アルゴリズム作曲さっきょく法ほう

アルゴリズム作曲さっきょく法ほう（アルゴリズムさっきょくほう、英語えいご: Algorithmic composition）とは、読よんで名なの通とおり、アルゴリズムを用もちいた作曲さっきょくである。

概要がいよう

アルゴリズムを駆使くしした作曲さっきょく法ほう（少すくなくとも、きちんとした形式けいしき法則ほうそくによる作曲さっきょくは）、古来こらいより数すう世紀せいきにわたりおこなわれてきており、例たとえば西洋せいよう音楽おんがくの場合ばあい、対位法たいいほう（英えい: counterpoint）のルールにしたがった楽曲がっきょくの声こえ部ぶ進行しんこう (voice-leading) を記き譜ふすることは、アルゴリズム的てきな作業さぎょうに帰趨きすうするのである。しかし通常つうじょう「アルゴリズム作曲さっきょく法ほう」といえば、とりもなおさず人間にんげんが介入かいにゅうせずに所定しょていの形式けいしき的てきな過程かていにより曲きょくを発生はっせいさせる方法ほうほうに限かぎられる。すなわちコンピュータを使つかって生成せいせいさせたり、なんらかのランダム性せい（偶発ぐうはつ性せい）にゆだねた作曲さっきょく法ほうである。

また、実践じっせん音楽おんがくにはてんで関連かんれん性せいがあるとも思おもえないアルゴリズムでも、創造そうぞうインスピレーションを得えられる糧かてとして作曲さっきょく家かにすすんで利用りようされている。フラクタル数学すうがくやL-system文法ぶんぽう、統計とうけい学がく的てきモデルのアルゴリズムも試ためされ、果はてはなんら脈絡みゃくらくのない任意にんいデータ（例れい、国勢調査こくせいちょうさの数値すうち、GIS座標ざひょう、磁場じば計測けいそく値ち）を入力にゅうりょくするのも、れっきとした音楽おんがく的てき解釈かいしゃく手段しゅだんのうちとされている。このようなアルゴリズム過程かていがはたして「良よい音楽おんがく」の提供ていきょう源げんとなりうるか否ひかは、概がいして作曲さっきょく者しゃが採用さいようするマッピングシステム（非ひ音楽おんがく的てき情報じょうほうを音楽おんがくデータに変換へんかんする機能きのう）の良よし悪あしにかかっている。

アルゴリズム作曲さっきょく法ほうのモデル論ろん

作曲さっきょくアルゴリズムを種目しゅもく別べつに分類ぶんるいする万まん人にん共通きょうつうなシステムはない。一ひとつのアプローチは、そのアルゴリズムが作曲さっきょくプロセスにどう関かかわりあうかで見分みわける方法ほうほうである。この場合ばあい、コンピュータが作曲さっきょくする音楽おんがくと、コンピュータの支援しえんで作曲さっきょくされた音楽おんがくに分わけられる。作品さくひんの創作そうさくのうえであれこれ選択せんたくをおこなえるようなアルゴリズムは、コンピュータ作曲さっきょくと見みなしていい。

別べつの分類ぶんるい法ほうとしては、その成果せいかの形態けいたいで見分みわける方法ほうほうがある。これだと別個べっこの楽器がっきに演奏えんそうさせるための（楽譜がくふ）を出力しゅつりょくするものと、独自どくじの音源おんげんで音楽おんがくを合成ごうせいして演奏えんそうできるものに分わけられる。

しかし、最もっとも一般いっぱん的てきな分類ぶんるい法ほうは、アルゴリズムじたいの構造こうぞうと、それが音楽おんがくデータをどう処理しょりするかによって細分さいぶん類るいするやり方かたである。

最もっとも細こまかい分類ぶんるい法ほうのひとつでは、アルゴリズムを次つぎの6つの種類しゅるいに分わけている（なかには一部いちぶ重複じゅうふくしている分類ぶんるいもある）:

• 数学すうがくモデル
• 知識ちしきベースシステム
• 文法ぶんぽう
• 進化しんか的てき（進化しんか論ろん的てき）
• 学習がくしゅう能力のうりょくのあるシステム
• ハイブリッドシステム

