk melodi secara

horizontal (unisono) atau pun vertikal (harmoni). Pembentukan melodi secara

horizontal hanya mempertimbangkan satu buah nada yang dapat dimainkan

dalam suatu waktu. Sedangkan, pembentukan melodi secara vertikal

mempertimbangkan banyak nada yang dapat dimainkan pada suatu waktu.

• Menentukan cara memainkan nada-nada tersebut, mencakup artikulasi dan

ekspresi. Misalnya, nada pertama dimainkan dengan putus-putus (staccato),

nada kedua dimainkan dengan bersambung (legato), nada ketiga dimainkan

dengan lebih lembut dibandingkan nada-nada sebelumnya, dan seterusnya.

Pada alat musik tak bernada, seperti pada drum, jenis improvisasi improvisasi yang

dilakukan adalah pembentukan pola pukulan yang membentuk karakteristik ritmis

tertentu.

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, improvisasi melodi dilakukan dengan cara

mengomposisi pola melodi unisono dan harmoni. Adapun turunan dari tipe improvasi

harmoni yaitu improvisasi akor alternatif (chord improvisation), yang biasanya

dilakukan oleh pemain instrumen piano/keyboard dan bass. Pengimprovisasian melodi

terhadap sebuah lagu biasanya berhubungan dengan atribut-atribut yang dimiliki oleh

lagu tersebut, seperti melodi asli lagu, progresi akor masukan, dan pola ritmis. Namun

demikian, terdapat jenis improvisasi yang disebut sebagai improvisasi bebas (free

improvisation) dimana improvisasi dilakukan dengan tidak mematuhi hubungan

terhadap atribut-atribut lagu.

Mengacu kepada sejarah perkembangan musik jazz terkait dengan penggunaan pola

improvisasi melodi, terdapat 4 tingkatan improvisasi melodi yang dilakukan oleh musisi

jazz, yaitu

II-9

1. Improvisasi yang dilakukan dengan memodifikasi atau menghias melodi asli.

2. Improvisasi yang dilakukan berdasarkan tonalitas akor.

3. Improvisasi yang dilakukan berdasarkan progresi tangga nada.

4. Improvisasi yang dilakukan di luar tonalitas lagu (outside/free

improvisation).

Improvisasi pada tingkat ke-4 merupakan improvisasi yang paling sulit dilakukan.

Untuk dapat melakukannya dengan baik, maka musisi jazz dituntut untuk menguasai

tingkatan improvisasi sebelumnya dengan baik pula.

2.3 Metode Pendekatan dan Aplikasi yang Berkatian dengan Pembangunan Pola Improvisasi Musik Jazz

2.3.1 Pemodelan Kreatifitas pada Musik Jazz

Musik jazz merupakan sebuah genre musik yang penuh dengan proses kreatif karena

lebih banyak melakukan improvisasi yang bersifat spontan dibandingkan dengan

komposisi. Menurut Clark Terry, proses kreatif dalam bermusik jazz dapat disimpulkan

menjadi 3 hal, yaitu meniru, mengasimiliasi, dan menginovasi. Untuk dapat memainkan

improvisasi pada musik jazz, dibutuhkan tidak hanya pengetahuan musik teoritis yang

kuat melainkan juga kemampuan (skill) yang mumpuni dalam memainkan alat musik.

Dengan demikian, permasalahan improvisasi merupakan salah satu dari permasalahan

kreatifitas. Menurut Johnson-Laird [JOH92], ada 3 buah karakteristik dari permasalahan

kreatifitas sehingga permasalahan tersebut sulit untuk diformalisasikan dengan

pendekatan classical problem solving, yaitu

1. non-deterministic

Untuk komposisi yang sama dapat menghasilkan berbagai solusi musikal yang

semuanya dapat diterima.

2. absence of well-defined goal

Tidak ada tujuan yang pasti mengenai tujuan musikal yang ingin dicapai. Yang

ada hanyalah kesan atau anggapan yang samar mengenai apa yang akan

diselesaikan (vague impression). Bahkan tujuan musikal dapat berubah-ubah

seiring berjalannya proses.

II-10

3. no clear point of termination

Tidak ada tujuan yang terdefinisi dan kesepakatan estetis untuk mengevaluasi

hasil.

Adapun model-model kreatifitas yang telah dibuat sebagai pendekatan agar komputer

mampu memainkan improvisasi pada musik jazz. Pada mulanya, terdapat 2 buah model

yaitu

1. model pemilihan improvisasi secara random-oriented dari pustaka pola musik

berdasarkan frekuensi penggunaannya [AME92],

2. model improvisasi yang dideskripsikan secara detail, terstruktur, dan

deterministik melalui aturan-aturan tertentu (rules) atau grammar [STE84].

Pendekatan yang pertama menyebabkan improvisasi sulit untuk dikontrol pada level

abstrak dan berpotensi untuk menghasilkan pola improvisasi yang terlalu bebas yang

tidak human like. Sedangkan, pendekatan yang kedua merupakan kebalikan dari

pendekatan yang pertama yaitu sulit untuk mengatur fleksibilitas dikarenakan sifatnya

yang deterministik. Hal ini menyebabkan pola improvisasi yang dihasilkan cenderung

kaku karena hanya menghasilkan sebuah solusi dari suatu kondisi.

Adapun model yang ketiga yang mengklaim bahwa bermusik jazz bukan merupakan

aktifitas yang sepenuhnya random dan bukan pula aktifitas yang sepenuhnya

determenistik. Model ketiga disebut model The Reasoner, dirancang oleh Ramalho dan

Ganascia [RAM94] yang memiliki latar belakang sebagai berikut :

• aktifitas-aktifitas yang dilakukan oleh seorang musisi jazz melibatkan 2 struktur

pengetahuan yaitu memori dan aturan dasar.

• aksi berimprovisasi yang dilakukan oleh seorang musisi jazz bergantung kuat

kepada konteks musik yang berevolusi setiap saat. Interaksi yang kuat dengan

musisi-musisi lainnya ataupun dengan publik/lingkungan sekitar akan

berdampak pada berubahnya pengetahuan atau strategi awal saat melakukan

improvisasi. Perubahan tersebut dapat berupa diperkuatnya pengetahuan awal

(reinforce) atau bahkan mengabaikannya (discard).

