STUDI AUTOMATIC GENERATOR MELODIBERDASARKAN PARAMETER MOOD TERTENTU

TESIS

Karya tulis sebagai salah satu syaratuntuk memperoleh gelar Magister dari

Institut Teknologi Bandung

Oleh

ALI AKBAR

NIM : 23507042

(Program Studi Informatika)

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG2009

LEMBAR PENGESAHAN

STUDI AUTOMATIC GENERATOR MELODIBERDASARKAN PARAMETER MOOD

TERTENTU

OlehAli Akbar

NIM: 23507042(Program Studi Informatika)

Institut Teknologi Bandung

Telah disetujui dan disahkan sebagai laporan tesisdi Bandung, pada tanggal Maret 2009

Pembimbing I Pembimbing II

Dr.Ing. Iping Supriana S. Dr.Ir. Richard MengkoNIP. 130769173 NIP. 130704113

ii

ABSTRAK

STUDI AUTOMATIC GENERATOR MELODIBERDASARKAN PARAMETER MOOD

TERTENTUOleh

Ali Akbar

NIM : 23507042

Secara umum, proses pembuatan musik oleh seorang komposer dimulai denganpembuatan melodi. Melodi merupakan salah satu aspek utama musik. Melodidibentuk komposer berdasarkan tema yang diinginkan. Tema tersebut biasanyadapat dikaitkan dengan mood tertentu yang ingin ditampilkan. Membuat melodibukanlah suatu hal yang sederhana, dan memerlukan kreativitas yang tinggi. Padatesis ini dikaji sebuah sistem pembuat melodi otomatis yang dapat memberikanpotongan melodi yang dapat menjadi ide baru bagi komposer musik.

Sistem ini diinginkan dapat menerima parameter masukan dari pengguna berupamood. Secara internal, sistem akan menerjemahkan parameter mood tersebutmenjadi parameter lebih rendah yang akan digunakan untuk merangkai melodi.Untuk dapat membuat sistem generator melodi seperti itu, pada tesis ini dikaji tigahal utama, yaitu bagaimana memodelkan proses pembuatan melodi oleh komposeruntuk dapat diimplementasikan menjadi sistem generator melodi, bagaimana prosespembuatan melodi dapat dikendalikan oleh pengguna, serta bagaimana memetakanantara mood dengan parameter generator melodi.

Parameter mood yang dapat diterima sistem dipilih dari dua jenis klasifikasi moodyang banyak dipakai, yaitu model Hevner dan Thayer. Klasifikasi Thayer dipilihkarena modelnya yang sederhana. Dari kombinasi elemen dasar melodi, padateori musik didefinisikan beberapa karakteristik dasar melodi, yang kemudiandiambil menjadi parameter-parameter dasar yang akan mengendalikan kerja sistemgenerator melodi. Setelah parameter tersebut terdefinisi, sistem generator melodikemudian dirancang sesuai dengan parameter yang dapat ditanganinya.

Dua pengujian dilaksanakan, masing-masing untuk mengetahui pemetaan antaramood dengan karakteristik dasar melodi, serta untuk memastikan sistem generatormelodi berjalan dengan baik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa aspek melodisaja tidak cukup untuk menentukan mood. Hasil pengujian terhadap generatormelodi menunjukkan bahwa algoritma yang dirancang dapat menghasilkan melodisesuai dengan masukan parameter dasar.

Kata kunci: generator melodi, mood.

iii

ABSTRACT

STUDY OF MOOD-BASED AUTOMATICMELODY GENERATOR

By

Ali Akbar

NIM : 23507042

In general, process of making music started with the creation of melody. Melodyis one of the main aspect of music. The composer created the melody based on hispreferred theme. Usually the theme is based on a choosen mood. Melody creationisn’t a simple process, because it needs high creativity. This thesis studied about anautomatic melody generator that can create melody phrases that can be used as acreative idea by any music composer.

The system receives mood as user input. Internally, the system translates the moodparameter into lower-level parameter that will be used in melody creation. To createthe melody generator system, this thesis studied about three main problems, how tocreate a model of melody-making process that can be implemented in an automaticmelody generator, how to parameterize the melody generation process, and how tomap between mood classification and melody generator parameters.

The mood parameter that can be accepted by the system was choosen from twoclassification models, Hevner’s and Thayer’s. Thayer’s classification model waschoosen because it is simple and intuitive. From base element of melody, in musictheory some melody characteristics are defined. Those parameters were taken toform the parameters that will drive the melody generator system.

