隨著數位時代的興起，電腦輔助設計軟體(Computer-aided design)應用範圍越來越廣，
各種與音樂相關的新興軟硬體推陳出新，過去作曲工作完全是由作曲家來進行，但是目 前電腦已經有能力幫人處理部分作曲的工作，甚至是憑空創造出音樂。倘若電腦程式具 有產生出與人類作曲家品質相似的成果，其方法無論在學術或是商業應用領域均具有極 大價值。例如，當作曲家靈感枯竭時，能夠透過電腦程式創造出的大量音樂樣本中找尋 創作靈感。電腦遊戲中的固定場景配樂亦能夠透過此項技術，依據當下場景產生出相同 風格但是內容相異的音樂，以增加遊戲配樂的豐富性。因此，我們可以將隱含在音樂當 中的特徵萃取出來成為規則，或是將已知的音樂創作原則設計成演算法供程式自動產生 音樂，以達到使電腦程式能夠產生出與我們期望相符的音樂。
電腦自動作曲概念約西元前 500 年即被提出[1]，當時 Pythagoras 相信音樂與數學並 非完全分離的知識。Hiller 和 Isaacson 可能是最早使用一個基於 Markov Chains 的亂數 產生器的可計算模型(Computational model)來進行電腦自動作曲[2]。根據[1]所轉述於 1993 年於 ICMC 研討會之 Panel Discussion 當中，David Cope 將電腦自動作曲(Algorithm Composition)定義為「在有限步驟內使用一序列的規則解決(或完成)某一個音樂部份或整 體的問題」。
電腦學習音樂規則並產生音樂的方式與亦與人類相似，而人類學習事物的方法可分 為兩種，內顯學習法係指無意識獲得刺激環境知識的過程，而外顯學習為採取一定策略 來完成學習活動。因此，電腦學習音樂而得到之規則由過去研究可以得知分為兩種：內 顯規則(implicit rule)與外顯規則(explicit rule)。
圖 1 內顯式規則作曲法
樂理規則 設定參數 輸出音樂
圖 2 內顯式規則作曲法
在自動作曲的過程中，內顯規則法需要其他音樂來學習規則，產生的音樂風格會與 給定的音樂相似；外顯規則需要使用者指定各種音樂參數來產生與其參數相符的音樂。
在自動作曲的過程中，系統可以透過分析音樂或由使用者指定規則以產生使用者期望的 音樂。但是，目前在使用者與自動作曲系統的互動過程中，尚無一套系統來整合各種音 樂異質資訊與自動作曲工作，並能夠滿足在特徵擷取、分析、學習、產生、評估、發佈、
評價等各流程的完整解決方案。
由於各種異質數位多媒體資料特性的不同，且與傳統文字資料相異，較難以透過文 字描述儲存在傳統資料庫中來達到有效查詢。MPEG 組織為解決此一問題，遂制定 MPEG-7 標準。針對多媒體的基本結構，提供了內容描述(Content Description)、導覽與 存取(Content Management)、內容組織(Content Organization)、使用者互動(User Interaction) 等功能。MPEG-7 以 XML 語言為基礎，並再加入其延伸格式，作為影音(AV)內容的描 述結構(Multimedia Description Schemes, MDS)。用這種方式描述影音內容，其產生的格 式能夠讓人們能夠了解所要呈現的內容，且使影音內容夠容易被搜尋、索引、過濾、使 用、管理[3-7]。
在音樂內涵式分析與電腦自動作曲的過程當中，甚至是到未來自動編曲、自動伴奏 等延伸程序，無論是在分析音樂、修正參數、產生音樂，若能夠整合大量的異質資訊供 電腦分析與使用者參考之用，其作曲結果將更臻完美。惟 MPEG-7 係作為影音內容描述 之用，並非針對紀錄音樂而專門設計，且音樂資料的豐富度遠大於一般聲音，若以 MPEG-7 為基礎建構一套自動作曲系統，其能記載之資訊於音樂豐富度上有所不足，故 我們結合了 IEEE 1599[8-11]作為描述、整合、同步各種異質音樂資訊之用。
現有音樂 特徵擷取 分析學習 輸出音樂
IEEE 1599 標準依照音樂的不同特性分成六層架構，其描述檔案以 XML 格式記載，
具有容易透過網路交換、適合人類閱讀、無相容性問題、具有跨平台特性等特點。雖然 IEEE 1599 標準於邏輯層亦提供樂譜記載的功能，但目前就電子樂譜格式而言，最為通 用的格式為 MusicXML，目前市面上超過 160 種商業製譜軟體均支援其讀取與寫入，故 我們採用 MusicXML 記載自動作曲的輸出樂譜。
綜合以上所述，本文為整合自動作曲過程中各項研究所需，提出一種基於 IEEE 1599 標準的電腦自動作曲系統架構，使未來自動作曲演算法及其成果的研發與評估，以及音 樂元素對於人類心理感知的影響，在流程所產生的所有描述資訊，能夠更有架構與有內 涵意義的被記載。另一方面，自動作曲的成果亦能夠更廣泛的展開實驗性應用，品質能 夠更快速的被各種方式評估，使自動作曲演算法及其產生能夠有效的被檢視與改善，最 終能夠產生與人類作曲品質相近的音樂。
本篇論文的第二章將介紹相關背景知識以及相關的文獻回顧；在第三章中，我們將 說明系統分析與設計方法；第四章將展示結果與系統功能範例分析；最後，在第五章總 結成果，以及討論未來研究可能的方向。