II-11

2.3.1.1 Potential ACTion (PACTs)

Pachet [PAC90] merumuskan gagasan yang disebut PACTs (saat ini disebut sebagai

“strategy”) yang berperan sebagai sebuah framework generik untuk merepresentasikan

aksi potensial yang akan dilakukan oleh seorang musisi dalam konteks permainan

musik, yang fokus pada pemberian perintah terhadap aksi-aksi musikal dibandingkan

dimensi sintaksis dari not. Pada kenyataannya, PACTs dapat merepresentasikan tidak

hanya not-not tetapi juga aksi-aksi abstrak yang membentuk rantai aksi. PACTs

merupakan struktur frame-like yang memiliki deskriptor-deskriptor utama berupa start-

beat, end-beat, dimensions, abstract-level, type dan instrument-dependency.

PACTs diaktifkan pada waktu-waktu tertentu dan dibatasi oleh durasi yang

menyesuaikan dengan kumpulan not, akor, bar, lagu keseluruhan, dan sebagainya.

PACTs mungkin bergantung pada berbagai dimensi dari note yaitu rhythm (r),

amplitude (a), pitch (p), dan kombinasi dari ketiganya (r-a, r-p, p-a, r-p-a). Ketika

dimensi-dimensi tersebut diinstansiasi, level abstrak dari PACTs dikatakan low. Jika

tidak, maka dikatakan high. Sebagai contohnya, perintah “play loud” merupakan low-

level PACT dari amplitude, “play this rhythm” merupakan low-level PACT dari rhythm,

dan “play an ascending arpeggio” merupakan low-level PACT dari pitch. Perintah

“play this lick transposed one higher step” merupakan low-level PACT dari ketiganya

(amplitude, rhythm, dan pitch). Sedangkan, perintah-perintah “play syncopated” dan

“use major scale” merupakan high-level PACT dari rhythm and pitch. Perintah PACT

juga dapat terkait dengan instrumen musik seperti “play five-note chord” yang

merupakan piano PACT atau “play stepwise” yang merupakan bass PACT.

Dari deskripsi di atas, terdapat 2 buah karakteristik penting dari PACT yang muncul.

Karakteristik yang pertama adalah playability. Semakin kurangnya level abstrak dari

PACT menyebabkan semakin banyak dimensi musik yang dilibatkan yang berarti

semakin playable. Sebagai contohnya, “play C E G” lebih playable dibandingkan

dengan “play ascending notes”. Sedangkan, karakteristik yang kedua adalah

combinability. Perintah-perintah PACTs dapat dikombinasikan sedemikian rupa

sehingga menghasilkan perintah baru yang lebih playable. Contohnya, perintah “play

II-12

ascending notes” dapat dikombinasikan dengan perintah “play triad notes(C major)”

untuk menghasilkan perintah “play C E G”.

2.3.1.2 Musical Memory

Tidak ada yang dapat menjamin bahwa PACTs berisi semua informasi yang dapat

membentuk sebuan playable PACT. Untuk mengatasi masalah ini, dibuat sebuah

gagasan lain yang dinamakan Musical Memory yang menggunakan prinsip case-based

reasoning [SLA91]. Musical Memory merupakan sebuah memori jangka panjang yang

mengakumulasi materi-materi musikal (cases) yang telah didengarkan atau dikuasai

oleh musisi.

Materi-materi musikal dari Musical Memory harus bersesuaian dengan low-level

PACTs sehingga dapat ditilik selama proses problem solving berlangsung. Materi-

materi tersebut didapatkan dengan mengaplikasikan transformasi (contoh: segmentasi

waktu, proyeksi 1 atau 2 dimensi, dan sebagainya) menjadi transkripsi permainan jazz

aktual.

Adapun hal penting yang perlu ditekankan bahwa high-level PACTs yang didefiniskan

juga ditentukan melalui transkripsi permainan jazz aktual namun tidak otomatis karena

jika dipaksakan untuk dijalankan otomatis akan melibatkan transformasi yang kompleks

pada saat dilakukan transkripsi. Perintah-perintah PACTs didapatkan melalui fase

akuisisi pengetahuan musik jazz dari para ahli.

2.3.1.3 Model The Reasoner

The reasoner merupakan model formal yang dirancang Ramalho dan Ganascia yang

diklaim dapat menjawab permasalahan terhadap pemodelan kreatifitas dalam

berimprovisasi jazz dengan pendekatan classical problem solving. The Reasoner

memiliki unsur PACt dan Musical Memory yang telah dijelaskan pada subbab 2.3.1.1

Potential ACTion (PACTs) dan 2.3.1.2 Musical Memory. Menurut mereka,

permasalahan musikal merupakan aktifitas untuk mengetahui bagaimana cara memulai

langkah solusi dari kesan samar (vague impression) hingga mencapai spesifikasi yang

pasti. Dengan kata lain, keadaan awal dari ruang permasalahan musikal dapat berupa

II-13

banyak PACTs dalam suatu interval waktu dan keadaan akhirnya berupa sebuah

playable PACT yang unik. Goal dari model ini pun bersifat tetap dan didefinisikan

dengan jelas, yaitu bermain musik. Pemecahan masalah ekuivalen dengan kegiatan

menyusun dan mengombinasikan PACTs.

Model The Reasoner disimulasikan dengan 3 buah modul yang berkoordinasi secara

paralel (lihat Gambar II-5. Deskripsi Model The Reasoner [RAM94]), yaitu modul

perception, composing, dan execution. Modul-modul ini menyerupai komponen-

komponen yang terdapat pada beberapa aplikasi robotik yaitu Monitoring, Planning,

dan Executing. Konteks dari The Reasoner dihasilkan dari grid akor masukan dan even-

even yang terjadi pada saat permainan berlangsung.

Gambar II-5. Deskripsi Model The Reasoner [RAM94]

Berikut ini penjelasan fungsi dari modul-modul The Reasoner.

1. Modul Perception

Modul perception berfungsi sebagai antarmuka antara sistem The Reasoner dengan

lingkungan luar. Mekanisme kerja dari modul ini analog dengan aktifitas interpretasi

yang dilakukan oleh musisi jazz terhadap lagu yang dimainkan sebelum memutuskan

untuk melakukan improvisasi. Pemahaman yang didapatkan dari interpretasi tersebut

kemudian dikolaborasikan dengan pengetahuan dasar yang dimiliki oleh musisi untuk

memberikan umpan balik improvisasi yang selaras.

