音樂與自然語言

• 昨天我們有提到，我們想要生的是像小星星這樣子古典鋼琴音樂，像這樣子的音樂音色是固定，音高也是有限範圍內的排列組合，所以重要的訊息並不會是這段聲音的特徵，反而是排列組合，也就是我們昨天講的套路

• 如果把它跟自然語言處理做一個聯想的話，我是這樣子想像的

    Do = 我 Re = 好 Mi = 帥
  
    # 兩隻老虎
    Do Re Mi Do Do Re Mi Do => 我好帥我我好帥我
    # 隨便亂排
    Re Mi Re Mi Mi Re Do Do => 好帥好帥帥好我我
  

• 雖然這個舉例很不精確XD, 但你可以看的出來兩隻老虎的那段排列是比較能知道它的意思的

• 再舉一個例子來說明音樂與自然語言在語法上的相似性

  假設我現在說 "我要去星巴克買..."，你大概會猜我要去買 "咖啡"
  同樣道理如果我現在在彈兩隻老虎 "Do Re Mi Do Do Re Mi ..." 你也可以猜到下一個音是 "Do"

  這兩件事情本質是一樣的，處理自然語言的時候我們透過 LSTM 好利用過去的訊息來預測未來，同樣的招式也許也適用在音樂上面。

MIDI 格式音樂檔案

• 為了讓我們更快速的把鋼琴音樂轉成像是文本的問題來解決，我們這邊採用 MIDI 格式的檔案來處理

• MIDI 格式的檔案是一種工業標準的電子通訊協定，它為電子樂器等演奏裝置定義各種音符或彈奏碼，可以讓電子樂器、電腦、手機或是舞台演出的專業設備彼此連接，調整和同步。

• MIDI 檔案不傳送聲音，只傳送像是音調和音樂強度的數據，音量，顫音和相位等參數的控制訊號，還有設定節奏的時脈訊號。在不同的電腦上，輸出的聲音也因音源器不同而有差異，比方說在 Windows 就是鋼琴音，你可以去下載一些專門在玩 MIDI 格式的軟體，就可以把它轉成其他樂器的聲音。

• 更棒的是因為它記錄的東西很少，所以通常一個檔案只需要 10KB

MIDI in Python

好消息是，Python 本身就有提供可以處理 MIDI 的 Lib，下面是官方的範例

from mido import MidiFile
mid = MidiFile('song.mid')

讀進來之後，它可能有很多個音軌

for i, track in enumerate(mid.tracks):
    print('Track {}: {}'.format(i, track.name))
    for msg in track:
        print(msg)

也可以自己生 MIDI 音樂

from mido import Message, MidiFile, MidiTrack
mid = MidiFile()
track = MidiTrack()
mid.tracks.append(track)
track.append(Message('program_change', program=12, time=0))
track.append(Message('note_on', note=64, velocity=64, time=32))
track.append(Message('note_off', note=64, velocity=127, time=32))
mid.save('new_song.mid')

上面這段程式碼並不能演奏出什麼東西，它只是跟你說明使用概念

1. 建一個 MidiFile
2. 建一個（或多個）MidiTrack，並將其 append 到 MidiFile 中
3. 向一個（或多個）MidiTrack 內添加 Message （包括 program_change、note_on、note_off 等）和 MetaMessage（用來表示 MIDI 文件的節拍、速度、調式等屬性）
4. MidiFile 保存起來

所以重點其實是 Message 裡頭要添加什麼，我們明天再實際用這個編一首歌吧，這樣也可以知道裡面到底裝什麼東西。

參考資料

Python mido