ChatMusician - 可理解和生成音乐的大模型

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ChatMusician是什么

ChatMusician是由Multimodal Art Projection Research Community、Skywork AI和香港科技大学的研究人员推出的，一个开源的用于理解和生成音乐的大型语言模型。该模型基于 LLaMA2 模型持续预训练和微调开发，使用 ABC 记谱法（一种与文本兼容的音乐表示法）来处理音乐，将音乐视为一种语言。ChatMusician的独特之处在于它能够在不依赖外部多模态神经结构或分词器的情况下，仅使用纯文本分词器来理解和创作音乐。

官方项目主页：https://shanghaicannon.github.io/ChatMusician/
arXiv研究论文：https://arxiv.org/abs/2402.16153

ChatMusician的主要功能

音乐理解和分析：
- 音乐理论问题回答：ChatMusician能够回答关于音乐理论的复杂问题，这些问题可能涉及和弦、旋律、节奏、音乐形式等。
- 音乐形式分析：模型能够识别和分析音乐作品的结构，如二部、三部曲式等。
- 音乐动机提取：ChatMusician可以从音乐作品中提取主要的音乐动机，并理解其在作品中的作用。
音乐生成和创作：
- 和弦创作：根据给定的和弦序列，ChatMusician能够创作出流畅的和弦进行。
- 旋律创作：模型能够基于给定的和弦或音乐形式创作旋律。
- 音乐形式创作：ChatMusician能够创作具有特定音乐形式（如奏鸣曲式、回旋曲式等）的音乐作品。
- 音乐风格模仿：模型能够模仿特定音乐家的风格，如巴赫风格，创作新的音乐作品。
音乐与文本的交互：
- 音乐知识问答：ChatMusician能够理解和回答关于音乐知识的提问，如音乐术语、历史、乐器特性等。
- 音乐创作指导：模型可以提供音乐创作过程中的指导，如建议和弦进行、旋律发展等。

ChatMusician的技术原理

大语言模型（LLM）：ChatMusician 基于如 LLaMA2 这样的大型预训练模型，这些模型通过在大量文本数据上进行预训练，学习语言的结构、语法和语义。
音乐表示法（ABC Notation）：为了使模型能够处理音乐数据，ChatMusician 使用 ABC 记谱法，这是一种将音乐符号转换为文本格式的记谱系统。ABC 记谱法的文本表示法允许音乐数据以类似于自然语言文本的形式输入到模型中，使得模型能够利用其在文本处理上的能力来理解和生成音乐。

常见的音乐表示方法
持续预训练和微调：在预训练阶段，模型在多样化的文本数据集上学习语言的通用表示。在微调阶段，模型在特定的音乐任务上进行训练，以适应音乐理解和生成的需求，包括处理音乐理论知识、和弦进行、旋律创作等。
多任务学习：ChatMusician 通过多任务学习（MTL）来同时处理音乐理解和音乐生成任务，允许模型在不同任务之间共享知识，提高整体性能。
音乐理论基准测试：为了评估模型在音乐理解方面的能力，研究者们开发了 MusicTheoryBench，一个专门针对音乐理论问题的基准测试。通过这个基准测试，ChatMusician 的音乐理解能力得到了验证，特别是在音乐知识、音乐推理和音乐形式分析方面。
数据集构建：为了训练和评估 ChatMusician，研究者们构建了专门的音乐-语言语料库 MusicPile，以及 MusicTheoryBench 音乐理解基准测试。这些数据集包含了音乐知识问答对、音乐记谱、音乐摘要等，为模型提供了丰富的音乐和语言信息。