2. Modul Composition

II-14

Modul composition berfungsi untuk membentuk pola permainan berdasarkan hasil

interpretasi dari persepsi yang dilakukan, grid akor masukan, knowledge base, dan

musical memory. Permasalahan yang muncul dalam memainkan pola yang sesuai

dengan grid akor masukan dapat dipandang sebagai 3 buah urutan sub-permasalahan

yaitu menentukan durasi dari segmen grid akor yang baru, menentukan PACTs yang

berasosiasi dengan segmen tersebut, dan menyusun PACTs tersebut untuk membentuk

sebuah playable PACTs. Low-level PACTs yang didapatkan berasal dari musical

memory. Sedangkan, berbagai aturan dan fungsi heuristik yang berkaitan dengan

segmentasi grid akor terdapat pada knowledge base. Aturan-aturan tersebut juga

digunakan untuk mendeteksi dan memecahkan masalah inkompatibilitas diantara

PACTs, mengkombinasikan PACTs, dan memodifikasi low-level PACTs.

3. Modul Execution

Modul execution berfungsi untuk mengeksekusi playable PACTs yang telah dibentuk

oleh modul composition. Perlu digarisbawahi bahwa fungsi dari modul execution ini

terbatas pada hanya memainkan playable PACTs yang telah dibentuk atau direncanakan

sebelumnya dan tidak melakukan perencanaan ulang atas PACTs yang telah terbentuk.

Model ideal dari modul ini adalah sistem mampu memainkan playable PACTs

bersamaan dengan aktifitas perencanaan ulang, seperti halnya aktifitas musisi jazz pada

saat real-time.

2.3.2 Band-In-A-Box

Band-In-A-Box merupakan sebuah perangkat lunak pengaransemenan musik komersial

berbasis MIDI yang paling populer saat ini. Prinsip kerja dari Band-In-A-Box adalah

menerima masukan utama berupa progresi akor dan style dari pengguna, kemudian

mengeluarkan sebuah lagu teraransemen sesuai dengan progresi akor dan style yang

dipilih. Untuk masukan progresi akor dan style yang sama, Band-In-A-Box dapat

membangkitkan pola aransemen musik yang berbeda. Bagi para pengguna biasa, Band-

In-A-Box banyak digunakan untuk keperluan pembuatan musik secara instan.

Sedangkan bagi para musisi, khususnya musisi jazz, Band-In-A-Box digunakan sebagai

partner dalam mempelajari dan melatih improvisasi jazz.

II-15

Kekuatan Band-In-A-Box terletak pada aspek ketersediaan pilihan style. Terdapat lebih

dari 1000 style musik yang tersedia pada Band-In-A-Box. Misalkan ada seorang

pengguna yang ingin membuat sebuah lagu dengan gaya yang mirip dengan permainan

musik ala musisi A. Jika style tersebut tersedia, maka lagu yang dihasilkan akan

memiliki karakeristik seperti musisi A, dimulai dari gaya ritmis, akor, hingga melodi

pengiring ataupun melodi solo.

Namun demikian, Band-In-A-Box tidak melakukan pembelajaran mesin untuk

membentuk style baru. Style yang tersedia bersifat pre-defined. Selain itu, permainan

lagu dari style yang dipilih tidak dapat dievaluasi apakah lagu tersebut sesuai dengan

keinginan pengguna. Keluaran lagu dari masukan style dan progresi akor dibangkitkan

secara acak untuk setiap pembangkitan. Dapat dikatakan bahwa Band-In-A-Box

merupakan perangkat lunak pembangkitan improvisasi yang non-interaktif.

2.3.3 Pendekatan Genetic-Based

Pembangkitan pola melodi improvisasi solo pada musik jazz sudah diterapkan pada

suatu sistem bernama GenJam. GenJam merupakan sebuah model berbasis algoritma

genetika yang mensimulasikan seorang musisi jazz pemula dalam mempelajari

improvisasi secara real-time [BIL94]. Pada terminologi jazz, even saat musisi jazz

melakukan permainan improvisasi secara real-time biasa disebut sebagai jam session.

GenJam merupakan sebuah metafora dari seorang pelajar jazz yang sedang berada pada

jam session sembari diawasi oleh seorang mentor. Ketika ia memainkan improvisasi

dengan baik, maka tutor akan memberikan respon positif, dan sebaliknya. Dari respon-

respon yang didapatkan, pelajar akan mengenali berbagai pola improvisasi yang enak

ataupun yang tidak enak didengar sehingga respon-respon tersebut menjadi dasar

pengambilan keputusan bagi pelajar untuk melakukan improvisasi yang baik

dikemudian waktu. Pada model GenJam, pembentukkan pola improvisasi dilakukan

dengan cara melakukan pencarian pada kumpulan populasi melodi yang cocok dengan

suatu tangga nada tertentu yang direkomendasikan oleh progresi akor masukan. Saat

GenJam memainkan pola improvisasinya, seorang human-mentor dapat memberikan

umpan balik secara real-time dengan tujuan untuk menentukan nilai fungsi fitness untuk

setiap bar atau frasa musik.

II-16

GenJam diimplementasikan pada lingkungan Macintosh/Think C di atas CMU MIDI

Toolkit. Arsitektur dari sistem GenJam diilustrasikan padaGambar II-6.

Gambar II-6. Arsitektur Sistem GenJam [BIL94]

Untuk melakukan improvisasi pada sebuah tune, GenJam melakukan pembacaan

terhadap sebuah berkas progression, yang memberikan informasi tempo dan gaya ritmis

(misalnya, swing atau 8-note), jumlah chorus solo yang harus dilalui, dan progresi akor.

GenJam melakukan improvisasi pada sebuah tune dengan membangun sebuah deretan

chorus pada MIDI yang didekodifikasi dari himpunan populasi frasa dan measure.

Karena frasa diimplementasikan sebagai deretan 4 buah measure, menyebabkan

populasi frasa dan measure membentuk sebuah hirarki struktur melodi yang saling

mendukung satu sama lain. Yang perlu digarisbawahi adalah bahwa GenJam tidak

mencoba untuk mengembangkan sebuah melodi solo yang sempurna untuk sebuah tune

spesifik, melainkan mencoba untuk mengembangkan koleksi ide-ide melodis yang

cocok untuk berbagai tune.

Ketika human-mentor sedang mendengarkan pola improvisasi melodi solo yang telah

dihasilkan, ia dapat memasukkan informasi sebagai umpan balik atau justifikasi.

