計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)題：用算法創(chuàng)作樂(lè)曲 基于計(jì)算機(jī)音樂(lè)技術(shù)的音頻理解與生成

專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)

項(xiàng)目類(lèi)型：國(guó)外小組科研

開(kāi)始時(shí)間：2025年01月18日

是否可加論文：是

項(xiàng)目周期：7周在線(xiàn)小組科研學(xué)習(xí)+5周不限時(shí)論文指導(dǎo)學(xué)習(xí)

語(yǔ)言：英文

有無(wú)剩余名額：名額充足

建議學(xué)生年級(jí)：大學(xué)生 高中生

是否必需面試：否

適合專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)軟件工程機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)字媒體編程語(yǔ)言推薦系統(tǒng)人機(jī)交互語(yǔ)音識(shí)別計(jì)算機(jī)音樂(lè)

地點(diǎn)：無(wú)

建議選修：Python數(shù)據(jù)處理及其數(shù)學(xué)原理

建議具備的基礎(chǔ)：計(jì)算機(jī)音樂(lè)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人機(jī)交互、數(shù)字媒體等專(zhuān)業(yè)或希望修讀上述專(zhuān)業(yè)的學(xué)生； 學(xué)生無(wú)需音樂(lè)基礎(chǔ)、但需要至少掌握一門(mén)編程語(yǔ)言；

產(chǎn)出：7周在線(xiàn)小組科研學(xué)習(xí)+5周不限時(shí)論文指導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時(shí) 項(xiàng)目報(bào)告 優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級(jí)別索引國(guó)際會(huì)議全文投遞與發(fā)表指導(dǎo)（可用于申請(qǐng)） 結(jié)業(yè)證書(shū) 成績(jī)單

項(xiàng)目背景：計(jì)算機(jī)音樂(lè)是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)和其他電子數(shù)據(jù)處理機(jī)器的音樂(lè)，發(fā)展于1948年，應(yīng)用于音樂(lè)作曲和音樂(lè)研究。計(jì)算機(jī)技音樂(lè)術(shù)允許索引特定的音樂(lè)流派或類(lèi)型(如16世紀(jì)的意大利音樂(lè)或某個(gè)作曲家的作品)，并被證明在風(fēng)格、音調(diào)和和聲結(jié)構(gòu)的分析和作曲過(guò)程中是有用的。在使用計(jì)算機(jī)作為創(chuàng)作工具時(shí)，作曲者通過(guò)編寫(xiě)程序使計(jì)算機(jī)產(chǎn)生音高、節(jié)奏、音色和其他音樂(lè)元素，并通過(guò)作曲者選擇的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些元素進(jìn)行篩選。輸出可以用傳統(tǒng)的儀器進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，也可以輸入另一種設(shè)備轉(zhuǎn)換成聲音。1963年，在貝爾電話(huà)實(shí)驗(yàn)室，馬克斯·弗農(nóng)·馬修斯和他的同事們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)能夠直接合成聲音的計(jì)算機(jī)。作曲家以數(shù)學(xué)函數(shù)形式輸入的音樂(lè)，被計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換成合成的音樂(lè)聲音，這些聲音以數(shù)字形式存儲(chǔ)，可以隨意播放。由于機(jī)器靈活而精確，它可以產(chǎn)生各種各樣的音樂(lè)應(yīng)用。盡管計(jì)算機(jī)可以通過(guò)編程產(chǎn)生傳統(tǒng)風(fēng)格和器樂(lè)色彩的音樂(lè)，但它對(duì)作曲家的主要吸引力一直在于它能夠擴(kuò)展以前可用的音樂(lè)元素的范圍，如音色和音高，以及它所創(chuàng)造的音樂(lè)形式的新方法。近年來(lái)，隨著人工智能技術(shù)及短視頻平臺(tái)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)音樂(lè)技術(shù)已經(jīng)作為主要生產(chǎn)工具，頻繁出現(xiàn)在BGM及伴奏生成、基于不同角色情感的配樂(lè)自動(dòng)匹配等應(yīng)用場(chǎng)景中。

項(xiàng)目介紹：導(dǎo)師將首先介紹計(jì)算機(jī)音樂(lè)這一新興學(xué)科的發(fā)展現(xiàn)狀及其產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)實(shí)生活運(yùn)用、而后導(dǎo)師將介紹不同作用的多種計(jì)算機(jī)音樂(lè)算法，這將包括Nyquist編程語(yǔ)言的理論與實(shí)操、數(shù)字音頻信號(hào)處理等技術(shù)。學(xué)生將根據(jù)個(gè)人對(duì)音樂(lè)種類(lèi)及算法方向的喜好，在導(dǎo)師的建議下，自選個(gè)性化參考課題，進(jìn)行音頻的處理或轉(zhuǎn)換，產(chǎn)出音樂(lè)demo，在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)進(jìn)行成果展示。
個(gè)性化參考課題：
用圓周率的數(shù)字作曲
對(duì)Steve Reich的“Piano Phase”做一個(gè)變奏曲
制作一首每一種樂(lè)器都有不同節(jié)奏的曲子
讓樂(lè)器改變節(jié)奏來(lái)發(fā)散和收斂
每八度用19個(gè)音調(diào)而不是12個(gè)
創(chuàng)作一首比任何人演奏都要快的曲子
隨機(jī)結(jié)合環(huán)境聲音構(gòu)建聲景
為任何旋律構(gòu)建一個(gè)自動(dòng)和聲器
制作并演奏合成琵琶或其他中國(guó)樂(lè)器
制作并使用帶有自然顫音的合成樂(lè)器
制作一個(gè)可以表演不同情緒旋律的程序

項(xiàng)目大綱：計(jì)算機(jī)音樂(lè)原理 Introduction: How Do Computers Make Sound? 音樂(lè)的不同模塊及其對(duì)應(yīng)處理方法 Unit Generators: Building Blocks for Sound 基于Nyquist的計(jì)算機(jī)音樂(lè)算法 More Nyquist Including Score Representation 算法作曲 Algorithmic Composition 學(xué)術(shù)研討1：教授與各組學(xué)生探討并評(píng)估個(gè)性化研究課題可行性，幫助學(xué)生明晰后續(xù)科研思路 Final Project Preparation Session I 學(xué)術(shù)研討2：學(xué)生將在本周課前完成程序設(shè)計(jì)原型（prototype）及偽代碼（Pseudocode），教授將根據(jù)各組進(jìn)度進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，確保學(xué)生優(yōu)質(zhì)的終期課題產(chǎn)出 Final Project Preparation Session II 項(xiàng)目成果展示 Final Presentation