84、音乐创作与多目标优化中的前沿技术探索

音乐创作与多目标优化中的前沿技术探索

1. 两阶段自主进化音乐作曲

在音乐创作领域,有一个独特的视角聚焦于两阶段自主进化音乐作曲。在一段音乐片段中,小节 I 和 III 有着特殊之处,它们是整个片段里仅有的最后两个八分音符不是 G# 和 E 的小节;而小节 II 和 IV 则是仅有的前三个八分音符不全是 F# 的小节。并且,小节 I 的最后一个音符和小节 II 的第一个音符相同,这是音程评估函数作用的结果,该函数在第二阶段的作用是评估动机之间的过渡。

目前,在评估动机组合方面,需要新的技术。动机组合的评估应考虑整个音乐作品,而不仅仅是动机中第一个和最后一个音符的过渡解决。一种值得研究的方法是应用形式文法,它是用于分析或生成符号序列的描述性或规定性规则的集合,在音乐中,这些符号就是音符及其属性等音乐参数。

在像音乐创作这样的多目标优化问题中,不同的评估函数被应用于生成作品的适应度度量。目前设计的主要函数有音程和比率,在评估进化生成的音乐时,它们被同等对待。

2. 分层遗传算法在音乐伴奏生成中的应用

音乐伴奏系统设计旨在打造一个能像人类伴奏者一样为独奏者提供音乐伴奏的系统。该设计可细分为三个子任务:
- 聆听 :听取独奏者演奏的听觉数据,并将其转换为系统可解释的符号。
- 音乐决策 :系统决定自己在音乐中的角色,即应该演奏的音乐数据。
- 演奏 :系统执行自己的部分,对于计算机化系统来说通常指合成。

如今的系统为推进“音乐决策”部分,倾向于实施先进的音乐创作算法,如遗传算法(GA

先展示下效果 https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 遗传算法 - 简书 遗传算法的理论是根据达尔文进化论而设计出来的算法: 人类是朝着好的方向(最优解)进化进化过程中,会自动选择优良基因,淘汰劣等基因。 遗传算法(英语:genetic algorithm (GA) )是计算数学中用于解决最佳化的搜索算法,是进化算法的一种。 进化算法最初是借鉴了进化生物学中的一些现象而发展起来的,这些现象包括遗传、突变、自然选择、杂交等。 搜索算法的共同特征为: 首先组成一组候选解 依据某些适应性条件测算这些候选解的适应度 根据适应度保留某些候选解,放弃其他候选解 对保留的候选解进行某些操作,生成新的候选解 遗传算法流程 遗传算法的一般步骤 my_fitness函数 评估每条染色体所对应个体的适应度 升序排列适应度评估值,选出 前 parent_number 个 个体作为 待选 parent 种群(适应度函数的值越小越好) 从 待选 parent 种群 中随机选择 2 个个体作为父方和母方。 抽取父母双方的染色体,进行交叉,产生 2 个子代。 (交叉概率) 对子代(parent + 生成的 child)的染色体进行变异。 (变异概率) 重复3,4,5步骤,直到新种群(parentnumber + childnumber)的产生。 循环以上步骤直至找到满意的解。 名词解释 交叉概率:个个体进行交配的概率。 例如,交配概率为0.8,则80%的“夫妻”会生育后代。 变异概率:所有的基因中发生变异的占总体的比例。 GA函数 适应度函数 适应度函数由解决的问题决定。 举一个平方和的例子。 简单的平方和问题 求函数的最小值,其中每个变量的取值区间都是 [-1, ...
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