Informasi yang dapat dimasukkan hanyalah informasi “good” atau “bad”. “Good”

menyatakan bahwa melodi solo dimainkan dengan baik atau enak didengar, sedangkan

“bad” menyatakan bahwa melodi solo tidak enak didengar. Nilai fungsi fitness untuk

setiap measure atau frasa diakumulasikan dengan cara melakukan penambahan counter

setiap kali suatu measure atau frasa dinyatakan “good” dan melakukan pengurangan

II-17

counter setiap kali dinyatakan “bad”. Fungsi fitness yang sudah dimodifikasi disimpan

pada berkasi populasi setelah improvisasi melodi solo selesai.

Secara umum, GenJam berjalan pada salah satu 3 mode berikut : learning, breeding,

dan demo. Pada mode learning, GenJam melakukan seleksi terhadap populasi melodi

secara acak dengan mengabaikan fungsi fitness, tidak menggunakan operator-operator

genetika, serta mengharapkan umpan balik. Pada mode breeding, GenJam melakukan

seleksi dengan menggunakan operator-operator genetika dan setengah dari jumlah

populasi diganti dengan populasi yang baru sebelum sebuah melodi solo dimainkan.

Sedangkan, pada mode demo, GenJam melakukan aktifitas layaknya performa musik

jazz, yaitu memainkan pola improvisasi melodi solo yang dipilih berdasarkan

pengetahuan yang ada tanpa dilakukan umpan balik.

2.3.3.1 Representasi Kromosom pada GenJam

GenJam memiliki 2 karakteristik yang membedakannya dengan model algoritma

genetika sederhana, yaitu

1. Menggunakan 2 buah populasi, yaitu populasi measure dan populasi

frasa.Sebuah individu pada populasi measure dipetakan ke sebuah deret even

MIDI. Sedangkan, sebuah individu pada populasi frasa dipetakan ke indeks dari

measure pada populasi measure.

2. Menggunakan keseluruhan dari populasi measure dan frasa untuk membentuk

melodi solo, tidak hanya salah satu dari populasi measure atau frasa yang

terbaik.

Gambar-gambar di bawah ini merupakan contoh ilustrasi representasi kromosom dari

individu measure dan frasa.

Gambar II-7. Individu Frasa [BIL94]

II-18

Gambar II-8. Populasi Measure [BIL94]

Pada Gambar II-7, ditunjukkan bahwa sebuah frasa ke-23 memiliki fitness bernilai -12,

yang berarti pola melodi dari frasa tersebut mendapatkan respon yang tidak begitu baik

dari mentor. Frasa tersebut juga memiliki sebuah kromosom yang merupakan hasil

konkatenasi 4 buah bilangan yang masing-masingnya merupakan pointer ke populasi

measure. Dalam representasi bit-bit biner, individu frasa ke-23 dapat dinyatakan

sebagai berikut.

Gambar II-9. Frasa 23 dengan Representasi Kromosom dalam Bit Biner [BIL94]

Pada Gambar II-9, bit-bit yang berjumlah 6 buah untuk tiap indeks ke measure-nya

bukan ukuran yang pasti. Ukuran tersebut bergantung pada jumlah populasi measure

yang ada. Untuk 2 banyaknya populasi measure yang ada, sebaiknya ukuran bit-bit

indeks sebanyak buah agar dapat mengakses semua populasi.

Gambar II-9 mengilustrasikan populasi measure yang terhubung dengan frase ke-23.

Individu-individu dari populasi measure tersebut disusun atas nilai fitness dan sebuah

kromosom yang menginterpretasikan 8 buah deretan angka yang merepresentasikan 3

buah even, yaitu sebuah not baru, tanda istirahat, dan tanda tahan. Even not baru

menyebabkan MIDI player memainkan not tersebut, tanda istirahat menyebabkan not

berhenti dimainkan, dan tanda tahan menandakan tidak terjadi even apa-apa

(memanjangkan not yang sebelumnya dimainkan atau memperlama waktu istirahat).

Sebagai syarat tambahan, sebuah tanda tahan pada permulaan suatu measure juga

II-19

memperpanjang even terakhir (not baru atau tanda istirahat) pada measure sebelumnya

sehingga struktur ritmis dapat mengalir tanpa menghiraukan batas-batas dari measure.

Even-even pada GenJam direpresentasikan dengan bilangan dari 0-14. 0 menyatakan

tanda istirahat, 1-14 menyatakan not-not dengan pitch tertentu, dan 15 menyatakan

tanda tahan. Dengan demikian, representasi tersebut memiliki keterbatasan yaitu not-not

yang dapat dimainkan pada satu waktu hanya 14 not.

2.3.3.2 Pemetaan Akor ke Tangga Nada

Pada sistem GenJam, akor didapatkan dari berkas progression, seperti yang telah

dijelaskan pada Gambar II-6. Dari informasi akor yang didapatkan, kemudian akan

ditentukan tangga nada yang bersesuaian. Fungsi dari pembentukkan tangga nada

adalah sebagai panduan bagi sistem untuk tidak memainkan not yang salah relatif

terhadap akor menurut teori musik jazz.

Pada kenyataannya, sebuah pola akor dapat berasosiasi dengan banyak tangga nada

yang mungkin, dapat berjumlah tak terbatas [SAB02]. Namun, untuk menyederhanakan

persoalan, pada GenJam sebuah pola akor dapat berasosiasi terbatas hanya pada satu

tangga nada. Berikut ini tabel pemetaan akor ke tangga nada yang dimiliki oleh GenJam

(dalam nada dasar C).

Tabel II-2 Tabel Pemetaan Akor Ke Tangga Nada pada GenJam [BIL94]

Akor Tangga Nada Himpunan Not

Cmaj7 Major (tanpa nada ke-4) C D E G A B

C7 Mixolydian (tanpa nada ke-4) C D E G A Bb

Cm7 Minor (tanpa nada ke-6) C D Eb F G Bb

Cm7b5 Locrian (tanda nada ke-2) C Eb F Gb Ab Bb

Cdim W/H Diminished C D Eb F F# G# A B

C+ Lydian Augmented C D E F# G# A B

C+7 Whole Tone C D E F# G# Bb

C7#11 Lydian dominant C D E F# G A Bb

C7#9 Altered Scale C Db Eb E F# G# Bb

C7b9 H/W Diminished C Db Eb E F# G A Bb

Cm7b9 Phrygian C Db Eb F G A Bb

Cmaj7#11 Lydian C D E F# G A B

II-20

Walapun informasi pemetaan akor ke tangga nada yang sudah didefinisikan bertujuan

untuk menghindari permainan not yang ‘salah’, namun bukan berarti not-not hasil

pemetaan tersebut ‘benar’ secara mutlak. Seleksi yang dilakukan terhadap not-not yang

akan dimainkan juga mempertimbangkan pengetahuan yang didapatkan dari mentor.

