淺談人工智能作曲中的新交互視角

摘要：人工智能作曲已經(jīng)成為當(dāng)前音樂科技的一大重要組成部分。本文通過分析MIDI 2.0協(xié)議中的核心MIDI-CI的基本原則與功能，發(fā)現(xiàn)交互視角逐漸由以使用者的主觀能動(dòng)性為重點(diǎn)，變?yōu)闄C(jī)器間的自主交互為重點(diǎn)，通過研究EMI人工智能作曲的原理與流程，進(jìn)一步論證機(jī)器的自主交互與自主學(xué)習(xí)的主要特征。隨著人工智能作曲的發(fā)展，機(jī)器的訓(xùn)練與學(xué)習(xí)變得尤為重要，機(jī)器自主交互的開發(fā)與拓展是未來人工智能作曲的一個(gè)重要方向。

關(guān)鍵詞：人工智能作曲 交互 MIDI 2.0

一、引言

在21世紀(jì)的今天，人工智能作曲經(jīng)過38年的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟。在人工智能作曲的流程中，人機(jī)交互一直是其交互關(guān)系的重要方式，并且人機(jī)交互也一直以使用者為主體，機(jī)器為協(xié)助；而由于機(jī)器的智能化發(fā)展，機(jī)器可以進(jìn)行訓(xùn)練與學(xué)習(xí)，也可以進(jìn)行與其他機(jī)器之間的自主性交互，不再局限于跟使用者之間的交互行為。在計(jì)算機(jī)音樂中，“機(jī)器”可以代表計(jì)算機(jī)，可以代表MIDI控制器設(shè)備，也可以代表作曲程序中的某個(gè)處理模塊等所有可以與使用者產(chǎn)生信息交互的單位。因此，如何理解機(jī)器在交互關(guān)系中逐漸由輔助地位走向主體地位是非常有必要的，機(jī)器與機(jī)器之間的自主交互關(guān)系更是逐漸受到人們的重視。

二、MIDI 2.0協(xié)議的核心——MIDI-CI

2019年全球的MIDI制造商協(xié)會(huì)（MMA）和日本的音樂電子行業(yè)協(xié)會(huì)（AMEI）共同宣布經(jīng)過了多年的協(xié)調(diào)和研發(fā)，MIDI 2.0協(xié)議草案正式公布。支持MIDI 2.0的新設(shè)備或新軟件都會(huì)有一個(gè)MIDI-CI模式，這個(gè)模式是MIDI 2.0的核心。CI是“能力查詢”的意思，兩個(gè)設(shè)備通過MIDI連接之后互相會(huì)知道對方是什么設(shè)備，具備什么功能，有哪些參數(shù)可以相互控制。正是因?yàn)镸IDI-CI，MIDI設(shè)備才可以在連接方面有巨大提升。MIDI-CI使用三種查詢方式來發(fā)現(xiàn)和配置設(shè)備功能。

（一）配置設(shè)置：MIDI如何控制常用功能可以用配置設(shè)置來定義，這樣設(shè)備能夠發(fā)現(xiàn)并打開對應(yīng)的配置設(shè)置，讓交互行為具有更好的操作性和易用性，同時(shí)降低了使用者手動(dòng)配置設(shè)備的需求。

（二）資源交換：兩個(gè)設(shè)備由一組系統(tǒng)信息來進(jìn)行資源交換，設(shè)備之間可以發(fā)現(xiàn)、獲取和設(shè)置MIDI設(shè)備的許多屬性?？梢越粨Q的信息包括設(shè)備配置設(shè)置、控制器及音色等。

