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| 本文作者： 楊曉凡 | 2019-04-29 11:32 |
雷鋒網(wǎng) AI 科技評論按：OpenAI 前幾日突然在 Twitch 展開直播。此前，OpenAI 的每次 DOTA2 直播都是在這里進(jìn)行的，但這次的內(nèi)容不再是電子游戲了，而是直播 AI 創(chuàng)作的曲子。OpenAI CTO Greg Brockman 都調(diào)侃說：「六個月前我也想不到我們會把直播頻道的分類從 DOTA2 換成音樂和表演」。
直播的主角是 OpenAI 新創(chuàng)造的作曲 AI「MuseNet」，它可以創(chuàng)作不同風(fēng)格的、時長達(dá) 4 分鐘的樂曲，風(fēng)格可以根據(jù)不同的作曲者變化（巴赫、貝多芬、Oscar Peterson、Frank Sinatra、Bon Jovi）、不同的風(fēng)格變化（Jazz、Albeniz、電影配樂、鄉(xiāng)村、印度寶萊塢、迪士尼），而且樂曲中可以使用 10 種不同的樂器。「MuseNet」使用的是和前段時間 OpenAI 的文本生成模型 GPT-2 類似的大規(guī)模 Transformer 模型，而且為了增強(qiáng)它的長序列建模能力，「MuseNet」也使用了雷鋒網(wǎng) AI 科技評論剛剛介紹過的稀疏注意力技術(shù)。繼上次用 GPT-2 生成接近人類水準(zhǔn)的短文之后，OpenAI 儼然已經(jīng)成為了長序列建模的小能手。
學(xué)習(xí)音樂畢竟是一件有難度的任務(wù)，不同的樂器有不同的音色，不同的曲風(fēng)也有各自的微結(jié)構(gòu)。所以 OpenAI 的做法是讓模型學(xué)習(xí)并預(yù)測 MIDI （音符、控制參數(shù)等組成的數(shù)字音頻信號，可以用 MIDI 播放器播放），而不是學(xué)習(xí)原始音頻波形；同時 OpenAI 也為模型設(shè)計了對應(yīng)作曲者和樂器的 token，簡化數(shù)據(jù)參數(shù)。
在稀疏 Transformer 的重新計算以及優(yōu)化過的核心幫助下，MuseNet 被設(shè)計為一個 72 層、具有 24 個注意力頭的網(wǎng)絡(luò)，它可以在 4096 個元素長度的內(nèi)容上進(jìn)行完整的注意力操作。正因為它能夠處理的序列足夠長，所以它可以記住曲子中的長段結(jié)構(gòu)，完成段落的重復(fù)以及變化。
為了讓模型更好地控制樂曲主體內(nèi)容的結(jié)構(gòu)，OpenAI 為模型設(shè)計了多種不同的嵌入。除了正常的位置嵌入之外，他們額外讓模型學(xué)習(xí)一個嵌入，用它來追蹤每個樣本中已經(jīng)經(jīng)過的時間。這樣，所有同時響起的音符都會具有同樣的時間嵌入。他們還為和弦中的每個音符增加了一個嵌入（這種做法類似于相對注意力，當(dāng)模型需要生成第四個音符的時候它會提供第三個音符作為參考，也就讓模型更容易學(xué)習(xí)）。最后，他們還增加了兩種不同的結(jié)構(gòu)嵌入，它們的共同作用是告訴模型某一段音樂在更大的曲目范圍內(nèi)的位置；其中，第一個嵌入會把大段音樂分為128個部分，第二個嵌入會從127到0倒數(shù)，表示距離結(jié)尾還有多遠(yuǎn)。
模型的效果是驚人的，不僅當(dāng)天的 Twitch 直播中演示的不同風(fēng)格的曲目辨識度高、旋律自然，而且 OpenAI 在介紹博客中展示的混搭生成結(jié)果（從某首知名樂曲中取一個小節(jié)作為開頭，然后讓模型以其他的風(fēng)格續(xù)寫，模型會給出四種結(jié)果），以及好奇的網(wǎng)友們利用 OpenAI 提供的試驗工具生成的樂曲都讓大家無比欽佩。我們推薦大家到 MuseNet 的官方介紹頁面親自嘗試混搭續(xù)寫工具以及聽聽已有的生成樂曲。
OpenAI 還根據(jù)嵌入的學(xué)習(xí)結(jié)果制作了不同作曲者之間的相似度關(guān)系圖，也和我們?nèi)粘５恼J(rèn)知非常相符。
在 OpenAI 的研究人員們看來，音樂生成任務(wù)的難度介于文本和圖像之間，它具有和文本類似的靈活的序列結(jié)構(gòu)（比如圖像中可以固定地參照前 N 個元素，而文本和音樂中的這個數(shù)字大小是不固定的）。他們收集了訓(xùn)練數(shù)據(jù)集并嘗試了不同的訓(xùn)練技巧。
這項研究實在是生動有趣，OpenAI 也希望大家多多參與活動，多多討論和反饋，也幫助他們選定這項研究的下一步目標(biāo)。公開參與的時間一直持續(xù)到 5 月 12 日，大家快到 openai.com/blog/musenet/ 玩玩聽聽看吧！
via openai.com，雷鋒網(wǎng) AI 科技評論編譯
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