Dengan demikian, pemetaan tersebut berfungsi sebagai knowledge base yang sewaktu-

waktu dapat berubah bergantung masukan dari mentor.

2.3.3.3 Operator-Operator Genetika pada GenJam

GenJam melakukan single-point crossover standar pada lokasi acak terhadap 32-bit

string measure atau terhadap 24-bit string frasa. Dari proses ini kemudian akan

dihasilkan beberapa keturunan measure. Dua buah keturunan yang unggul

dipertahankan, sedangkan sisanya dimutasi dengan mengaplikasikan beberapa operasi

mutasi yang beroperasi pada level even suatu frasa dan level indeks pada suatu

measure. Operasi-operasi mutasi yang diaplikasikan dipilih sedemikian rupa sehingga

dapat menghasilkan keturunan yang bermakna pada konteks musik. Tabel di bawah ini

merupakan penerapan operasi-operasi mutasi terhadap measure 57 yang telah

diilustrasikan pada Gambar II-8.

Tabel II-3. Operator-Operator Mutasi pada Measure [BIL94]

Operator mutasi Measure yang telah termutasi

None (Original Measure) 9 7 0 5 7 15 15 0

Reverse 0 15 15 7 5 0 7 9

Rotate Right 15 15 0 9 7 0 5 7

Invert 6 8 15 10 8 0 0 15

Sort Notes Ascending 5 7 0 7 9 15 15 0

Sort Notes Descending 9 7 0 7 5 15 15 0

Transpose Notes (eg. +3) 12 10 0 8 10 15 15 0

Operator rotate melakukan rotasi terhadap even n langkah ke kanan, dimana n

merupakan sebuah bilangan acak antara 1 hingga 7. Operator reverse melakukan

pembalikan urutan dari even. Operator inverse melakukan pengubahan terhadap tanda

istirahat menjadi tanda tahan, tanda tahan menjadi tanda istirahat, dan melakukan

pencerimanan terhadap pitch dimana cerminnya terletak diantara even 8 dan 9. Operator

II-21

sort melakukan pengurutan even dari angka terkecil hingga terbesar atau sebaliknya.

Operator transpose melakukan pengubahan pitch even, dapat dinaikan atau diturunkan.

Pada operator sort dan transpose, pengubahan terhadap tanda istirahat dan tanda tahan

tidak dilakukan.

Pada individu-individu frasa juga dapat dilakukan operasi-operasi genetika. Terdapat 6

buah operator genetika yang dapat diterapkan pada suatu frasa. Tabel di bawah ini

merupakan penerapan operasi-operasi mutasi terhadap sebuah frasa yang telah

diilustrasikan pada Gambar II-7.

Tabel II-4. Operator-Operator Mutasi pada Frasa [BIL94]

Operator mutasi Frasa yang telah termutasi

None (Original Measure) 57 57 11 38

Reverse 38 11 57 57

Rotate Right (e.g., 3) 57 11 38 57

Genetic Repair 57 57 11 29

Super Phrase 41 16 57 62

Lick Thinner 31 57 11 38

Orphan Phrase 17 59 43 22

Operator reverse dan rotate pada frasa memiliki operasi yang sama dengan operator

reversi dan rotasi pada measure. Operator genetic repair melakukan penggantian

terhadap measure yang memiliki nilai fitness terkecil dengan sebuah measure baru yang

dipilih secara acak. Untuk kasus pada tabel 3, measure 38 diganti dengan measure 29.

Operator super phrase melakukan pembangkitan frasa yang baru dengan

mempertahankan sebuah measure yang paling unggul, yaitu yang memiliki fungsi

fitness terbesar. Operator lick thinner melakukan penggantian measure dengan measure

yang paling sering muncul pada populasi frasa secara keseluruhan. Operator orphan

measure melakukan pembangkitan frasa yang baru dimana measure-measure yang

dipilih merupakan measure yang paling jarang muncul pada populasi frasa secara

keseluruhan.

II-22

2.3.4 Pendekatan Rule-Based

2.3.4.1 Gambaran Umum Sistem Impro-visor

Keller dan Morrison [KEL05] merumuskan suatu metode untuk membangun melodi

jazz unisono dengan pendekatan probabilistic Context Free Grammar berdasarkan

progresi akor masukan. Metode ini sudah diimplementasikan pada perangkat lunak

yang dapat diperoleh secara gratis bernama Impro-visor. Impro-visor dirancang untuk

membantu musisi Jazz yang belum cukup memiliki latar belakang ilmu pengetahuan

jazz untuk membuat melodi improvisasi.

Gambar II-10 Screen Shot dari Perangkat Lunak Impro-visor [KEL05]

Sistem impro-visor menerima masukan berupa berkas musik yang terdiri dari deretan

melodi asli dan progresi akor. Namun demikian, pada pemrosesan internalnya, hanya

progresi akor yang dipertimbangkan. Selain menerima masukan berupa berkas musik,

impro-visor juga dapat menerima masukan berupa deretan string yang

merepresentasikan gambaran umum dari fragmen melodi yang diinginkan oleh user.

Pada terminologi jazz, fragmen melodi biasa disebut sebagai lick. Keluaran dari impro-

visor adalah berupa deretan melodi baru atau melodi improvisasi unisono yang

dibangkitkan sesuai dengan aturan yang telah didefinisikan oleh grammar berdasarkan

progresi akor masukan dan string gambaran umum fragmen melodi.

II-23

Pendekatan awal dari perumusan metode ini adalah membuat basis data yang besar dari

lick yang mungkin terjadi dimana lick-lick tersebut dapat dipilih oleh pengguna aplikasi.

Dikarenakan sangat banyaknya kombinasi antara progresi akor yang sesuai dengan lick

yang dibuat, permasalahan yang timbul adalah adanya kebutuhan akan basis data yang

sangat besar yang harus dibuat secara manual. Salah satu cara untuk mengatasi

permasalahan tersebut adalah membuat suatu metode yang dapat membangkitkan lick

secara dinamis dengan pendekatan grammar. Jenis grammar yang digunakan, karena

diklaim paling sesuai untuk menyelesaikan permasalahan ini, adalah Context-Free

Grammar (CFG).