数学すうがくモデル

数学すうがくモデルは、数学すうがく的てきな方程式ほうていしきや、ランダム（乱雑らんざつ）な結果けっかをともなう事象じしょうに基もとづいている。なかでも最もっとも常套じょうとう的てきなのが、確かく率りつ過程かてい (stochastic process) を使つかう手段しゅだんである。その確かく率りつモデルでは、非ひ決定けってい的てきな実験じっけんの結果けっかを用もちいて作曲さっきょくをおこなう。このとき作曲さっきょく家かがコントロールするのは、確かく率りつパラメータ（各個かっこのランダム事象じしょうにあたえる加重かじゅう）の設定せっていだけである。

確かく率りつアルゴリズムの好例こうれいとしては、マルコフ連鎖れんさ、正規せいき分布ぶんぷ（ガウス分布ぶんぷ）を色々いろいろと応用おうようしたものがある。（確かく率りつアルゴリズム等とうは、ひろく意志いし決定けっていアルゴリズムに使つかわれている。）

自然しぜん現象げんしょうを利用りようした作曲さっきょくもおこなわれている。これはカオス理論りろん的てきモデルにより、調和ちょうわ・非ひ調和ちょうわの自然しぜん現象げんしょうから曲きょくを生成せいせいする。多おおくの自然しぜん現象げんしょうが、フラクタル数学すうがくで用もちいる比較的ひかくてき単純たんじゅんなルーチン（の再帰さいき的てき適用てきよう）で表現ひょうげんできるのは周知しゅうちのことなので、当然とうぜんのことながら、アルゴリズム作曲さっきょく法ほうのこの分野ぶんやでもフラクタルの研究けんきゅうは1970年代ねんだい以降いこうおこなわれてきている。

オンライン整数せいすう列れつ大だい辞典じてんは、任意にんいの整数せいすう列れつを音楽おんがくとして再生さいせいする手段しゅだんを提供ていきょうする。要ようするにどんなに大おおきな整数せいすうだろうと合同ごうどう式しき（モジュラ計算けいさん）を用もちいて1～88の整数せいすうに変換へんかんして、鍵盤けんばんの88の音符おんぷに対応たいおうさせるという単純たんじゅんなものである。（このとき入力にゅうりょくする整数せいすう列れつがランダムなデータならば非決定ひけってい的てきといえるし、作為さくいのものなら決定的けっていてきといえよう）

知識ちしきベースシステム

ある音楽おんがくジャンルの「美的びてき法則ほうそく (esthetic code)」 を解明かいめいしこれをもとに類似るいじの曲きょくを作成さくせいするのもひとつの方法ほうほうであるが、知識ちしきベースシステムは、特定とくていの音楽おんがくジャンルやスタイル（作風さくふう）について、まえもって提唱ていしょうされている一定いっていの論証ろんしょうをもとに、同おなじジャンルや作風さくふうの作曲さっきょくを試こころみようというものである。実践じっせんには、その作曲さっきょくが、一定いっていの判定はんてい法ほうや規則きそくを満みたすことを要求ようきゅうするやり方かたが一般いっぱん的てきである。

文法ぶんぽう

音楽おんがくを、独自どくじの文法ぶんぽう集合しゅうごうセットを持もった言語げんごとみなして分析ぶんせきすることも可能かのうである。まず「音楽おんがくの文法ぶんぽう」（楽典がくてん）を構築こうちくし、これをもちいて鑑賞かんしょう可能かのうな音楽おんがく作品さくひんを作つくり出だしていく。文法ぶんぽうは個々ここの音符おんぷの規則きそくよりも、ハーモニー（和声わせい）やリズムのようなマクロレベルのルールを包容ほうようすることが多おおい。

