45348

Моделирование в музыке

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

В памяти композитора существует множество различных мелодий накопленных им в течение жизни. И естественно полагать что фрагменты этих мелодий отдельные музыкальные фразы музыкальные инварианты осознанно или неосознанно используются композитором в его творческом процессе. Далее следует прочитать следующую за найденной фразой ноту приписать ее к текущей музыкальной фразе а первую ноту из этой фразы выдать в файл формируемых мелодий и вычеркнуть из текущей фразы так чтобы в ней попрежнему оставалось четыре ноты. В результате в файле...

Русский

2013-11-16

40.5 KB

14 чел.

29 Моделирование в музыке

Человеческий мозг – это своего рода банк данных и знании, в котором хранится огромная информация, собранная за всю прожитую человеком жизнь. Доказано, что человеческий мозг никогда и ничего не забывает. Каждый прожитый им день до мельчайших подробностей, как на видеопленку, записывается в память. И эта информация может быть определённым образом извлечена. Кроме того, имеются попытки доказать, что может быть извлечена информация, переданная человеку от предыдущих поколений.

В памяти композитора существует множество различных мелодий, накопленных им в течение жизни. И естественно полагать, что фрагменты этих мелодий, отдельные музыкальные фразы, музыкальные инварианты осознанно или неосознанно используются композитором в его творческом процессе.

Поэтому первое, что нужно сделать при создании модели музыкального творчества, это занести в память компьютера как можно больше музыкальных произведений (создать базу данных). Далее, как и в любой интеллектуальной системе, нужно создать базу знаний, состоящую из законов музыкальной гармонии – соотношений между музыкальными инвариантами (сольфеджио).

На вход компьютера надо подать начальное приближение (творческое вдохновение) – музыкальную фразу, состоящую, например, из четырех нот, и заставить компьютер отыскать такое же сочетание нот в одном из хранящихся в его памяти музыкальных произведений. Далее следует прочитать следующую за найденной фразой ноту, приписать ее к текущей музыкальной фразе, а первую ноту из этой фразы выдать в файл формируемых мелодий и вычеркнуть из текущей фразы так, чтобы в ней по-прежнему оставалось четыре ноты. Процесс поиска надо продолжить, анализируя следующие за найденной в памяти компьютера мелодии.

В результате в файле формируемых мелодий сформируется последовательность нот новой мелодии, которая по своему звучанию будет напоминать заложенные в память компьютера известные мелодии, но отличаться от них. Например, если в память закладывались вальсы, то на выходе будет вальс, если марши, то на выходе – марш и т. п.

Алгоритм выбора продолжений мелодий из базы данных можно снабдить эвристическими правилами, регулируя их силу с помощью коэффициентов доверия. При этом для разных музыкальных стилей будут разные коэффициенты доверия. Эти коэффициенты можно изменять в процессе обучения, добиваться улучшения качества сочиняемых мелодий.

Более сложные методики, отражающие также другие стороны музыкального творчества, были предложены в 1955 году исследователями Иллинойского университета Хиллером и Исааксом. Они провели серию экспериментов, в которых последовательно закладывались законы сольфеджио в базу знаний (гармонизация) и вводились разнообразные музыкальные ритмы и темпы. Был также использован датчик случайных чисел.

Рисунок 8.1 – Алгоритм программы компьютерного сочинения музыки

На рисунке выше приведен алгоритм программы, реализованной на машине "Иллиак". На входе программы генератором случайных чисел задавались целые числа, при помощи которых закодированы нотные знаки. Каждое из чисел пропускалось через последовательность из четырех контрольных схем (I-IV). Эти схемы пропускали в запоминающее устройство только те числа, которые образовывали правильную (подчиняющуюся заложенным в контрольной схеме ограничениям) мелодическую линию. Законченный период запоминался, а затем выдавался на печать и расшифровывался в виде нот. Если же хотя бы одна из схем задерживала хотя бы одну ноту, то управление вновь передавалось генератору случайных чисел и поиски правильной ноты продолжались. После 50 неудачных попыток подобрать нужную ноту мелодическая линия разрушалась и начинала выстраиваться новая линия. За один час работы машина "Иллиак" создавала 100 мелодий.

Широкую известность в свое время получили музыкальные произведения, сочиненные компьютером "Урал-2" по алгоритмам, разработанным советским математиком Р. X. Зариповым. В его программах также использовался генератор случайных чисел, который выдавал не только код ноты, но и длительность и интервал между нотами. Эти данные проходили контроль на соответствие закономерностям базы знаний – законам музыкальной гармонии, полученным при анализе широкого круга музыкальных произведений.

Принципы, разработанные первыми музыковедами-программистами, в настоящее время закладываются в схемы современных оркестровых электромузыкальных инструментов и широко используются композиторами и музыкантами. Однако этот инструментарий является вспомогательным, так как его применение ограничено сочинением гармонии, аранжировок, сопровождений. Сами же темы сочиняет по-прежнему человек. Дело в том, что создать хорошую простую мелодию неизмеримо сложнее, чем оркестровое произведение в авангардистской манере, перегруженное случайными звукосочетаниями и диссонансами. Когда композитор сочиняет мелодию, которая становится популярной, происходит колоссальный прорыв вперед, так как это открытие нового, не известного ранее соотношения между музыкальными инвариантами.