2.3.4.2 Penggunaan Grammar pada Konteks Musikal

Merujuk kepada konsep dasar dari formal grammar, tujuan dari sebuah grammar adalah

untuk membangkitkan deretan simbol. Pada kasus ini, simbol-simbol akan

direpresentasikan sebagai nilai ritmis dan bunyi nada.

Sebuah probablistic CFG terdiri dari 4 buah tuple ( , , , ) dimana merupakan

himpunan simbol terminal (elemen penentu rule yang akan dihasilkan), merupakan

himpunan simbol non-terminal, merupakan kumpulan rule atau produksi yang

memetakan setiap simbol non-terminal ke sejumlah simbol pada yang

memiliki bobot dan merupakan simbol awal.

Berikut ini merupakan contoh dari sebuah CFG sederhana tanpa bobot diluar konteks

musikal. Didefinisikan sebuah CFG semua string tanda kurung yang bersesuaian

dengan komponen-komponen :

1. simbol terminal : {’(’,’)’}, himpunan tanda kurung

2. simbol nonterminal :{ ’S ’, ’T ’}

3. simbol awal : S

4. aturan produksi :

•

•

•

•

II-24

Di bawah ini merupakan contoh-contoh deretan string tanda kurung yang dibangkitkan

oleh CFG di atas.

-

-

-

Pada setiap langkah pembangkitan, sebuah simbol nonterminal pada string langkah

sebelumnya dimana simbol tersebut merupakan anggota dari simbol ruas kiri pada

aturan produksi digantikan dengan simbol baru yang merupakan anggota dari simbol

ruas kanan. Langkah proses pembangkitan akan berhenti jika string terakhir merupakan

simbol terminal.

Pada sistem Impro-visor, terdapat 2 buah elemen musik yang direpresentasikan dengan

grammar yaitu ritmis dan tonal nada. Sebagai contoh sederhana penggunaan grammar

untuk deretan ritmis, diberikan sebuah CFG yang dapat membangkitkan string durasi

not setengah dan seperempat, tanpa sinkopasi. Perlu diketahui bahwa pola ritmis dari

suatu lagu dibentuk dari permainan nada-nada dengan durasi yang berbeda. Aturan

produksi yang dapat didefinisikan adalah sebagai berikut.

•

•

•

•

•

Pada simbol ruas kanan aturan produksi, terdapat simbol terminal { , } yang

merepresentasikan not setengah (half note) dan not seperemat (quarter note). Simbol

nonterminal { , , } yaitu dimana merepresentasikan sebuah deretan 1 atau banyak

measure, merepresentasikan 1 measure, dan merepresentasikan ½ measure.

Berikut ini contoh beberapa string ritmis not setengah dan not seperempat yang dapat

dibangkitkan oleh CFG tersebut.

II-25

-

-

-

-

Salah satu keuntungan dari penggunaan grammar untuk merepresentasikan deretan

ritmis adalah bahwa grammar yang dibentuk dengan baik akan mampu digunakan untuk

menghindari pola ritmis yang buruk, seperti deretan sebuah not seperenambelas yang

diikuti oleh sebuah not setengah lalu not seperdelapan.

Setelah skeleton ritmis telah dibangkitkan, setiap ritmis not dapat diisi dengan nada-

nada tertentu dengan cara membuat grammar tonal nada. Pada sistem ini, tonal nada

diklasifikasikan berdasarkan progresi akor yang diberikan yang terdiri atas 4 buah jenis

tonal nada, yaitu

1. Chord tones : tonal nada anggota dari akor.

2. Color tones : tonal nada yang bukan anggota dari akor, tetapi masih

menghasilkan bunyi yang dapat diterima.

3. Approach tones : tonal nada yang bukan chord tones, namun berfungsi sebagai

nada transisi ke chord tones atau colour tones.

4. Other tones : tonal nada yang bukan anggota dari ketiga tonal di atas.

Adapun 7 buah jenis simbol terminal yang representasinya mencakup semua jenis tonal

akor yang telah dijelaskan di atas disertai dengan 3 buah terminal tambahan, yaitu

1. C (chord tones)

2. L (color tones)

3. A (approach tones)

4. H (helpful tones: nada-nada yang dipilih dari C,L, atau A)

5. S (scale tones: nada anggota dari suatu tangga nada yang bersesuaian dengan

akor)

6. X (arbitrary notes: nada sebarang)

7. R (rest: tanda istirahat)

II-26

Sistem Impro-visor memadukan representasi ritmis/durasi nada dan tonal nada menjadi

sebuah simbol nonterminal. Salah satu contoh penulisan dari simbol nonterminal yang

dimaksud adalah A2. Simbol A2 menyatakan bahwa pada titik tersebut tonal nada yang

harus dimainkan adalah approach tone yang bernilai not setengah atau not berdurasi 2

ketukan. Simbol nonterminal ini didapatkan dari masukan user berupa string gambaran

umum dari lick. Pada impro-visor, string tersebut disebut sebagai S-expression.

Misalkan terdapat masukan S-expression yaitu 8, 8, 8, 8, 4. , 8. Deretan tersebut

masing-masing merepresentasikan tonal nada yang harus dimainkan secara berurut yaitu

approach, color, scale, color, helpful, scale. Jika disertai dengan akor masukan CM9,

maka kemungkinan lick-lick yang dapat dibentukan adalah seperti yang ditunjukkan

pada Gambar II-11.

Gambar II-11 Lick pada Akor CM9 dari Pola , , , , . , [KEL07]

Pembangkitan simbol terminal atau nada-nada improvisasi dari lick diatur sepenuhnya

oleh aturan produksi pada grammar. Karena grammar pada sistem impro-visor bersifat

nondeterministik, maka akan terdapat lebih dari satu solusi lick yang mungkin dapat

dibangkitkan. Untuk mengatasi hal tersebut, maka setiap rule pada aturan produksi

diberikan bobot dengan nilai probabilitas yang berbeda-beda. Rule yang memiliki nilai

probabilitas yang lebih besar akan cenderung untuk dipilih. Aturan produksi beserta

nilai probabilitasnya dapat diubah-ubah oleh pengguna sesuai dengan kebetuhan.

Gambar II-12 menunjukkan salah satu contoh aturan produksi melodi dalam bentuk

parse tree beserta hasil melodi improvisasi yang dihasilkan berdasarkan progresi akor

masukan.

