近日，中國搜索聯(lián)合重慶科技館舉辦線上活動——“我在哪”脈沖星燈塔計劃暨中國航天日主題活動。其中的科普系列講座目前已更新至第二集。在第一集里，大家學習了脈沖星的入門知識；第二集，我們邀請到中國搜索、新華社媒體融合生產技術與系統(tǒng)國家重點實驗室工程師劉肖萌為大家?guī)怼懊}沖星控制的自動音樂生成”科普講座。
這一集里，脈沖星來到地球后，接觸到了地球上美妙的音樂，它發(fā)現(xiàn)自己的周期性電磁脈沖信號與地球上的音樂有很多相似之處，感覺十分親切，于是萌發(fā)了做音樂家的夢想！
嘿你瞧，脈沖星“樂團”正在努力學習呢！
其實呀，脈沖星要想實現(xiàn)音樂夢想，并不容易，除了不斷的學習以外，還需要科學家和工程師的幫助。
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您將會在講座中對人工智能、大數(shù)據(jù)、深度學習等技術在音樂領域的應用有所了解，脈沖星的音樂夢想定會實現(xiàn)。
脈沖星能演唱嗎？
哎？好像只看到它們“張嘴”，卻聽不到聲音。原來脈沖星信號的頻率不在人耳所能識別的范圍，需要科學家做信號處理，轉變成人耳能聽到的聲音。
工程師們創(chuàng)新性地實現(xiàn)將脈沖星的律動應用在歌曲里，把脈沖星的振動當作歌曲中的節(jié)奏元素，脈沖星的強度對應聲音的強度。
太空搜索“錄音棚”中的脈沖星節(jié)奏律動
這是國科大2020年送給本科新生的特別禮物——含有“宇宙深處聲音”的脈沖星信號展示截圖。這些聲音是由中科院國家天文臺的科學家和國科大師生通過中國天眼（FAST）捕獲的15顆脈沖星信號轉換而來。（圖片來源：新華社客戶端視頻截圖）
脈沖星“樂團”憑借自己的音色特點，經(jīng)過人類指揮家的指揮下，可以演奏或演唱了！
但是，脈沖星樂團又碰到難題了，它們每次演出前都要跟人類作曲家和指揮家約時間，不能隨時盡興歌唱。
于是，工程師又緊急過來救場，通過巧妙的設計，給脈沖星樂團配備一名“人工智能指揮家”，自動調度脈沖星“樂手”們演奏或演唱。
工程師們基于深度學習的音樂生成技術讓脈沖星樂團反復學習現(xiàn)有的音樂作品，教給它們如何分析音樂特征，并重新合成音樂作品。
脈沖星樂團閉關訓練（劉肖萌、劉東君 制圖）
脈沖星樂團在模仿演奏/演唱（劉肖萌、劉東君 制圖）
脈沖星在學習了人類的音樂作品后，想玩一下音樂，挑戰(zhàn)一下自己的學習成果。對于特定樂曲，他們可以通過不同的樂手或樂器來演繹。比如說，不僅可以用周杰倫的音色唱《雙截棍》，也可以用鄧紫棋的音色來唱這首歌。
脈沖星樂團變音色演奏/演唱（劉肖萌、劉東君 制圖）
現(xiàn)在難度又升高了，脈沖星樂團想要創(chuàng)作自己的音樂作品。工程師們又忙起來了，通過研究和實驗，發(fā)現(xiàn)對抗學習和強化學習等方法能實現(xiàn)自動作曲。就拿對抗學習方案為例，所謂對抗就是音樂生成器和鑒別器之間的對抗，鑒別器要準確判斷出哪個是真的樂曲庫中的作品，哪個是音樂生成器產生的假的音樂作品；而音樂生成器的最終目的是不被鑒別器查出來。
經(jīng)過一段時間的對抗和博弈之后，音樂生成器已經(jīng)具備了生成跟樂曲庫中風格類似的音樂作品的能力。經(jīng)過不同風格的學習，脈沖星樂團的音樂生成器能夠生成不同曲風的作品，比如中國風、搖滾、爵士等。
脈沖星樂團根據(jù)對抗學習方案實現(xiàn)自動作曲
在科學家和工程師的幫助下，脈沖星樂團通過跟大師學習，已經(jīng)可以畢業(yè)了。它們學會了演奏、演唱、模仿和創(chuàng)作。
是不是看起來還挺簡單的，但是這里面凝結了許多科學家和工程師辛勤的汗水，是他們通過無數(shù)個夜以繼日的研究、實驗才有了這些人工智能的產品和成果，給人們的生活帶來了各種便利。
現(xiàn)在很多技術還在不斷的研究和開發(fā)，同學們如果感興趣的話，歡迎你來挑戰(zhàn)！同時也希望同學們能夠愛上音樂，在學習生活中也能體會到音樂的樂趣。（劉肖萌劉東君）
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