人工智能學會寫交響曲將給我們的生活帶來哪些變化？

2019-10-15 06:56 作者：操秀英科技日報責任編輯：周冬

摘要：作為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。韓寶強謹慎表示，團隊后續會繼續在古典樂、流行樂、作詞作曲演唱等方面做更多的嘗試和突破。

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么，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，行業中就有初步的研究，嘗試將人工智能與音樂結合。”平安科技人工智能專家、智能創作技術團隊總經理韓寶強告訴科技日報記者，早期用于智能創作的方案，大多基于規則推理，智能音樂創作的多樣性十分受限，這亦源于人工智能技術在那個時代的局限性。

正如韓寶強所說，早在計算機剛出現的上世紀50年代，美國化學博士萊賈倫·希勒就在使用計算機工作時發現將程序中的控制變量換成音符后便可用來作曲，且曲子符合作曲法則。1957年，在萊賈倫的計算機上誕生了歷史上第一首完全由計算機“作曲”的音樂作品《Illiac Suite》。

近年來，隨著人工智能技術的發展，AI越來越多地進軍樂壇，甚至成為音樂宣傳中的時髦元素。2018年8月21日，美國網紅歌手泰琳·薩頓在優兔(YouTube)上傳了單曲《Break Free》，據稱這是她和AI平臺共同創作的歌曲。

泰琳·薩頓寫了一段主旋律，放入AI平臺中，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并沒有太大差別。

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伙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《止戰之殤》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。雖然認為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‘諷刺掛滿美麗的太陽’，這句話放在反戰題材里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，并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，并關聯“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復現。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產品總監姜凱英分析。

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，同時具備復雜性和經典傳承性的長篇幅交響樂曲作品。

“創作過程中運用了多重技術模型，并首創了基于本次交響曲研發出的AVM自動變奏模型。”姜凱英說，具體而言，就是基于海量歷史音樂作品的數據庫和體系化的音樂標簽工程，通過深度學習和強化學習融合AI技術，運用自動變奏模型、音樂評價模型、專家規則系統，拆解樂曲音符組合空間，優選最佳音樂片段，從而完成本次創作。

作為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。

在模型運用層面，AI交響變奏曲《我和我的祖國》運用了AVM自動變奏模型。首先，在節奏、和聲、織體、配器等方面構建專家變奏規則庫進行基礎模型的訓練。而后采用深度學習和強化學習聯合方案，根據音樂創作理論描述規則進行基礎模型訓練，利用深度學習技術對音樂作品實現多維度的特征學習與提取，再結合強化學習技術讓機器初步掌握人類作曲的思考邏輯，學習樂曲變奏手法。

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。

韓寶強解釋，眾所周知，樂曲是否悅耳的評價標準相對主觀，然而作曲規則卻在音樂發展中逐步確立，形成了相對客觀的行業標準。因此，樂曲創造的過程中，需要在遵守主流審美的同時，兼顧作曲專家的評價標準。同時，為防止AI作曲生成規則過于自由，團隊在人工智能樂曲創作的過程中融入了包含和聲約束、對位約束、曲式結構約束等在內的專家規則，讓AI作曲無限靠近樂曲原本體裁，并具備時代傳承的經典性。

“我們認為，這次嘗試至少在人工智能以及音樂歷史上均具有一定開創性，并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。

或將帶動現象級產品出現

那么，AI創作音樂將會給普通人帶來什么，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，賦予普通大眾更多的創作能力，而這原本僅屬于少數精英人群。” 姜凱英認為，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“巴赫涂鴉”，根據谷歌的官方介紹，利用這個涂鴉，你可以隨意創作自己的旋律，涂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，上線這一產品，主要是為了讓音樂更好玩。

“因為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。”姜凱英認為。

好玩就有價值。“AI作曲可以在眾多需要音樂的場景中帶來價值，比如短視頻配樂、游戲配樂、影視配樂等，同時，由于它降低了普通大眾的創作門檻，可能會帶動現象級產品的出現。”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，團隊后續會繼續在古典樂、流行樂、作詞作曲演唱等方面做更多的嘗試和突破。

關鍵詞：AI,谷歌,作曲,交響曲,變奏手法

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