（三）協(xié)議協(xié)商：允許設(shè)備在使用MIDI 1.0協(xié)議還是MIDI 2.0協(xié)議之間進(jìn)行選擇。

從MIDI-CI的基本原則上可以看出，機(jī)器的輔助功能得到開發(fā)，機(jī)器與機(jī)器之間的交互關(guān)系得到發(fā)展。MIDI 2.0的升級更讓我們看到了機(jī)器能力在功能上的新拓展，功能上的拓展離不開數(shù)據(jù)量的累積，比如我們可以在精度上看出MIDI 2.0數(shù)據(jù)量的提升。MIDI 1.0只有7 bit精度，MIDI 2.0則有16 bit精度。我們假設(shè)使用的采樣音頻素材是采樣頻率為44100HZ的立體聲音頻素材，對比一下這兩個(gè)精度的數(shù)據(jù)量，我們采用的數(shù)據(jù)量計(jì)算公式為：數(shù)據(jù)量（字節(jié)/秒）=（采樣頻率×量化字長×聲道數(shù)）/8。那么MIDI1.0的數(shù)據(jù)量為（44100×7×2）/8=77175（byte/s）；MIDI2.0的數(shù)據(jù)量為（44100×16×2）/8=176400（byte/s）。在數(shù)據(jù)量的對比上可以看出MIDI 2.0關(guān)于精度的提升是巨大的。

三、人工智能作曲的原理與流程

談到人工智能作曲，David Cope的EMI人工智能音樂作曲系統(tǒng)是最具代表性的。Cope最初的想法是創(chuàng)建一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，該程序能夠具有感受整體音樂風(fēng)格并學(xué)習(xí)的能力，然后通過作曲家的創(chuàng)作需要，定向生成新的音樂作品。這樣的作曲方式離不開作曲家和計(jì)算機(jī)程序之間的交互與合作。Cope使用這些程序?qū)W習(xí)各種古典作曲家的風(fēng)格并重新組成完整的作品獲得了成功。音樂智力實(shí)驗(yàn)使用以下三個(gè)基本原理進(jìn)行工作。

（一）解構(gòu)：分析音樂并分解成“單位” 。

（二） 分類：保留代表風(fēng)格特征的共性“單位”。

（三）重構(gòu)：將“單位”重新組合成新的作品 。

這三個(gè)原理我們也可以理解為數(shù)據(jù)的解構(gòu)、分類與重構(gòu)的過程。在人工智能作曲流程中，機(jī)器與機(jī)器的交互是發(fā)生最多的，也是運(yùn)算量最大的。機(jī)器的自主交互不止發(fā)生在解構(gòu)、分類與重構(gòu)的部分，也可以發(fā)生在更小的單位之間，或者更大的模塊之間。因此，在人機(jī)交互中雖然人占有主要地位，但是不可以忽視機(jī)器的自主交互能力，尤其是在智能化越來越發(fā)達(dá)的今天，智能化機(jī)器在自主交互中會(huì)產(chǎn)生出不一樣的創(chuàng)造力。

四、結(jié)語

我們通過分析MIDI 2.0協(xié)議中的核心MIDICI的基本功能和EMI人工智能作曲的原理不難發(fā)現(xiàn)，人工智能作曲在快速發(fā)展，交互關(guān)系的重心也在發(fā)生改變?，F(xiàn)在作為連接工具的IDI設(shè)備也進(jìn)入了2.0時(shí)代，計(jì)算機(jī)作曲也進(jìn)入了多種算法作曲相融合的階段。在大數(shù)據(jù)平臺的支撐下，隨著人工智能整體技術(shù)水平的提升，使用者對作曲系統(tǒng)智能化程度要求的提高，交互關(guān)系不僅會(huì)在機(jī)器的自主交互方面有所突破，更會(huì)在人機(jī)交互關(guān)系的其他方面有所發(fā)展?？萍嫉倪M(jìn)步會(huì)逐漸消除人與機(jī)器之間的交互障礙，未來交互關(guān)系的成熟會(huì)讓人工智能作曲實(shí)現(xiàn)更多的可能。

（作者簡介：楊維佳，男，碩士研究生，濟(jì)南大學(xué)音樂學(xué)院2018級，研究方向：音樂科技與應(yīng)用）（責(zé)任編輯 劉月嬌）