Automatic Music Accompaniment via On-line Time Warping and Kalman Filter

Automatic music accompaniment designates an application that gives a musician the opportunity to rehearse pieces of music in their own preferred way according to the tempo and the personal musical nuances whilst being accompanied by a computer system. Such a system basically consists of two parts: a score follower for tracking the soloist within the score and the actual accompaniment which is responsible for replaying and/or producing the accompaniment audio. Although several accompaniment systems are available, most of them rely on learning and training the used algorithms according to the flow of a piece of music before achieving satisfying results. This drawback is a tolerated trade-off with respect to gain an accurate and robust score alignment, adapting the accompaniment properly or both. In this thesis an automatic accompaniment system is implemented on top of a score follower based on on-line time warping. This accompaniment system itself implements a tempo model, that provides high reactivity according to tempo changes made by the soloist and in addition proposes a correction algorithm to keep the alignment of the performance and the time warped accompaniment audio as closely as possible over the course of a rehearsal. The result of this master thesis is a complete automatic music accompaniment system, that functions out-of-the-box without the necessity of training either the score follower nor the accompaniment algorithm."Automatisches Begleiten" bezeichnet eine Anwendung, welche es einem Musiker erlaubt, ein Stück in seinem bevorzugten Tempo zu proben und mit musikalischen Nuancen zu versehen, während er oder sie von einem Computersystem begleitet wird. Solch ein System besteht grundsätzlich aus zwei Teilen: Einem Score Follower, der den Solisten innerhalb des Stückes verfolgt und der eigentlichen Begleitung, welche für die Wiedergabe und/oder Erzeugung der musikalischen Begleitung verantwortlich ist. Wenn auch einige Begleitsystem existieren, beruht die Mehrheit auf das Anlernen und Trainieren der verwendeten Algorithmen hinsichtlich des Ablaufes eines Stückes. Dieser Nachteil wird meist hingenommen, um ein akkurates Score Alignment zu erreichen, die Begleitung entsprechend anzupassen oder beides. In dieser Masterarbeit wurde ein automatisches Begleitsystem entwickelt, welches auf einem Score Follower aufbaut, der auf einen Online Time Warping Algorithmus beruht. Das Begleitsystem selbst implementiert ein Tempo-Model, das ein hohes Reaktionsvermögen hinsichtlich Tempoänderungen des Solisten aufweist und zusätzlich einen Korrekturalgorithmus implementiert, um die Angleichung der musikalischen Performance und der zeitlich modifizierten Belgeitung so nah wie möglich zu halten. Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein vollständiges Begleitsystem, welches ohne die Notwendigkeit auskommt, den Score Follower oder den Begleitalgorithmus zu trainieren.submitted by Hannes SchauerUniversität Linz, Masterarbeit, 2017(VLID)219543