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人工智能会写交响曲了 但艺术这门课还得继续学习

日期:2019-10-15 類型:STEAM教育

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    要說今年最火的是哪首歌,非《我和我的祖國》莫屬。從田間地頭到繁華商場,從塞外邊陲到都市核心,從幼小孩童到耄耋老者……熟悉的旋律飄蕩在祖國大地的每個人心中。近日,一曲特殊的《我和我的祖國》在深圳音樂廳全球首演。能想象嗎,這首交響變奏曲的作者竟是AI。

    如你所知,人工智能作曲已不是新鮮事,但AI首次創作交響變奏曲意味著什麽,當音樂遇到AI將給我們的生活帶來哪些變化?

    作詞作曲集中在流行音樂領域

    “在1950年以前,行业中就有初步的研究,尝试将人工智能与音乐结合。”平安科技人工智能專家、智能创作技术团队总经理韩宝强告诉科技日報记者,早期用于智能创作的方案,大多基于规则推理,智能音乐创作的多样性十分受限,这亦源于人工智能技术在那个时代的局限性。

    正如韩宝强所说,早在计算机刚出现的上世纪50年代,美国化学博士莱贾伦·希勒就在使用计算机工作时发现将程序中的控制变量换成音符后便可用来作曲,且曲子符合作曲法则。1957年,在莱贾伦的计算机上诞生了历史上第一首完全由计算机“作曲”的音乐作品《Illiac Suite》。

    近年来,随着人工智能技术的发展,AI越来越多地进军乐坛,甚至成为音乐宣传中的时髦元素。2018年8月21日,美国网红歌手泰琳·萨顿在优兔(YouTube)上传了单曲《Break Free》,据称这是她和AI平台共同创作的歌曲。

    泰琳·薩頓寫了一段主旋律,放入AI平台中,選擇情緒、樂器、節奏等參數,AI自動生成副歌、添加和弦,變成一首完整的曲子。可以說,歌曲聽起來和專業音樂人制作的作品並沒有太大差別。

    在2018年播出的《中國好聲音》中,來自清華大學的博士生宿涵和他的小夥伴們將專業技術和音樂結合,做了一個人工智能創作音樂的項目。他在節目中演唱的《止戰之殇》的主歌歌詞,正是他用人工智能寫出來的。

    輸入“深淵、噩夢、絕望、戰爭”,AI就幫宿涵寫出了這版歌詞。雖然認爲AI肯定沒有方文山這樣的作詞大家寫得好,但對于現階段的研究成果,宿涵已經十分滿意:“我覺得AI還是有些金句的,比如‘諷刺挂滿美麗的太陽’,這句話放在反戰題材裏感覺還是很有深度的一句話。”

    韓寶強介紹,今年2月份一首完全由人工智能創作的詞曲作品《青春記憶》獲“全球AI藝術大賽”一等獎。這首歌的作曲模塊,通過訓練5萬首特定風格的流行樂作品數據,運用多層序列模型和高維度音樂特征提取方法,同步優化曲式、和聲、配器等音樂要素,使樂曲具備青春昂揚的風格,並保持原創性和辨識度。

    作詞模塊則采用基于動態規劃的序列生成模型,選取數十萬篇流行歌詞、現代詩歌等文學作品數據訓練出獨創的AI作詞模型,並關聯“青春”主題詞,使輸出歌詞在邏輯通順的基礎上兼具文學性、故事性與韻律感。

    “總體來看,目前在AI音樂方面的嘗試,主要集中在流行音樂領域,或是對某些特定作曲家、音樂風格作品的分析和複現。當然,大家在技術上也各有獨特之處。”平安科技人工智能中心副總工程師、AI産品總監姜凱英分析。

    開始嘗試長篇交響樂作品

    區別于目前AI作曲更多停留在單旋律、短篇幅的樂曲形態,此次交響變奏曲團隊通過人工智能實現了多聲部、廣維度,同時具備複雜性和經典傳承性的長篇幅交響樂曲作品。

    “创作过程中运用了多重技术模型,并首创了基于本次交响曲研发出的AVM自动变奏模型。”姜凯英说,具体而言,就是基于海量历史音乐作品的数据库和体系化的音乐标签工程,通过深度学习和强化学习融合AI技术,运用自动变奏模型、音乐评价模型、專家规则系统,拆解乐曲音符组合空间,优选最佳音乐片段,从而完成本次创作。