進化しんか的てき

進化しんか的てき音楽おんがくは遺伝いでん的てきアルゴリズムを土台どだいとした作曲さっきょく法ほうで、進化しんか的てき計算けいさんを用もちいて曲きょくを生成せいせいする。異ことなる解かいが突然変異とつぜんへんいや自然しぜん淘汰とうたを通つうじてひしめきあい、そうした進化しんかをへてまともな音楽おんがく作品さくひんへと到達とうたつしていく。アルゴリズムを反復はんぷく的てきに適用てきようして、粗悪そあくな解かいを除去じょきょし、その過程かていに生存せいぞんしたものから新あらたな解かいを作つくり出だしていく。過程かていの結果けっかは、クリティック（「評論ひょうろん家か」等とうの意い）と呼よばれる機能きのうによって監かん視しされており、アルゴリズムのなかで作品さくひんの品質ひんしつ管理かんりという肝要かんような役割やくわりを果はたしている。

学習がくしゅうするシステム

機械きかい学習がくしゅうを参照さんしょう

学習がくしゅうシステムは、取とり組くむ音楽おんがくジャンルについての予備よび知識ちしきはあらかじめ持もたされないが、ユーザやプログラマから与あたえられた類例るいれい（手本てほん）を教材きょうざいに徐々じょじょにそれを学習がくしゅうしていくプログラムである。そして教材きょうざいを処理しょりして、手本てほん材料ざいりょうに似にた作品さくひんを作つくり出だしていく。この種たねのアルゴリズム作曲さっきょく法ほうは、作風さくふう（スタイル）のアルゴリズムモデリング法ほう、機械きかいによる即興そっきょう (machine improvisation)、認知にんち科学かがくやニューラルネットワークと強つよい関連かんれん性せいがある。

ハイブリッドシステム

単一たんいつのアルゴリズムモデルに依存いぞんしたプログラムだと、なかなか美的びてき観点かんてんから評価ひょうかできる満足まんぞくな結果けっかを得えられない。そこで、いくつかのアルゴリズムを併用へいようして、その長所ちょうしょを合あわせて互たがいの弱点じゃくてんを補おぎなうようなことがおこなわれる。ハイブリッドシステム作成さくせいという展開てんかいで、アルゴリズム作曲さっきょく法ほうには新あらたな道みちがひらけており、新鋭しんえいの作曲さっきょく法ほうも次々つぎつぎと編あみ出だされている。手動しゅどうでテストを繰くり返かえしながらアルゴリズムを組くみ合あわせてシステムを構築こうちくするため、ハイブリッドシステムの構築こうちくに多大ただいな時間じかんを要ようする点てんが問題もんだいである。

作品さくひんと応用おうよう

直接ちょくせつそのまま音楽おんがくを演奏えんそうするシステム（機械きかいやプログラム）も、アルゴリズム手法しゅほうを用もちいていることが多々たたある。特定とくていの楽想がくそうをもとに、変幻へんげん自在じざいに即興そっきょう音楽おんがくを生成せいせいしつづけることができるアルゴリズムも多用たようされる。早はやい例れいでは、ルーカスフィルムのゲーム部門ぶもんが1982年ねんに発行はっこうしたコンピュータゲームBallblazerで、同どうゲームの音楽おんがくディレクターであるピーター・ラングストンが作曲さっきょくした基本きほんのジャズ楽想がくそうにコンピュータが即興そっきょうをくわえるというものであった。のちのルーカスアーツ社しゃのアルゴリズム式しきエンジンiMUSEは、「スター・ウォーズ ダークフォース」搭載とうさい用ように開発かいはつされたものである。

このような生成せいせい音楽おんがくは、主流しゅりゅうの著名ちょめい作曲さっきょく家かにも注目ちゅうもくされた。ブライアン・イーノが数すう曲きょくを提供ていきょうした SSEYO社しゃのKoanという音楽おんがく生成せいせいシステムは、ウェブや携帯けいたいデバイス、または単独たんどくで再生さいせい用ように環境かんきょう音楽おんがくの変奏曲へんそうきょくを生成せいせいする。こうした生成せいせい音楽おんがくの著作ちょさく権けんの地位ちいは不透明ふとうめいであるが、音楽家おんがくかが提供ていきょうする「原はら作品さくひん」があって、これを「演奏えんそう」するのは、もっぱら利用りよう者しゃのコンピュータが動作どうささせるアルゴリズムの結果けっかである。

アルゴリズム的てき手続てつづきの利用りようで知しられている特記とっきすべき作曲さっきょく家か:

