Применение генеративно-состязательных сетей в задаче генерации сложных музыкальных произведений

Колобов, Ростислав Сергеевич Отделение информационных технологий (ОИТ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В выпускной квалификационной работе представлены исследования применения сверточных генеративно состязательных сетей в задаче генерации сложных музыкальных произведений. Разработаны программы, позволяющие автоматизировать процесс получения и подготовки данных для обучения. Проведены эксперименты с различными типами генеративно состязательных сетей и автоэнкодеров. А завершении работы были проанализированы результаты генерации, а также предложен ряд экспериментов по улучшению качества сгенерированных данных.

Введение…………………………………………………………………………………………… 12

1. Обзор литературы……………………………………………………………………….. 13

1.1 Генеративно-состязательные сети………………………………………….. 13

1.2 MuseGAN ……………………………………………………………………………… 14

1.3 WaveGAN ……………………………………………………………………………… 15

1.4 GANSynth ……………………………………………………………………………… 17

2. Получение и подготовка данных для обучения ……………………………. 20

2.1 Загрузка неподготовленных данных из видеохостинга Youtube 20

2.2 Подготовка данных ……………………………………………………………….. 21

2.2.1 Преобразование аудио в одинаковый формат …………………… 21

2.2.2 Разделение аудио на музыкальные составляющие ……………. 21

2.2.3 Удаление шумов из вокальной партии ……………………………… 22

2.2.4 Разделение аудио на отрезки, содержащие вокал ……………… 22

2.2.5 Извлечение акустических характеристик. Спектрограммы. . 23

3. Эксперименты с АЕ и ВАЕ …………………………………………………………. 27

3.1 Обучение сети автоэнкодера …………………………………………………. 27

3.2 Обучение сети вариационного автоэнкодера………………………….. 29

4. Эксперименты с сверточными генеративно-состязательными сетями
…………………………………………………………………………..32

4.1 Глубокая сверточная генеративно-состязательная сеть ………….. 32

4.2 Эксперименты с генеративно-состязательной сетью,
использующей функцию потерь Вассерштейна и градиентный штраф . 33

5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение …………………………………………………………………………… 39

6. Социальная ответственность……………………………………………………….. 54
Заключение ………………………………………………………………………………………. 68

Список источников …………………………………………………………………………… 69

Приложение А (Downloading and preparing data for training) ………………. 73

Приложение Б …………………………………………………………………………………… 85

Синтез звука для определенных областей имеет множество
практических применений в творческом звуковом дизайне для музыки и кино.
Музыканты и артисты просматривают большие базы данных звуковых
эффектов, чтобы найти конкретные аудиозаписи, подходящие для конкретных
сценариев. Эта стратегия кропотлива и может не дать результатов, если
идеальный звуковой эффект отсутствует в библиотеке.
Несмотря на огромное, постоянное растущее количество музыкального
контента в интернете, создание новых музыкальных произведений все еще
остается актуальным, как актуально создание произведений других видов
искусства. Появляются и исчезают новые жанры, исполнители и музыканты.
Вместе с тем становится все более заметным рост интереса к автоматической
генерации музыкальных произведений. Однако существующие на текущий
момент результаты в большинстве случаев являются монофоническими или
используют синтезированные звуки музыкальных инструментов. Это в свою
очередь оставляет большой простор для исследований.
В данной работе рассматриваются современные подходы к генерации
музыкальных произведений с помощью генеративно-состязательных сетей, их
особенности. Рассматривается процесс автоматизированного получения, и
подготовки данных для обучения. Также, исследуется возможность
представления данных, посредством извлечения скрытого вектора из
обученного вариационного автоэнкодера. Проводятся эксперименты по
созданию музыки с помощью генеративно-состязательных сетей.
Объектом исследования является изучение моделей генеративно-
состязательных сетей для генерации аудиопоследовательностей.
Предмет исследования: исследование возможностей генеративно-
состязательных сетей создавать реалистичные многоканальные
аудиопоследовательности.

В ходе проделанной работы были проведены эксперименты с
генеративно-состязательными сетями в задаче генерации сложных
музыкальных произведений. Для этого был разработан ряд скриптов,
позволяющих автоматизировать процесс получения и подготовки данных.
Проведены эксперименты с автоэнкодерами и вариационными автоэнкодерами,
которые показали, что автоэнкодеры достаточно хорошо могут
реконструировать спектрограмм вокальной партии, однако даже с применением
вариационных автоэнкодеров не удается создать качественное непрерывное
распределение, из которого можно было бы генерировать новые композиции
или использовать в качестве скрытого представления. Вокальная партия
оказалась слишком сложной для обычной архитектуры генеративно-
состязательной сети, которая не смогла сойтись и обучение пришлось
остановить. В противовес этому генеративно-состязательная сеть с
использованием функции потерь Вассерштейна и штрафом градиента смогла
справиться с генерацией вокальной и инструментальных партий, пусть и
добавив к ним заметное количество шума. Слишком большое разнообразие
партий остальных инструментов не позволило сети изучить их распределение
достаточно хорошо, чтобы она могла сгенерировать хотя бы одну партию,
похожую на реальную.
В дальнейшем предполагается провести ряд экспериментов, которые
приводятся в конце раздела 4. Предполагается, что их комбинация может
значительно повысить генеративные возможности сети и позволить сделать
генерацию управляемой и более качественной.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Кирилл Ч. ИНЖЭКОН 2010, экономика и управление на предприятии транс...
    4.9 (343 отзыва)
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). С... Читать все
    Работы пишу, начиная с 2000 года. Огромный опыт и знания в области экономики. Закончил школу с золотой медалью. Два высших образования (техническое и экономическое). Сейчас пишу диссертацию на соискание степени кандидата экономических наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    692 Выполненных работы
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету