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平安首创AVM自动变奏模型,探秘全球首部AI交响变奏曲硬核技术

2019年10月15日 06:54 来源:未知 手机版

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2019年10月14日 16:09:54
来源:机器之心

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机器之心原创

作者:思、一鸣

在新中国成立 70 周年之际,平安人工智能研究院的学者们构建了首个交响乐创作模型,推出了全球首部 AI 交响变奏曲《我和我的祖国》。这首交响曲作为新中国成立 70 周年的献礼之作,于 10 月 11 日由深圳交响乐团进行全球首次公演。

AI 交响变奏曲演奏现场

想要听听 AI 创作的交响变奏曲?读者们可以点击下面音频看看 AI 在艺术创作领域的潜力到底有多少。

《我和我的祖国》原本就是家喻户晓的经典曲目,在保留原曲风格的基础上进行二次创作,使其具有鲜明的时代特色、赋予其新时期新的内涵,无疑对人工智能是一个挑战。机器之心就此采访了AI交响变奏曲《我和我的祖国》曲目团队技术负责人,揭秘这首国庆献礼乐曲背后的硬核技术。

据了解,AI 交响变奏曲《我和我的祖国》运用了平安首创且行业中尚未发表的具有独创性的 AVM 自动变奏模型,它会利用深度学习技术对音乐作品实现多维度的特征学习与提取,并结合强化学习技术让机器学会变奏手法。总体上,结合规则系统的作曲经验,以及深度模型的学习能力,AI 能找出最能表示主题情感的音乐片段。

声声闻来皆辛苦,AI 谱曲不寻常

能够谱写出波澜壮阔的交响变奏曲,需要的不仅仅是模型与数据的交汇。在 AI 生成《我和我的祖国》交响变奏曲的过程,团队遇到了很多不同的挑战,随之而来的则是诸多技术领域的创新和突破。据悉,这是全球领域首次尝试借助 AI 谱写交响变奏曲。尽管在这一阶段,很多问题都需要用专家规则判断和约束,但通过 AI 与专家知识的结合,使得「AI+音乐」能在教育、配乐等更广泛的实现不同形式的探索和尝试。

两个世界第一

利用 AVM 架构模型生成的 AI 交响曲,实现了两个世界第一:全世界第一个能够进行多旋律交响曲谱曲的 AI 以及全世界第一个可变谱曲风格的 AI。尽管过去很多研究都进行了 AI 谱曲的工作,但生成的乐曲都是单旋律的,其中没有和声、对位,也没有区分声道等音乐中的必备要素。这样的生成结果仅仅只是音符的组合,和实际生活中我们听到的真实歌曲还差了很远。

背后原因在于,目前大部分算法模型并没有完整地输入乐曲的全部信息,而仅仅只是单个音符的序列。研究院在生成乐曲的过程中,采用了多种类别标签的音乐数据,使 AI 同时学习到了曲子的节奏、和声、对位、调式等八种类别的音乐信息,并根据这些信息进行谱曲工作。

此外,过去的多个 AI 生成的结果都带有同样的弊病:仅能实现一种曲风。以谷歌在巴赫诞辰日的产品为例,AI 仅能根据人们输入的旋律进行巴赫风格的模仿,无法换成其他风格。

而据平安研究院介绍,他们的人工智能算法使用了 VAE 模块,其目的就是为了让模型能够根据用户提出的语义信息要求,调整模型的超参数,使得最终生成的乐曲符合用户的需求。这样一来,AI 实现了真正意义上的「按需谱曲」,而不是带着以模仿为核心功能的传声筒。

谱曲到演奏的「最后一公里」由人类专家完成

要保证生成的曲子在实际演出达到预期效果,这是有相当大难度的。

首先,如何将语义信息利用 AI 融入曲子中呢?利用神经网络强大的拟合能力,平安人工智能研究院选择了数万个旋律片段,并根据其表达的情感打上情感标签,然后在模型中使用 transformer 进行训练。这样一来,隐层向量可以学习到特定模式的旋律所对应的语义标签信息,对谱曲中设定好的语义要求进行旋律上的关联。

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本文标签:变奏 模型 变奏曲 生成 平安

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