II-27

Gambar II-12 Parse-Tree Aturan Produksi dari Impro-Visor [EBE08]

2.4 Pembelajaran Mesin

2.4.1 Definsi dan Konsep Dasar Pembelajaran Mesin

Pembelajaran mesin (Machine Learning) merupakan studi mengenai metode

komputasional dan pengkonstruksian program komputer yang dapat meningkatkan

kinerjanya sendiri secara otomatis berdasarkan pengalaman [SIO09]. Tujuan utama dari

pembelajaran mesin adalah bagaimana merancang mesin yang dapat belajar atau

meniru proses pembelajaran yang dilakukan oleh manusia. Studi mengenai

pembelajaran mesin melibatkan banyak bidang keilmuan antara lain kecerdasan buatan,

teori komputasi, probabilitas, statistika, teori informasi, pemrosesan sinyal, filsafat,

sistem kontrol, psikologi, biologi, ekonomi, linguistik, fisika, dan sebagainya.

Sejak komputer pertama kali ditemukan, ide untuk membuat mesin cerdas atau mesin

yang dapat belajar sebagaimana manusia belajar telah dipikirkan oleh para ahli. Saat ini,

dengan perkembangan ilmu komputer yang pesat khususnya di bidang AI (Artificial

Intelligence), ide untuk membuat mesin cerdas dapat menjadi kenyataan. Adapun

berbagai aplikasi dari pembelajaran mesin yang telah berhasil diimplementasikan antara

lain program pengenal ucapan kata-kata ([WAI89] dan [LEE89]), program pendeteksi

II-28

tingkat kesembuhan pasien pneumonia (Cooper et al. 1997), program data-mining yang

mempelajari proses pemonitoran dan pendeteksian kecurangan (fraudulent) transaksi

kartu kredit, sistem penyaringan informasi yang mempelajari pola kegiatan membaca

dari user, kendaraan setir otomatis (ALVINN) yang dapat mempelajari aktifitas

menyetir pada jalan umum disertai keberadaan kendaraan-kendaraan lainnya, dan lain-

lain.

Merujuk kepada cara pembelajaran pada manusia, manusia belajar dengan 2 cara yaitu

dengan cara diajarkan atau dengan belajar sendiri (self-discovery). Sebagai analogi

pembelajaran dengan cara diajarkan yaitu seorang murid yang sedang belajar hukum

newton dari guru fisikanya. Sedangkan, analogi pembelajaran dengan belajar sendiri

yaitu seorang peneliti yang sedang melakukan penelitian dan menulis jurnal atau paper.

Analogi mengenai cara belajar tersebut juga digagas oleh ilmuwan komputer dan

perancang perangkat lunak untuk diterapkan pada mesin. Mesin dapat belajar dengan

cara diajarkan, misalnya oleh programmer atau pakar pada bidang spesifik seperti

pengacara, dokter, dan sebagainya. Selain itu, mesin juga dapat belajar dengan cara

belajar sendiri melalui observasi data, misalnya data dari basis data pemasaran, dari

basis data pengelolaan pasien, dan sebagainya, dan mampu untuk menemukan dan

mengekstraksi informasi prediktif.

Berikut ini definisi formal dari pembelajaran mesin yang dikutip dari [MIT97].

“A computer program is said to learn from experience E with respect to some class of

tasks T and performance measure P, if its performance at tasks in T, as measured by P,

improves with experience E.”

Dengan demikian, terhadap 3 fitur utama yang harus diidentifikasikan untuk

mendefinisikan sebuah masalah pembelajaran yaitu kelas aktifitas(class of tasks),

ukuran kinerja(performance measure), dan sumber pengalaman(source of experience).

Adapun beberapa metode yang lazim digunakan untuk mengaplikasikan pembelajaran

pada mesin yaitu sebagai berikut.

• Decision Trees

• Artificial Neural Networks (ANN)

II-29

• Bayesian Methods

• Reinforcement Learning

• Inductive Logic Programming (ILP)

• Case-Bases Reasoning (CBR)

• Genetic Algorithms (GA)

• Support Vector Machines (SVM)

• Instance-Based Learning (ILB)

Pada perkembangan terakhir di dunia pembelajaran mesin, perhatian tertuju pada

permasalahan pembangkitan dan penggabungan perihal pengklasifikasian yang berbeda

namun masih homogen dengan meggunakan teknik yang disebut bagging, boosting,

atau bootstrapping. Teknik-teknik tersebut dibuat untuk mengatasi pembangkitan model

yang repetitif di atas data pelatihan yang terus berkembang. Dengan demikian, teknik-

teknik tersebut dapat mengurangi varian dari model.

2.4.2 Perancangan Sistem Pembelajaran Mesin

Perancangan sistem pembelajaran mesin yang tepat terhadap suau permasalahan

pembelajaran merupakan kunci keberhasilan mesin untuk meniru proses pembelajaran

yang dilakukan oleh manusia dalam mempelajari suatu masalah. Misalnya terdapat

perrmasalahan permainan catur yang didefinisikan pada Gambar II-13.

Didefinsi permasalahan pembelajaran permainan catur dengan 3 fitur yaitu :

• Aktifitas T : bermain catur

• Ukuran kinerja P : persentase permainan yang dimenangkan melawan musuh

pada turnamen tingkat dunia

• Pengalaman pelatihan E : bermain dengan diri sendiri

Gambar II-13 Permasalahan Pembelajaran Permainan Catur [MIT97]

Adapun berbagai hal yang harus dipertimbangkan dalam melakukan perancangan

sistem pembelajaran, yaitu

1. Menentukan Jenis Pengalaman Pelatihan

II-30

Jenis pengalaman pelatihan yang dipilih untuk suatu sistem pembelajaran memiliki

dampak yang signifikan terhadap suksesnya atau gagalnya sistem pembelajaran.

Atribut-atribut dari pemilihan jenis pengalaman pelatihan adalah

a. Penentuan umpan balik dari sistem apakah dapat dilakukan secara langsung

(direct) atau tidak lansgung (indirect).

Sebagai contoh pada pembelajaran mesin dalam bermain catur, sistem

pembelajaran dapat belajar dari data pelatihan secara langsung yang terdiri dari

status dan langkah-langkah yang benar untuk setiap biji catur. Selain itu, sistem

juga dapat belajar secara tidak langsung melalui deretan langkah dan hasil akhir

dari beberapa permainan yang dimainkan. Pada kasus terakhir, informasi

mengenai kebenaran dari langkah-langkah spesifik harus disimpulkan secara

tidak langsung apakah suatu permainan nantinya akan menang atau kalah.

