Music generation is a popular task in the domain of music artificial intelligence, aiming at generating music automatically. Music generation includes both symbolic and acoustic music generation. The former focuses on the score level, while the latter emphasizes the audio signal level. This thesis focuses on one task of symbolic music generation: generating symbolic melodies from lyrics and attempting to solve several pre-existing issues in this field.
Firstly, we address the problem of melody generation from lyrics for non-popular music, which has not been widely studied in the literature, in addition to the generation of popular music. We study the following two music types: popular music with English lyrics and traditional Chinese music with classical Chinese poetry. The former has been extensively researched, while the latter has seldom been explored.
Secondly, to mitigate the challenge of insufficient modeling of the relationship between lyrics and melody in non-popular music, we utilize deep neural networks to learn from a larger paired dataset for generating melodies from classical Chinese poetry. This approach enhances the model's ability to understand the relationship between classical Chinese poetry and its associated melodies. Another motivation behind this endeavor stems from historical context: many classical Chinese poems could be sung in ancient times, but many associated melodies have been lost, leaving only the poetry itself. Given the assumption that the lost melodies share similar elements, such as styles and genres, with the preserved melodies, this thesis employs deep neural networks to model the remaining melodies and their corresponding poems, which may assist in restoring these lost melodies.
Thirdly, prior research integrates human music rules to enhance performance, which has limitations in generalization and adaptability. To tackle this issue, we employ methods allowing the model to autonomously encode music theory information for melody generation. Specifically, part-of-speech embeddings and tone embeddings are incorporated into the model, improving the capture of relationships between prosodic boundaries in lyrics (applicable to both English and Chinese lyrics) and melody, as well as between the tone of Chinese characters and the pitch of the melody, without manually designed rules.
Fourthly, to address the problem of generated melodies lacking stylistic features, we incorporate style constraints into the inference phase. This adjustment enables the model to grasp the global style features of music to some extent.
After implementing these adaptations, both objective and subjective evaluations are conducted. Objective ablation studies confirm that each adaptation contributes to improving the model's fit to the data. Subjective evaluations corroborate that our model can generate high-quality melodies akin to real music. / La génération de musique est une tâche populaire dans le domaine de l’intelligence artificielle musicale, visant à générer automatiquement de la musique. La génération musicale comprend la génération de musique symbolique et acoustique. La première se concentre sur le niveau de la partition, tandis que la seconde met l’accent sur le niveau du signal audio. Ce mémoire se concentre sur une tâche de génération musicale symbolique : générer des mélodies symboliques à partir de paroles et tenter de résoudre plusieurs problèmes existants dans ce domaine.
Premièrement, nous abordons le problème de génération de la mélodie à partir de la parole pour la musique non populaire, un problème assez peu étudié. Nous étudions non seulement la génération de la musique populaire à partir de la parole en anglais, mais aussi et surtout de la musique chinoise traditionnelle avec de la poésie classique. La première a fait l’objet de nombreuses recherches, tandis que la dernière a rarement été explorée.
Deuxièmement, pour atténuer le défi de la modélisation insuffisante de la relation entre les paroles et la mélodie dans la musique non populaire, nous utilisons des réseaux neuronaux profonds pour apprendre à partir d’un ensemble de données appariées plus grand pour générer des mélodies à partir de la poésie chinoise classique. Cette approche renforce la capacité du modèle à comprendre la relation entre la poésie chinoise classique et ses mélodies associées. Une autre motivation derrière cette démarche provient du contexte historique : de nombreux poèmes chinois classiques pouvaient être chantés dans l’Antiquité, mais de nombreuses mélodies associées ont été perdues, ne laissant que la poésie elle-même. En supposant que les mélodies perdues partagent des éléments similaires, tels que les styles et les genres, avec les mélodies préservées, ce mémoire utilise des réseaux neuronaux profonds pour modéliser les mélodies restantes et leurs poèmes correspondants, ce qui peut aider à restaurer ces mélodies perdues.
Troisièmement, la recherche précédente intègre des règles musicales humaines pour améliorer les performances, ce qui a des limitations en matière de généralisation et d’adaptabilité. Nous employons des méthodes permettant au modèle de coder de manière autonome des informations théoriques sur la musique pour la génération de mélodies. Plus précisément, des plongements de parties du discours et des plongements de tons sont intégrés au modèle, améliorant la capture des relations entre les frontières prosodiques dans les paroles (applicables à la fois aux paroles anglaises et chinoises) et la mélodie, ainsi qu’entre le ton des caractères chinois et la hauteur de la mélodie, sans règles conçues manuellement.
Quatrièmement, pour aborder le problème du manque de caractéristiques stylistiques des mélodies générées, nous intégrons des contraintes de style dans la phase d’inférence. Cet ajustement permet au modèle de saisir dans une certaine mesure les caractéristiques stylistiques globales de la musique.
Après avoir mis en œuvre ces adaptations, des évaluations objectives et subjectives sont menées. Les études objectives d’ablation confirment que chaque adaptation contribue à améliorer l’ajustement du modèle aux données. Les évaluations subjectives corroborent que notre modèle peut générer des mélodies de haute qualité semblables à de la vraie musique.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/32718 |
| Date | 08 1900 |
| Creators | Xie, Yifan |
| Contributors | Nie, Jian-Yun |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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