Two tests were performed, the first was performed to build the link betweenmood with the characteristics of melody, and the latter to test whether the melodygenerator system runs as planned. The first concluded that the melody aspect aloneisn’t enough to make the music’s mood. The latter concluded that the system, andalso the algorithm contained within it, could produce melodies that conforms withwith the user-inputted parameters.

Keywords: melody generator, mood.

iv

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS

Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan InstitutTeknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hakcipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku diInstitut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapipengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harusdisertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.

Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizinDirektur Program Pascasarjana Institut Teknologi Bandung.

v

Untuk Qurrotul ’Uyun

vi

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang dengan rahmatdan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan Tesis ini. Shalawat serta salamsenantiasa tercurah kepada Rasulullah SAW beserta keluarganya yang suci. Selamamelaksanakan Tesis ini, penulis mendapat bantuan dan dukungan dari banyakpihak. Untuk itu, penulis ingin memberikan terima kasih kepada:

1. Dr. Ing. Iping Supriana S., dan Dr. Ir. Richard K. W. Mengko, selakupembimbing II yang banyak membimbing dan mengarahkan selama padapengerjaan Tesis ini;

2. Dr. dr. Oerip S. Santoso, M.Sc., ketua program studi Magister Informatika,juga penguji pada sidang, yang telah banyak membantu dalam berbagaiurusan selama pendidikan magister ini;

3. Ir. Dwi Hendratmo Widyantoro, M.Sc., Ph.D., penguji pada pra sidang,Masayu Leylia Khodra, S.T., M.T., penguji pada sidang, yang banyakmencurahkan waktu untuk memberikan kritik dan saran untuk memantapkanisi dari Tesis ini;

4. Alm. Dr. Ing. Farid Wazdi, selaku dosen wali, yang memberikan dasar caraberfikir serta semangat selama pendidikan magister ini;

5. Pak Ade, Ibu Nur, Pak Rasidi, serta staf Tata Usaha Informatika InstitutTeknologi Bandung;

6. Institut Teknologi Bandung atas bantuan Beasiswa Voucher ProgramMagister yang diterima selama pendidikan magister ini;

7. Ayah, ibu serta keluarga besar penulis, yang mendukung serta mencurahkankasihnya;

8. Fathimah, Syarif, Nirma, Yus serta teman-teman lain yang turut terlibatdalam pengerjaan Tesis, baik sebagai narasumber maupun hal lainnya;

9. Leslie Sanford (jabberdabber@hotmail.com) dan Repast DevelopmentTeam (http://repast.sourceforge.net), pembuat pustaka yangdigunakan dalam pembuatan Tesis ini;

10. Serta semua teman-teman serta berbagai pihak lainnya yang membantu dalampengerjaan Tesis ini, yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

vii

Semoga Allah SWT membalas budi baik semua pihak dengan rahmat-Nya yangmeliputi segala sesuatu. Akhir kata, penulis menyadari bahwa Tesis ini bukanlahtanpa kelemahan, untuk itu kritik dan saran sangat diharapkan.

Bandung, Maret 2009

Penulis

viii

DAFTAR ISI

Daftar Isi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix

Daftar Lampiran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi

Daftar Gambar dan Ilustrasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xii

Daftar Tabel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiv

Bab I Pendahuluan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–1I.1 Latar Belakang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–1I.2 Rumusan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–5I.3 Tujuan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–6I.4 Batasan Masalah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–6I.5 Metodologi dan Pendekatan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–7I.6 Sistematika Pembahasan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–8

Bab II Tinjauan Pustaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–1II.1 Musik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–1II.2 Mood pada Musik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–2

II.2.1 Klasifikasi Hevner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–3II.2.2 Model Mood Thayer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–5

II.3 Melodi Sebagai Elemen Musik . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–7II.3.1 Bentuk atau Kontur Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . II–8II.3.2 Frasa dan Motif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–8II.3.3 Counterpoint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–10II.3.4 Ritme dan Artikulasi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–10II.3.5 Pergerakan Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–11

Bab III Analisis Permasalahan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–1III.1 Analisis Klasifikasi Mood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–1III.2 Feature Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–4

III.2.1 Tingkatan Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–4III.2.2 Feature Tingkat 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–6III.2.3 Feature Tingkat 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–7

III.3 Analisis Translator Parameter Mood ke Feature . . . . . . . . . III–8III.3.1 Pendekatan Pengenalan Pola . . . . . . . . . . . . . . . III–9III.3.2 Analisis Data Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–10III.3.3 Analisis Hasil Pengujian . . . . . . . . . . . . . . . . . III–12