Dengan demikian, pembelajaran tidak langsung lebih sulit dilakukan

dibandingkan pembelajaran langsung.

b. Derajat pengendalian pembelajar terhadap data pelatihan

Sebagai contoh pada pembelajaran mesin dalam bermain catur, pembelajar dapat

sepenuhnya bergantung kepada tutor untuk memilih status papan permainan dan

menyediakan informasi mengenai langkah-langkah yang tepat. Sebagai

alternatif, pembelajar dapat mengajukan sendiri papan permainan dan meminta

tutor untuk memilih langkah-langkah yang benar atau pembelajar dapat

sepenuhnya mengontrol status papan permainan dan klasifikasi pelatihan.

c. Seberapa baik pengalaman pelatihan merepresentasikan distribusi data pelatihan

yang sesuai dengan ukuran kinerja sistem.

Pada umumnya, hasil pembelajaran akan bersifat reliable jika data pelatihan

yang bersangkutan memiliki distribusi yang mirip dengan data pengujian. Pada

skenario permasalahan permainan catur ini, ukuran kinerja P yang ditentukan

adalah persentase permainan yang dimenangkan melawan musuh pada turnamen

tingkat dunia. Jika pengalaman pelatihan E hanya mempertimbangkan

permainan melawan diri sendiri (lihat Gambar II-13), maka dapat dikatakan

bahwa pengalaman pelatihan E tidak begitu representatif terhadap pengujian.

II-31

2. Menentukan Fungsi Target

Penentuan fungsi target merupakan penentuan secara pasti tipe pengetahuan yang

akan dipelajari dan bagaiman tipe pengetahuan tersebut dapat diukur. Sebagai

contoh pada program permainan catur yang dapat membangkitkan langkah-langkah

yang valid dari sebarang status papan permainan, program perlu untuk mempelajari

bagaimana memilih langkah terbaik di antara langkah-langkah yang valid.

3. Menentukan Representasi untuk Fungsi Target

Penentuan representasi untuk fungsi target sama halnya dengan penentuan formula

yang akan digunakan sistem pembelajar sehingga dapat menerima masukan dan

menghasilkan keluaran yang diinginkan. Pada sistem pembelajaran permainan catur,

terdapat berbagai alternatif untuk merepresentasikan fungsi target, antara lain

misalnya dengan menggunakan tabel yang memetakan status papan permainan

dengan sebuah nilai, dengan menggunakan koleksi aturan yang cocok dengan fitur-

fitur dari papan permainan, dan sebagainya.

4. Menentukan Algoritma Fungsi Aproksimasi

Agar sistem yang sudah belajar dapat membuat keputusan terhadap suatu kasus

pengujian, diperlukan suatu fungsi aproksimasi untuk memilih fungsi target yang

paling sesuai dengan kasus pengujian tersebut. Algoritma untuk fungsi aproksimasi

harus dirancang sedemikian rupa sehingga mampu mencari fungsi target hasil

pembelajaran yang paling cocok untuk suatu kasus pengujian.

5. Melakukan Perancangan Akhir

Berdasarkan pendefinisian permasalahan dan pertimbangkan semua atribut-atribut

yang harus dimiliki oleh sistem pembelajaran, dapat dirancang sebuah desain final

dari sistem pembelajaran. Pada sistem pembelajaran permainan catur, perancangan

akhirnya terdiri dari 4 modul berbeda yang merepresentasikan komponen-komponen

utama pada banyak sistem pembelajaran lainnya. Keempat modul tersebut

dideskripsikan pada Gambar II-14

II-32

Gambar II-14 Perancangan Akhir dari Sistem Pembelajaran Permainan Catur [MIT97]

Dengan demikian, aktifitas-aktifitas yang harus dilakukan pada perancangan suatu

sistem pembelajaran, dapat dirangkum dengan Gambar II-15.

Gambar II-15 Rangkuman Perancangan Sistem Pembelajaran pada Catur [MIT97]

II-33

2.5 MusicXML

MusicXML merupakan format penulisan musik yang digunakan pada Tugas Akhir ini

sebagai format masukan untuk merepresentasikan musik. MusicXML merupakan

format yang khusus dibuat untuk merepresentasikan partitur musik dan notasi musik.

MusicXML dibangun sebagai format standar, mengingat tidak adanya format standar

untuk merepresentasikan partitur musik dan notasi musik.

Saat ini banyak perangkat lunak musik sudah mendukung MusicXML sebagai salah

satu format yang dapat diolah. Beberapa mendukungnya secara native, yang lain

mendukungnya melalui plug-in atau extension yang disediakan pengembangnya atau

pihak ketiga. Sebagai alat bantu untuk mengembangkan perangkat lunak yang dapat

berinteraksi dengan MusicXML, pustaka untuk mengakses MusicXML dapat dengan

mudah ditemukan di internet. Salah satu pustaka untuk mengakses MusicXML adalah

MusicXML Library (http://libmusicxml.sourceforge.net).

Standar MusicXML dikembangkan dan dikelola oleh Recordare. Spesifikasi

MusicXML dipublikasikan oleh Recordare di http://www.musicxml.org/xml.html dalam

format XML DTD (Document Type Definition). Recordare mengeluarkan spesifikasi

tersebut di bawah lisensi pemakaian MusicXML Document Type Definition Public

License Version 1.02 yang mengizinkan penggunaan MusicXML secara bebas.

Spesifikasi MusicXML terdiri atas beberapa berkas .dtd, .xsl, serta beberapa berkas

pendukung. Berkas partwise.dtd dan timewise.dtd adalah dua DTD top-level dari

spesifikasi MusicXML, yaitu spesifikasi penulisan musik dalam XML secara partwise

(ketukan/bar dalam part/bagian) atau timewise (part/bagian dalam ketukan/bar). Format

penulisan dokumen XML adalah hirarkis, sedangkan musik adalah 2-D. Partwise

menuliskan musik dalam ranah 2-D tersebut menjadi hirarkis dengan menjadikan

bagian-bagian partitur (misalnya bagian piano, bagian biola 1, biola 2) sebagai pembagi.

Masing-masing bagian berisi bar-bar yang berisi not-not dan simbol musik lain.

Sedangkan timewise menjadikan bar menjadi acuan. Bagian-bagian musik dituliskan di

dalam setiap bar. Berkas file .dtd lainnya berisi definisi setiap simbol musik yang dapat

direpresentasikan oleh MusicXML.