基于keras构建lstm模型自动生成音乐系统

亦凉 2024-03-31 10:21 87阅读 0赞

目录  
LSTM 机器学习生成音乐 1  
数据集介绍 1  
将 mid 转成 note 数组 4  
将 note 数组转成 mid 文件 5  
获取数据集并将其保存 6  
将 note 进行编号 7  
构建数据集 8  
截取数据 8  
进行 one-hot 编码 10  
构建模型 11  
训练 13  
生成音乐 13  
加载数据 16  
加载模型 16  
构建 id 与 note 的映射 16  
预测下一个 note 16  
源源不断产生 note 数据 17  
生成音乐 20  
总结 20  
参考 20  
将 mid 转成 note 数组  
下面定义get\_notes，通过这个函数，我们可以将文件夹中所有mid文件变成一个名为all\_note的数组。  
关于具体怎么转化，实际上我们没有必要去关心，这个函数也是直接 copy 基于深度学习 lstm 算法生成音乐的，直接用即可。  
from music21 import converter, instrument, note, chord, stream  
def get\_notes(song\_path,song\_names):  
“”“获得midi音乐文件中的音符 :param song\_path: \[文件的保存地址\] :type song\_path: \[str\] :param song\_names: \[所有音乐文件的文件名\] :type song\_names: \[list\] :return: \[所有符合要求的音符\] :rtype: \[list\] “””  
all\_notes = \[\]  
for song\_name in song\_names:  
stream = converter.parse(song\_path+song\_name)  
instru = instrument.partitionByInstrument(stream)  
if instru: \# 如果有乐器部分，取第一个乐器部分  
notes = instru.parts\[0\].recurse()  
else: \#如果没有乐器部分，直接取note  
notes = stream.flat.notes  
for element in notes:  
\# 如果是 Note 类型，取音调  
\# 如果是 Chord 类型，取音调的序号,存int类型比较容易处理  
if isinstance(element, note.Note):  
all\_notes.append(str(element.pitch))  
elif isinstance(element, chord.Chord):  
all\_notes.append(‘.’.join(str(n) for n in element.normalOrder))  
return all\_notes  
将 note 数组转成 mid 文件  
既然可以将mid文件转化成note数组，同理，也可以将note数组转成mid文件（也就是音乐）。定义一个create\_music函数，同理这个函数也是copy基于深度学习lstm算法生成音乐的，同样也不需要关心其如何实现。  
create\_music函数在使用模型生成音乐的时候会用到（到后面看到的时候别懵逼了哦！！！！）。  
def create\_music(result\_data,filename):  
“”“生成mid音乐，然后进行保存 :param result\_data: \[音符列表\] :type result\_data: \[list\] :param filename: \[文件名\] :type filename: \[str\] “””  
result\_data = \[str(data) for data in result\_data\]  
offset = 0  
output\_notes = \[\]  
\# 生成 Note（音符）或 Chord（和弦）对象  
for data in result\_data:  
if (‘.’ in data) or data.isdigit():  
notes\_in\_chord = data.split(‘.’)  
notes = \[\]  
for current\_note in notes\_in\_chord:  
new\_note = note.Note(int(current\_note))  
new\_note.storedInstrument = instrument.Piano()  
notes.append(new\_note)  
new\_chord = chord.Chord(notes)  
new\_chord.offset = offset  
output\_notes.append(new\_chord)

else:
            new_note = note.Note(data)
            new_note.offset = offset
            new_note.storedInstrument = instrument.Piano()
            output_notes.append(new_note)
        offset += 1
    # 创建音乐流（Stream）
    midi_stream = stream.Stream(output_notes)
    # 写入 MIDI 文件
    midi_stream.write('midi', fp=filename+'.mid')

获取数据集并将其保存  
通过前面的介绍，调用get\_notes将使用music21库将文件夹中所有的mid文件变成一个note数组，但实际上这个过程是比较慢的，因此可以在第一次的时候将转换后的note数组保存起来，下面定义分别定义保存和读取的函数：  
def save\_data(filename,content):  
“”“保存音符 :param filename: \[保存的文件名\] :type filename: \[str\] :param content: \[内容\] :type content: \[list\]\] “””  
with open(filename,“w”) as f:  
for data in content:  
f.write(str(data)+“\\n”)  
def get\_data(filename):  
“”“从文件中获取音符 :param filename: \[文件名\] :type filename: \[str\] :return: \[返回音符\] :rtype: \[list\] “””  
with open(filename) as f:  
all\_notes = f.readlines()  
return \[ note\[:len(note)-1\] for note in all\_notes\]  
接下来就是调用以上几个函数：将mid文件转成note数组——>将note数组进行保存。  
import ossong\_path = "./midi\_songs/"song\_names = os.listdir(song\_path)

## 获取note数组all\_notes = get\_notes(song\_path,song\_names)\# 保存文件save\_data(“data.txt”,all\_notes) ##

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