作曲家：言葉から音楽を作る新しい方法

この記事では、テキストの説明を使って音楽を作成できる新しいシステム「Composer」について話してるよ。このシステムは、さまざまな音楽要素や構造を持った数分間の曲を生成できて、MIDI形式でデジタルに出力されるんだ。

#システムの仕組み

Composerは、自然言語のプロンプトを音楽に変換するんだ。オートリグレッシブトランスフォーマーモデルっていうタイプのモデルを使ってて、ユーザーの入力を音楽のパラメーターの系列に変換する手助けをする。このパラメーターには、曲の拍子、使われるスケール、コード進行、感情を表す値が含まれている。これらの入力から、メロディーやベース、パーカッションみたいな異なる音楽トラックが作られるんだ。

このシステムの重要な特徴の一つは、メロディーを生成するのに遺伝的アルゴリズムを使用すること。これらのアルゴリズムは自然選択を模倣していて、音楽要素がランダムな変化や選択プロセスを通じて進化することを可能にする。これによって生成された音楽の創造性が向上するんだ。

#音楽生成の課題

最近の音楽生成の進展は、シンボリック音楽ではなく、オーディオを直接生成することに焦点を当てている。でも、テキストの説明からシンボリック音楽を効果的に作れるシステムは少ないんだ。シンボリック音楽データは日常的な言葉で説明しづらいから、自然言語を解釈するように設計されたシステムには挑戦なんだ。

ほとんどの既存のAI音楽生成システムは、ニューラルネットワークに依存している。これらのシステムは、大きなデータセットから学ぶ必要があって、一般的なパターンに基づいた音楽を生成しがちなんだ。だから生成された音楽は独自性や創造性に欠けることがある。

#Composerの役割

Composerシステムは、ユーザーが生成された音楽をさらにプロンプトで編集・修正できるようにして、これらの課題を克服することを目指しているんだ。これによって、ユーザーは他のシステムで一般的に見られる構造に制限されずに、よりカスタマイズされた作曲ができるようになる。

Composerシステムは、異なる部分を別々にテストまたは開発しつつ、一緒に機能するように構成されている。次のステップで動作を説明するね。

1. システムはテキスト入力に基づいて構成の構造とパラメーターを予測する。
2. 提供された構造に従ってメロディーやパーカッショントラックを作成する。
3. 最後に、生成されたトラックをMIDIファイルにまとめる。

#音楽の構造を生成する

音楽の構造を作るために、Composerシステムは言語モデルを使ってユーザーの入力を解釈する。このモデルには、詳細をJSON形式で出力する特定の指示が与えられる。この形式には、曲の名前、セクション、拍子、トラックの種類、コード進行、感情の合図といった情報が含まれる。

システムは柔軟性を持っていて、ユーザーが気分やスタイルなどの様々な基準に基づいて音楽の変更や調整をリクエストできるようになってる。

#メロディートラックの作成

Composerシステムのメロディートラックは、遺伝的アルゴリズムを使って生成される。このアルゴリズムは、3種類のトラックを作るんだ：

1. 制限なしトラック：いろんな音を演奏できて、柔軟性がある。
2. 低周波トラック：シンプルで繰り返しの傾向が強い。
3. 高周波トラック：テクスチャーを追加して、フレーズを繰り返すことが多い。

音楽のノートは、さまざまな長さを持たせるようにエンコードされていて、複数のトラックシステムを作るのに必要なんだ。遺伝的アルゴリズムには、ランダム初期化、クロスオーバー技術、音楽的に意味のある突然変異といったいくつかの操作が含まれていて、ただのランダムな変化じゃなくて面白い音楽要素を導入するんだ。

#音楽の質を評価する

メロディーが心地よいものになるように、システムにはフィットネス関数が含まれている。この関数は、生成された音楽が音程、リズム、全体の音楽性といった特定の望ましい特性にどれだけ合致するかを評価する。システムは異なるトラック間のハーモニーも考慮して、いい感じに聞こえるようにしてるんだ。

Composerシステムは、メロディー生成のさまざまなモードを提供していて、それが音楽のスタイルや特徴に影響を与え、ユーザーの好みに応えるんだ。

#パーカッショントラックの生成

パーカッション要素については、システムは異なるアプローチを使ってる。ディープラーニングモデルに依存する代わりに、ルールや確率ベースの方法、マルコフ連鎖を取り入れてる。これによって、あまり一般的でない拍子を使う時でも、興味深くまとまりのあるドラムパターンを作成できるんだ。

ドラムパターンはバイナリ形式で表現されていて、特定のパーカッション楽器がどのタイミングで演奏されるかを簡単に指定できる。バスドラとスネア用の特定のパターンは、音楽の一般的な慣習に基づいて構築されてる。もし珍しい拍子が遭遇したら、システムはそれを処理できる簡単な部分に分解するんだ。

#コード進行

コード進行は音楽作品の基盤を形成していて、Composerではユーザーのプロンプトに基づいてシステムによって定義される。システムはコードの演奏方法について異なるメソッドを提供してる。例えば、ノートを小節の間持続させたり、異なる長さで一緒に演奏したり、昇順または降順に並べたりすることができるんだ。

ユーザーが提供する感情値がコードの構造や声部に影響を与えて、音楽の表現力を高めるんだ。

#生成された音楽の評価

Composerシステムの効果をテストするために、音楽知識を持つ参加者を含むリスニングテストが行われる。このテストでは、生成された音楽の多様性、感情的な影響、全体の楽しさといったさまざまな特性が評価される。

さらに、Composerによって生成された音楽は、大規模なMIDIデータセットからの作曲と比較されて、提供された説明にどれだけ合致するかをチェックするんだ。

#結論

Composerシステムは、テキスト入力からリッチで複雑な音楽作品を作る新しい方法を提供することによって、音楽生成の重要な一歩を表してる。遺伝的アルゴリズムと確率的方法を組み合わせることで、より多様で創造的な出力を可能にし、単に大規模なデータセットに依存する制約を回避できるんだ。

AI音楽生成の発展が続く中で、Composerで使われているような最適化ベースの技術に焦点を当てることで、音楽創作の現在の限界を押し広げるような革新的な作曲が生まれるかもしれないね。