具体代码

时间: 2023-07-03 12:24:09 浏览: 49
由于生成音乐和弦涉及到的模型比较复杂,代码实现也比较长,这里提供一份使用TensorFlow实现的代码供参考: ```python import os import numpy as np import tensorflow as tf from tensorflow.keras import layers from tensorflow.keras.utils import to_categorical from tensorflow.keras.preprocessing.sequence import pad_sequences # 定义常量 NUM_EPOCHS = 100 BATCH_SIZE = 128 LATENT_DIM = 100 SEQ_LEN = 32 NUM_CLASSES = 12 # 加载数据集 def load_data(): root_dir = 'data' files = os.listdir(root_dir) data = [] for file in files: if file.endswith('.npy'): path = os.path.join(root_dir, file) data.append(np.load(path)) data = np.concatenate(data, axis=0) return data # 预处理数据 def preprocess_data(data): # 将音符和和弦分开 notes, chords = [], [] for seq in data: notes.append(seq[:, :NUM_CLASSES]) chords.append(seq[:, NUM_CLASSES:]) notes = np.array(notes) chords = np.array(chords) # 对音符序列进行one-hot编码 notes = to_categorical(notes, num_classes=NUM_CLASSES) # 对和弦序列进行编码 chords = np.argmax(chords, axis=-1) # 对音符和和弦序列进行填充 notes = pad_sequences(notes, maxlen=SEQ_LEN, padding='pre', truncating='pre') chords = pad_sequences(chords, maxlen=SEQ_LEN, padding='pre', truncating='pre') return notes, chords # 定义生成器模型 def define_generator(): # 定义输入 inputs = layers.Input(shape=(LATENT_DIM,)) x = layers.Dense(256)(inputs) x = layers.LeakyReLU()(x) x = layers.BatchNormalization()(x) x = layers.Dense(512)(x) x = layers.LeakyReLU()(x) x = layers.BatchNormalization()(x) x = layers.Dense(SEQ_LEN * NUM_CLASSES, activation='tanh')(x) outputs = layers.Reshape((SEQ_LEN, NUM_CLASSES))(x) # 定义模型 model = tf.keras.Model(inputs, outputs, name='generator') return model # 定义判别器模型 def define_discriminator(): # 定义输入 inputs = layers.Input(shape=(SEQ_LEN, NUM_CLASSES)) x = layers.Flatten()(inputs) x = layers.Dense(512)(x) x = layers.LeakyReLU()(x) x = layers.Dense(256)(x) x = layers.LeakyReLU()(x) # 注意这里输出为1,表示真假 outputs = layers.Dense(1, activation='sigmoid')(x) # 定义模型 model = tf.keras.Model(inputs, outputs, name='discriminator') return model # 定义GAN模型 def define_gan(generator, discriminator): # 将判别器设置为不可训练 discriminator.trainable = False # 定义输入 inputs = layers.Input(shape=(LATENT_DIM,)) # 生成音符和和弦 outputs = generator(inputs) # 判断音符和和弦是否为真实的 real_or_fake = discriminator(outputs) # 定义模型 model = tf.keras.Model(inputs, real_or_fake, name='gan') return model # 定义损失函数和优化器 def define_loss_and_optimizer(): loss_fn = tf.keras.losses.BinaryCrossentropy() generator_optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.0002, beta_1=0.5) discriminator_optimizer = tf.keras.optimizers.Adam(learning_rate=0.0002, beta_1=0.5) return loss_fn, generator_optimizer, discriminator_optimizer # 训练模型 def train(notes, chords, generator, discriminator, gan, loss_fn, generator_optimizer, discriminator_optimizer): num_batches = notes.shape[0] // BATCH_SIZE for epoch in range(NUM_EPOCHS): for batch in range(num_batches): # 训练判别器 for _ in range(1): # 生成随机的噪声 noise = np.random.normal(0, 1, size=(BATCH_SIZE, LATENT_DIM)) # 随机选择一个真实的样本 idx = np.random.randint(0, notes.shape[0], size=BATCH_SIZE) real_notes, real_chords = notes[idx], chords[idx] # 生成假的样本 fake_notes = generator(noise) # 计算判别器的损失函数 real_loss = loss_fn(tf.ones((BATCH_SIZE, 1)), discriminator([real_notes, real_chords])) fake_loss = loss_fn(tf.zeros((BATCH_SIZE, 1)), discriminator([fake_notes, chords])) total_loss = real_loss + fake_loss # 计算判别器的梯度并更新参数 grads = tf.gradients(total_loss, discriminator.trainable_variables) discriminator_optimizer.apply_gradients(zip(grads, discriminator.trainable_variables))) # 训练生成器 for _ in range(1): # 生成随机的噪声 noise = np.random.normal(0, 1, size=(BATCH_SIZE, LATENT_DIM)) # 计算生成器的损失函数 fake_notes = generator(noise) fake_loss = loss_fn(tf.ones((BATCH_SIZE, 1)), discriminator([fake_notes, chords])) # 计算生成器的梯度并更新参数 grads = tf.gradients(fake_loss, generator.trainable_variables) generator_optimizer.apply_gradients(zip(grads, generator.trainable_variables))) # 打印损失函数和精度 print('Epoch {}, Batch {}/{}: Loss={:.4f}'.format(epoch+1, batch+1, num_batches, total_loss)) # 保存模型 if (epoch+1) % 10 == 0: generator.save('generator.h5') discriminator.save('discriminator.h5') gan.save('gan.h5') # 加载数据集 data = load_data() # 预处理数据 notes, chords = preprocess_data(data) # 定义模型 generator = define_generator() discriminator = define_discriminator() gan = define_gan(generator, discriminator) # 定义损失函数和优化器 loss_fn, generator_optimizer, discriminator_optimizer = define_loss_and_optimizer() # 训练模型 train(notes, chords, generator, discriminator, gan, loss_fn, generator_optimizer, discriminator_optimizer) ``` 这个代码仅仅是为了提供一个参考,实际应用中还需要进行更多的调试和优化,才能得到满意的结果。

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