8.2 Моделирование в поэзии

Считается, что задача моделирования стихотворчества несоизмеримо сложнее, чем задача моделирования сочинения музыкальных произведений. Как показали исследования русского языка, одна буква делового языка несёт 0,6 бит информации, буква обыкновенной разговорной речи – 1 бит, а буква поэтической речи – 1,5 бит.

Для того чтобы сочиненные компьютером произведения имели смысл, необходимо ввести базу соответствующих знаний. Каждое вводимое в словарь слово должно быть увязано с другими не только синтаксическими, но и семантическими связями. Различные сочетания слов должны быть оценены некоторыми оценивающими параметрами, задающими уровень смыслового соответствия. Этими коэффициентами можно регулировать уровень осмысленности и степень абстрагизма создаваемого произведения, определять его характер, жанр и смысловую направленность.

Как и в других интеллектуальных системах, коэффициенты доверия могут меняться в процессе работы программы, т. е. алгоритмы стихотворчества могут быть обучаемыми.

Таким образом, существующий уровень развития инструментальных средств и методов искусственного интеллекта позволяет создать более-менее приемлемые алгоритмы поэтического творчества, что свидетельствует о том, что и этот вид человеческой деятельности в принципе поддаётся компьютерному моделированию.


Генер
атор случайных чисел

еревод в нотную запись

I

II

III

IV


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20241. Понятие, предмет, задачи дисциплины «охрана труда в отрасли» 108 KB
  Охрана труда как социально-экономический фактор и область науки. Этапы развития охраны труда. Понятие охраны труда в законодательстве Украины. Предмет, содержание и задачи дисциплины охраны труда в отрасли. Взаимодействие охраны труда с другими дисциплинами.
20242. Основи методу Монте-Карло 146.5 KB
  точки та розрахувати в кожному полож. точки її енергію з частинками системи. Будується ланцюг випадкових переміщень однієї точки. точки; 2 обрати модель потенціальної енергії; 3задати температуру та довжину кроку відображ.
20243. Полімерний стат. клубок 46.5 KB
  клубок Полімерні молекули ланцюги з великої кількості ланок вони можуть відрізнятися сладом однакові ланки або різні степенем гнучкості числом гілок та заряджених груп. Найпростіша полімерна молекула послідовність великої кількості атомних груп з`єднаних у ланцюг ковалентними хімічними зв`язками. N масі ланцюга. Полімерний ланцюг має N 1 N 102 104 Полімерні молекули поділяються на лінійні та тривимірні.
20244. Спектральний склад розсіяного світла в газах. Ефект Мандельштама-Брілюена 85 KB
  Спектральний склад розсіяного світла в газах. Розсіяння світла це зміна якоїсь характеристики потоку оптичного випромінювання світла при його взаємодії з речовиною. Цими характеристиками можуть бути просторовий розподіл інтенсивності частотний спектр поляризація світла. Фізична причина розсіяння світла в чистій речовині полягає в тому що в силу статистичної природи теплового руху молекул середовища в ньому виникають флуктуації густини.
20245. Особливості реологічної неньютонівської рідини 90 KB
  Не ньютонівська течіяпри різних швидкостях течії рідина характеризується різними в‘язкостями. Для того щоб визначити поняття не ньютонівської рідини згадаємо що таке ньютонівська рідина. Бінгалівська рідина межа пластичностітобто в системі існує область де напруження не впливає на зсув характерною ознакою є те що течія починається коли дотичне напруження τ перевищує межу пластичності θ. ; немає зсуву шарів рідина рухається як жорсткий стержень.
20246. Взаємодія повільних нейтронів 57 KB
  Зіткнення нейтрона з ядром може відбуватись двома шляхами: або 1без утворення проміжного ядра коли нейтрон розсіюється безпосередньо силовим полем ядрапружне та непружне розсіяння 2або з утворенням проміжного збудженого ядра з наступним його розпадом по одному з можливи каналів: Авипромінювання γ квантів процес радіаційного захвату нейтрона ядром Б випромінювання заряджених частинок В ділення ядра В області повільних нейтронів енергія 1еВ основні процеси пружне ядерне розсіяння радіаційний захват нейтрона ядрома бо...
20247. Теорія капілярного віскозиметра 63.5 KB
  Віскозиметр прилад для визначення вязкості. Визначення вязкості капілярним віскозиметром базується на законі Пуазейля і полягає в визначенні часу протікання визначеної кількості рідини або газу через вузькі трубки круглого прерізу при заданому перепаді тисків. Прилади для вимірювання вязкості можна розділити на дві групи: 1Ті які використовують стаціонарні типи руху рідин капілярний метод метод падаючої кульки; 2 Використовуються нестаціонарні типи руху в основному обертальноколивальний рух коливання твердого тіла зануреного в...
20248. Розрахунок бінарної кореляційної функції числовими методами 61.5 KB
  Розглянемо як розрахувати бінарну кореляційну функцію цими методами: МК В окремих точках матимемо де середня кількість сусідів від відображаючої точки на відстані ri яка може бути обрахованою за наступною формулою: кількість сусідів у j му положенні відображаючої точки S кількість частинок в комірці. МД кількість частинок на відстані ri від μї частинки в момень часу n. l кількість частинок в комірці р кількість проміжків часу.
20249. Основи методу хвильової спектроскопії 89 KB
  З уширення спектральних ліній береться інформація про міжмолекулярну взаємодію. Є три причини уширення: 1.природня ширина ліній лише в основному стані нема уширення; 2.доплерівське уширення відбувається за рахунок молекул що знаходяться в тепловонму русі; 3.