• エイフェックス・ツイン
• オウテカ
• クラレンス・バーロウ
• ナターシャ・バレット
• ジョン・ケージ
• デイヴィッド・コープ
• Paul Doornbusch
• Gustavo Díaz-Jerez
• チャールズ・ドッジ
• Michael Edwards
• ブライアン・イーノ
• カールハインツ・エッスル
• オルム・フィンネンダール
• レジャリン・ヒラー
• ゴットフリート・ミヒャエル・ケーニヒ
• トリスタン・ミュライユ
• ポール・ランスキー
• Gary Lee Nelson
• マグヌス・リンドベルイ
• Gérard Pape
• エドアード・レック・ミランダ
• Curtis Roads
• Laurie Spiegel
• Javier Torres Maldonado
• モートン・サボトニック
• ヤニス・クセナキス
• René-Louis Baron
• マーク・フェル

関連かんれん項目こうもく

• 計算けいさん創造そうぞう性せい
• コンピュータ音楽おんがく
• ポピュラー音楽おんがく自動じどう化か
• 進化しんか的てき音楽おんがく
• 生成せいせい音楽おんがく
• 機械きかい即興そっきょう
• 自動じどう作曲さっきょく
• 音楽おんがくと数学すうがく

参考さんこう文献ぶんけん

• Phil Winsor and Gene De Lisa: Computer Music in C. Windcrest 1990. ISBN 978-1-57441-116-4
• Curtis Roads: The Computer Music Tutorial. MIT Press 1996
• George Papadopoulos: AI Methods for Algorithmic Composition : A survey, a Critical View and Future Prospects. AISB Symposium on Musical Creativity, 1999
• Eduardo Reck Miranda: Composing Music with Computers. Focal Press 2001
• カールハインツ・エッスル: Algorithmic Composition. in: Cambridge Companion to Electronic Music, ed. by N. Collins and J. d'Escrivan, Cambridge University Press 2007. - ISBN 978-0-521-68865-9. - Abstract
• Gerhard Nierhaus: Algorithmic Composition - Paradigms of Automated Music Generation. Springer 2008. - ISBN 978-3-211-75539-6
• Wooller, Rene, Brown, Andrew R, Miranda, Eduardo, Diederich, Joachim, & Berry, Rodney (2005) A framework for comparison of process in algorithmic music systems. In: Generative Arts Practice, 5-7 December 2005, Sydney, Australia. [1]

外部がいぶリンク

アルゴリズム的てき音楽おんがくの例れい

• Andrew Sorensen のリアルタイム・アルゴリズム即興そっきょう
• Band-in-a-Boxが自動じどう生成せいせいしたジャズサクソフォンのソロ演奏えんそう: OGG vorbis format.
• （サンプル）コンピュータプログラムRandomusicによるピアノやチェロ音おん。
• Phil Thompson Gingerbread Fractal Music とソフト。
• （サンプル）Paul Ramsay Parallel Music（Shockwave使用しよう）: PMusic: SINGLES; Consemble Plymouth; Consemble (open compositions project)
• （サンプル）カールハインツ・エッスル Lexikon-Sonate (MIDI and mp3).
• （サンプル）James Anthony Walker the art of jim.
• （サンプル）Dave Smith roughlight music
• （サンプル）Gary Lee Nelson Fractal Music.
• （サンプル）Martin Dostál GeneticDrummer System.
• （サンプル）Ensemble 176 online recordings.
• （シェアウェア）Tune Smithy ver 3.0 で作つくれるフラクタル音楽おんがく
• Milan Guštar Abacus - アルゴリズムをつかったシリアル・ミニマリズム風ふうのピアノ曲きょく
• （サンプル）from SoundHelix (mp3).
• （サンプル）René-Louis Baron "Medalmusic system" と "Music-Realcomposer"（特許とっきょ取得しゅとく発明はつめい）.