Bab IV Rancangan Generator Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–1IV.1 Konteks dan Arsitektur Sistem . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–1IV.2 Skema Umum Generator Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–4IV.3 Pemilih Nada Secara Probabilistik . . . . . . . . . . . . . . . . IV–8IV.4 Analisis Parameter Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–10

ix

IV.4.1 Parameter Feature Tingkat 1: Ranah Pitch . . . . . . . . IV–10IV.4.2 Parameter Feature Tingkat 1: Ranah Waktu . . . . . . . IV–13IV.4.3 Parameter Feature Tingkat 2 . . . . . . . . . . . . . . . IV–14IV.4.4 Parameter Khusus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–14

IV.5 Rancangan Generator Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–15IV.5.1 Kelas MelodyGenerator . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–16IV.5.2 Kelas Note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–17IV.5.3 Kelas Melody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–17IV.5.4 Kelas PossibleNote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–17IV.5.5 Kelas Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–17

Bab V Implementasi dan Pengujian . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–1V.1 Implementasi Sistem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–1

V.1.1 Implementasi Algoritma Utama . . . . . . . . . . . . . V–2V.1.2 Implementasi Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–4V.1.3 Implementasi Antarmuka . . . . . . . . . . . . . . . . . V–5

V.2 Pengujian Pemetaan Mood dengan Feature . . . . . . . . . . . . V–6V.2.1 Data Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–7V.2.2 Hasil Pengujian WEKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–7

V.3 Pengujian Generator Melodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–8V.3.1 Pemilih Nada Secara Probabilistik . . . . . . . . . . . . V–9V.3.2 Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–10

Bab VI Kesimpulan dan Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI–1VI.1 Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI–1VI.2 Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI–2

Daftar Pustaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv

x

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran A Notasi Musik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . A–1

Lampiran B Hasil Pengujian Pembangkit Bilangan Acak . . . . . . . . B–1

xi

DAFTAR GAMBAR DAN ILUSTRASI

Gambar I.1 (a) Melodi lagu “Ah Vous Dirai-je Maman”(b) Varian“Ah Vous Dirai-je Maman” dalam “12 Variations”karya Mozart. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I–3

Gambar I.2 Proses pembuatan melodi oleh seorang komposer . . . I–3Gambar I.3 Gambaran umum sistem generator melodi . . . . . . . I–4Gambar I.4 Pendekatan Pengerjaan Tesis . . . . . . . . . . . . . . I–7

Gambar II.1 Tangga nada diatonis musik barat dan notasinya[QUA08a] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–3

Gambar II.2 Model mood yang dirumuskan oleh Thayer [LIU03a] . II–5Gambar II.3 Model mood adaptasi Y.H. Yang [YAN07b] . . . . . . II–6Gambar II.4 (a) Mood Map dari Musicovery/Spodtronic [MUS07]

(b) Pilihan mood pada fitur SenseMe Sonny EricssonWalkman [MOB09]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–6

Gambar II.5 Bentuk lengkungan pada melodi . . . . . . . . . . . . II–8Gambar II.6 Melodi “Simfoni No.9, Movement 4” karya Beethoven II–9Gambar II.7 Motif “Simfoni No.5, Movement 1” karya Beethoven . II–9Gambar II.8 Potongan dari sebuah karya fugue yang dibuat oleh J.S.

Bach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–10Gambar II.9 Gambaran durasi suatu nada-nada yang memiliki

artikulasi (a) legato, (b) marcato dan (c) staccato . . . II–11Gambar II.10 Melodi conjunct, disjunct dan gabungan . . . . . . . . II–11

Gambar III.1 (a) Melodi lagu “Burung Kakaktua” (b) Melodi lagu“Cing Cang Keling”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–7

Gambar III.2 Proses analisis data melodi dengan pendekatan (a) datamelodi berasal dari lagu-lagu yang sudah ada dan (b)data melodi berasal dari pembangkitan oleh generatormelodi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–11

Gambar IV.1 Pembagian jenis alat bantu berdasarkan tingkatintervensi dan letaknya dalam proses pembuatan musik IV–1

Gambar IV.2 Arsitektur sistem generator melodi berbasis mood. . . . IV–3Gambar IV.3 Gambaran proses pemilihan nada . . . . . . . . . . . . IV–5Gambar IV.4 Nilai awal probabilitas (a), faktor pengali yang

dihasilkan oleh filter (b), serta nilai akhir probabilitassetelah dikalikan dengan faktor pengali (c).Sumbu tegak pada gambar menunjukkan tingkatnilai probabilitas atau faktor pengali, setiap blokmewakili nilai probabilitas / faktor pengali untuk setiapkemungkinan not. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–7