    作爲AI作曲學習的數據基礎,研究團隊搭建了包含歌曲庫、創作規則庫、歌詞素材庫、音樂評論庫、人聲聲源庫和樂器聲源庫六大數據庫,囊括了百萬量級作曲素材。

    “本次AI交響變奏曲的創作,運用了其中70萬余首樂曲進行結構化訓練,包含古典音樂、民歌等多類題材作品。”韓寶強介紹。

    同時,創作團隊依據經典作曲理論進行標簽內容的設定,打造了海量維度的音樂標簽體系,包含情緒、風格、主題、發展手法、和聲、曲式、對位、配器、調性、調式、拍號等各類音樂元素。值得注意的是,團隊還基于人工精選數據集開發了自動標注分析系統,嘗試應用AI技術對音樂音頻進行自動分析。

    在模型运用层面,AI交响变奏曲《我和我的祖国》运用了AVM自动变奏模型。首先,在节奏、和声、织体、配器等方面构建專家变奏规则库进行基础模型的训练。而后采用深度学习和强化学习联合方案,根据音乐创作理论描述规则进行基础模型训练,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,再结合强化学习技术让机器初步掌握人类作曲的思考逻辑,学习乐曲变奏手法。

    對機器進行深度學習和強化學習訓練的還有音樂評價模型,即基于大量作曲家的作品學習所構建的評價網絡。

    韩宝强解释,众所周知,乐曲是否悦耳的评价标准相对主观,然而作曲规则却在音乐发展中逐步确立,形成了相对客观的行业标准。因此,乐曲创造的过程中,需要在遵守主流审美的同时,兼顾作曲專家的评价标准。同时,为防止AI作曲生成规则过于自由,团队在人工智能乐曲创作的过程中融入了包含和声约束、对位约束、曲式结构约束等在内的專家规则,让AI作曲无限靠近乐曲原本体裁,并具备时代传承的经典性。

    “我們認爲,這次嘗試至少在人工智能以及音樂曆史上均具有一定開創性,並證明了人工智能在交響音樂上創作的可能性,給人工智能在高雅藝術領域帶來了極大的想象空間。” 韓寶強說。

    或將帶動現象級産品出現

    那麽,AI創作音樂將會給普通人帶來什麽,會給藝術帶來哪些變化?

    “AI作曲的特點包括創作快捷,能夠將不同風格的樂曲進行融合、能夠學習及創作不同時期不同國家音樂風格的樂曲,賦予普通大衆更多的創作能力,而這原本僅屬于少數精英人群。” 姜凱英認爲,從這一角度看,AI降低了藝術創作的門檻,未來人工智能在音樂創作、音樂鑒賞、音樂教育方面都會大放光彩。

    目前,國內外的多個團隊都在做AI藝術創作方面的嘗試。今年3月21日,巴赫生日的這一天,谷歌上線了“巴赫塗鴉”,根據谷歌的官方介紹,利用這個塗鴉,你可以隨意創作自己的旋律,塗鴉將用巴赫的風格來演奏你創作的作品。谷歌的研發團隊表示,上線這一産品,主要是爲了讓音樂更好玩。

    “因爲音樂和藝術創作的多樣性,大家的聚焦點都有所不同,相信這對AI技術的發展,對人們進一步思考藝術創作的新方向,會帶來很多意想不到的空間和機會。”姜凱英認爲。

    好玩就有價值。“AI作曲可以在衆多需要音樂的場景中帶來價值,比如短視頻配樂、遊戲配樂、影視配樂等,同時,由于它降低了普通大衆的創作門檻,可能會帶動現象級産品的出現。”韓寶強說。

    總體而言,目前AI音樂創作還處于“嬰兒期”,還有很多問題等待大家去摸索嘗試。韓寶強謹慎表示,團隊後續會繼續在古典樂、流行樂、作詞作曲演唱等方面做更多的嘗試和突破。


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