ソフトウェア

（以下いかは逐一ちくいちアルゴリズム作曲さっきょくソフトであるという記述きじゅつは省略しょうりゃくする）

• （フリーウェア）IMPROVISOR for AudioCubes - Audiocubesという発光はっこう性せいのスマート電化でんか製品せいひん用ようのアルゴリズム作曲さっきょく用ようのソフトウェアツール。音おと高だかとタイミングのパターンをセパレートし、リンクして新あらたな音楽おんがくパターンを創成そうせい。
• （フリーウェア）AC Toolbox - (Algorithmic Composition Toolbox)
• athenaCL - 作成さくせい者しゃ: Christoper Ariza。モジュラー式しき。ポリフォニー機能きのう。マルチパラダイム対応たいおう。複数ふくすうプラットフォーム対応たいおう。インタラクティブなコマンドライン環境かんきょう。
• BreathCube - ボーカルの生成せいせいエンジン（Windows ファイル）
• （フリーウェア）cgMusic 拡張かくちょう性せいあり。幾いくつかの作風さくふうで調しらべ性せい音楽おんがく (tonal music) 作成さくせい。MIDI や MP3 サンプル有ゆう。
• Fractal Tune Smithy - (作さく) Robert Walker Tune Smithyも参照さんしょう。
• Fractal Music Composer - (作さく) Michael Frame, Ginger Booth, Harlan J. Brothers (Java)
• （フリーウェア）FractMus - 作成さくせい者しゃ:スペインの作曲さっきょく家か・ピアノ奏者そうしゃGustavo Díaz-Jerez。
• Harmony Improvisator - VSTプラグインで、古典こてん的てきな和音わおん論ろんのルールにのっとり作曲さっきょく。
• Impro-Visor - ジャズのソロ曲きょくをアルゴリズム的てきに生成せいせいする。ユーザ設定せってい可能かのうな確かく率りつ文脈ぶんみゃく自由じゆう文法ぶんぽうを使用しよう。
• Intermorphic Noatikl - 「汎ひろし生成せいせい (trans-generative) の創造そうぞうシステム」（?）をうたう。Mac, Windows 環境かんきょう対応たいおう。の" VST や Audio Units のプラグイン仕様しよう。Koan の進化しんか版ばん。
• Intermorphic Mixtikl - 12 トラック生成せいせいのミュージック・ラボ・システム。Noatikl アルゴリズムエンジン搭載とうさいで、iPhone・iPad・iPod touch・Mac・Windows対応たいおう。ブラウザ、VST、Audio Units プラグイン対応たいおう。
• （フリーウェア）Lexikon-Sonate - （作さく）カールハインツ・エッスル。コンピュータ制御せいぎょのピアノ用よう。(MacOS)
• Musical Algorithms - 音楽おんがくと数学すうがく式しきの関係かんけいを探索たんさくするインタラクティブなソフト。（監修かんしゅう）Jonathan N. Middleton "Northwest Academic Computing Consortium" プロジェクト。
• Strasheela - 制約せいやくプログラミングを使用しようした作曲さっきょくソフトで、高度こうどな複雑ふくざつ性せいを持もつ音楽おんがく論ろん（ハーモニーなど）にも対応たいおう。
• WolframTones - 1次元じげんセル・オートマトンにもとづいたアルゴリズム作曲さっきょくソフト。
• Impromptu - リアルタイムのアルゴリズム作曲さっきょくのプログラミング環境かんきょう。
• MusiNum - 数値すうちパターンをつかって音楽おんがくをつくるソフト。
• （フリーウェア）SoundHelix - ランダムなアルゴリズム作曲さっきょく用ようの Java フレームワーク
• RGB MusicLab - 画像がぞうデータを音楽おんがくにしてしまう (MacOS、Windows)
• Easy Music Composer - 楽々らくらくと作曲さっきょくができるソフト。

チュートリアル

• Algorithmic Composition Tutorials

記事きじ

• John Francis (Dr.), Computer Music Algorithms。アルゴリズムの説明せつめい（本文ほんぶん）＋C言語げんごのプログラミングソースコードやそれを Win32 でコンパイルした実行じっこうファイル（付録ふろく）。
• Martin Supper, A Few Remarks on Algorithmic Composition, Computer Music Journal 25.1 (2001) 48-53
• Composing with process: perspectives on generative and systems music pidcast