Gambar IV.5 Posisi faktor pengali filter pitch dalam pengubahan nilaiprobabilitas dalam matriks. . . . . . . . . . . . . . . . IV–8

xii

Gambar IV.6 Posisi faktor pengali filter pitch dalam pengubahan nilaiprobabilitas dalam matriks. . . . . . . . . . . . . . . . IV–8

Gambar IV.7 Distribusi probabilitas nilai (a) uniform (b) sebaran nilaitertentu (non-uniform). . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–9

Gambar IV.8 Proses untuk menghasilkan nilai acak dengan distribusitertentu dari nilai acak dengan distribusi uniform . . . . IV–9

Gambar IV.9 Faktor pengali untuk tangga nada mayor (a), minorharmonik (b), minor melodik naik (c) dan turun (d),serta kromatik (e), dengan perbandingan antara nilaifaktor pengali besar dengan kecil adalah 1 : psisipan. . . IV–12

Gambar IV.10 Faktor pengali parameter jangkauan pitch. . . . . . . . IV–13Gambar IV.11 Diagram kelas generator melodi . . . . . . . . . . . . IV–15

Gambar V.1 Rancangan antarmuka utama sistem GMBM . . . . . . V–6Gambar V.2 Histogram hasil pengujian untuk tangga nada mayor

(a), harmonic minor (b), melodic minor (c), sertakromatik (e). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–12

Gambar V.3 Hasil pengujian parameter durasi, dengan rata-rata not1/4 dan variansi 1 (a), rata-rata not 1/4 dan variansi 2(b), dan rata-rata not 1/2 dengan variansi 1 (c). . . . . . V–13

Gambar V.4 Hasil pengujian parameter interval, dengan rata-ratainterval 1 dan variansi 1 (a), rata-rata interval 2 danvariansi 2 (b), rata-rata interval 4 dengan variansi 1 (c),dan rata-rata interval 8 dengan variansi 8. . . . . . . . V–15

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Istilah-istilah mengenai karakteristik/properti suatu nada[JON74] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II–1

Tabel II.2 Klasifikasi mood Farnsworth [LI03] . . . . . . . . . . . . II–4Tabel II.3 Cluster mood yang digunakan pada MIREX 2007 [MIR07] II–5

Tabel III.1 Tingkat pemenuhan tiga kriteria pemilihan model moodoleh model mood Hevner dan Thayer. . . . . . . . . . . . III–3

Tabel III.2 Rumusan pembagian mood dari Gambar II.3 . . . . . . . III–4Tabel III.3 Daftar feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III–13

Tabel IV.1 Matriks probabilitas kemungkinan not. . . . . . . . . . . IV–8Tabel IV.2 Nada-nada pada tangga nada. . . . . . . . . . . . . . . . IV–11Tabel IV.3 Operasi pada kelas MelodyGenerator . . . . . . . . . . . IV–16Tabel IV.4 Atribut pada kelas Note . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV–17Tabel IV.5 Atribut dan operasi pada kelas Melody . . . . . . . . . . IV–17Tabel IV.6 Atribut dan operasi pada kelas PossibleNote . . . . . . . IV–18Tabel IV.7 Operasi pada kelas Parameter . . . . . . . . . . . . . . . IV–18

Tabel V.1 Batasan nilai pitch serta durasi yang dapat ditangani sistem V–3Tabel V.2 Data melodi yang digunakan untuk pengujian. Kolom A

dan V masing-masing mewakili dimensi mood arousaldan valence. Tingkat arousal dapat tinggi (+) maupunrendah (-), dan valence dapat bernilai positif (+) maupunnegatif (-). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V–7

Tabel V.3 Hasil pengujian pemetaan mood dengan feature melodidengan validasi ke data pelatihan. . . . . . . . . . . . . . V–8

Tabel V.4 Hasil pengujian pemetaan mood dengan feature melodidengan validasi crossfolding. . . . . . . . . . . . . . . . V–8

Tabel V.5 Hasil dari pengujian pembangkit bilangan acakprobabilistik berupa rata-rata total nilai kesalahanuntuk setiap sebaran probabilitas P . . . . . . . . . . . . . V–10

Tabel V.6 Hasil pengujian parameter tangga nada . . . . . . . . . . V–11Tabel V.7 Hasil pengujian parameter jangkauan nada . . . . . . . . V–11Tabel V.8 Hasil pengujian parameter nada awal dan akhir . . . . . . V–11Tabel V.9 Hasil pengujian parameter jangkauan nada . . . . . . . . V–13Tabel V.10 Hasil pengujian parameter IntervalBalance . . . . . . . . V–14

xiv