Nieuws

6 juni 2017

De wiskunde achter muziek

Muziek roept iets bij ons op: soms dein je automatisch mee op een liedje of zit een nummer nog dagenlang in je hoofd. Maar waarom?

Informaticus en muziekwetenschapper dr. Anja Volk (UU) probeert met de computer het antwoord te vinden. “Ik wil uitvinden hoe wij dat doen, dieper inzicht krijgen in hoe wij als mens muziek ervaren," vertelt Volk tijdens het Culturele Zondagen College. "Impliciet weten we veel over muziek. Zelfs een leek voelt vaak aan dat een stuk tot een bepaalde stijl behoort. Maar wil je dit met de computer onderzoeken, dan moet je heel precies weten waar dat hem precies in zit. Ik wil kennis over muziek expliciet maken.” Informatica biedt de mogelijkheid grote hoeveelheden data met elkaar te vergelijken en overeenkomsten te zoeken. Wat kan je met een computer weten komen dat je met een getraind oor niet kan?

Patronen herkennen  

Met algoritmes zoekt Volk naar patronen in muziek. Het blijkt dat duidelijke herhalingen in de muziek, in ritme, melodie of harmonie, maken dat we een stuk meer waarderen en er makkelijker op mee kunnen bewegen. Als voorbeeld neemt Volk de vijfde symfonie van Beethoven. Die roept direct herkenning op. Dat komt doordat er veel herhalingen van een melodisch patroon in zitten. Als tegenhanger neemt ze een stuk van de componist Anton Webern. Volk: “Mensen zeggen vaak: is dit toevalsmuziek? Het klinkt alsof er totaal geen patroon in zit.” Meeklappen of meebewegen op deze muziek blijkt daardoor moeilijk, zelfs voor professionele dansers. Volk: “Wanneer je dit stuk met de computer bestudeert zie je dat er inderdaad weinig regelmaat zit in de muziek. Het is moeilijk de maatsoort te herkennen en mee te klappen.”

Boven de vijfde symfonie van Beethoven, daaronder Op. 27 van Webern. De door de computer gegenereerde afbeeldingen rechts laten zien waar in de maat de accenten liggen.

Een muziekstijl die ons vaak automatisch laat meebewegen is ragtime. Ook de reden daarvoor is terug te zien met de computer: in de linkerhand van de pianist is een heel duidelijk patroon te herkennen, terwijl de rechterhand daar creatief omheen danst. Dat het de regelmatige linkerhand is die ons houvast biedt werd bevestigd door cognitiewetenschappers. Zij lieten zien dat mensen het makkelijk vonden mee te klappen wanneer ze alleen de linkerhand hoorden en moeilijk als ze alleen rechts hoorden.

Rechter- en linkerhand van een ragtime pianopartij.

Toekomstmuziek

Die kennis over patronen in muziek leidt ook tot nieuwe toepassingen. Bijvoorbeeld een zoekmachine die zoekt naar vergelijkbare patronen in andere muziekstukken, in plaats van op basis van meta-data (zoals je luistergeschiedenis of de muziekstijl). Automatische patroonherkenningstechniek is in de afgelopen 20 jaar ontstaan en nog volop in ontwikkeling. Uiteindelijk hoopt Volk dat er wereldwijde zoekmachines komen, waarmee je kunt ontdekken dat wat jou aanspreekt in muziek bijvoorbeeld ook te vinden is in traditionele Slavische volksmuziek, of muziek van een onbekend bandje uit de sloppenwijken van Brazilië. Volk: “Zodat we niet meer blijven vasthangen in genres. Je mist muziek uit andere hoeken die zouden kunnen aansluiten bij jouw smaak. Meta-data leggen die link niet.” 

Een andere toepassing is Chordify, een muzikale start-up waarmee Volk samenwerkt. Je kunt hier een YouTube nummer invoeren en de computer detecteert automatisch welke akkoorden de muzikanten spelen. Gebruikers kunnen aanpassingssuggesties doen, en met die data kunnen computerwetenschappers weer aan de slag om het algoritme te verbeteren. 

Volk zelf wil zich gaan richten op muziek en tijdsbeleving. Net als in muziek spelen patronen en herhaling ook een grote rol in hoe we tijd beleven. Is het mogelijk kennis uit verschillende vakgebieden te combineren en het ideale wachtkamermuziekje te maken, waarmee de tijd gevoelsmatig sneller gaat?

Nienke de Haan (junior programmamaker)
Copyright Studium Generale
Doorplaatsen uitsluitend met toestemming en onder vermelding van link en auteur.

Gerelateerde blogs

‘Cognitieve jeuk’: wat blijft in je hoofd hangen?

Delen