FACULTE POLYTECHNIQUE DE MONS

Année académique 2002-2003

Travail de fin d’études

Stéphanie DEVUYST

5^ème électricité

Reconnaissance Automatique de Partitions

Musicales Manuscrites

La reconnaissance optique de la musique ou OMR (Optical Music Recognition) est un procédé qui permet d'isoler et de reconnaître automatiquement les principaux symboles musicaux d'une partition scannée.

A l'heure actuelle, la plupart des systèmes OMR sont capables de transcrire les notations imprimées avec des taux d'erreurs relativement faibles. Par contre, en présence de partitions manuscrites, leurs pourcentages de reconnaissance ne dépassent guère 32%. En effet, les écritures correspondantes sont loin d’être aussi claires et l'inclinaison des notes ainsi que leur taille peuvent fortement varier d'un compositeur à l'autre. De plus, il n'est pas rare de rencontrer des éléments de musique éclatés en leurs "symboles primitifs" (par exemple, une croche peut être scindée en sa tête de note, sa queue et son crochet).

Nous avons donc envisagé un nouveau procédé de reconnaissance mieux adapté à la notation manuscrite. Celui-ci identifie les symboles primitifs séparément plutôt que de considérer les éléments de musique en entiers. A cette fin, nous avons choisi d'utiliser un perceptron multicouches (PMC), car ce type de réseau de neurones artificiels présente de très bons résultats en matière de reconnaissance de caractères manuscrits.

Dans un premier temps, nous avons examiné l'efficacité du PMC pour l'identification des symboles primitifs. Pour que les résultats ne soient pas influencés par l'étape préalable d'extraction de ces objets de la partition, nous avons rassemblé 7306 images d'éléments primitifs parfaits semblables à ceux que l'on aurait obtenus si cette démarche antérieure avait été réalisée impeccablement. La base de données ainsi obtenue nous a permis d'entraîner le réseau et d'établir l'architecture conduisant aux meilleurs résultats de reconnaissance, soit 88,43%.

Dans un second temps, nous avons élaboré une procédure d'extraction automatique des symboles primitifs de la partition. Celle-ci corrige tout d'abord le biais oblique que présente la page, avant de supprimer les lignes de musique connectant les différentes notes du morceau. Cette suppression de portées peut entraîner la disparition de fines parties d'objets musicaux provoquant leur séparation en plusieurs fragments. Dès lors, trois expansions suivies d’autant d’érosions sont appliquées afin de combler les plus petits écarts créés. Enfin, les barres verticales sont extraites de la partition et copiées dans une nouvelle figure, de manière à isoler les symboles primitifs musicaux. Ces derniers peuvent alors être localisés et présentés au perceptron multicouches pour leur identification.

Mots-clefs : OMR (Optical Music Recognition), OCR (Optical Character Recognition), partitions manuscrites, réseaux de neurones artificiels, PMC (perceptron multicouches).

Service de Théorie des Circuits et de Traitement du Signal

Promoteur : Dr. Gosselin Juin 2003