具体代码
时间: 2023-07-03 07:22:20 浏览: 91
由于 LSTM 模型和 GAN 模型都比较复杂,代码也比较长,这里无法完整地给出实现代码。但是,下面是一个简单的框架,给出了如何使用 LSTM 模型和 GAN 模型结合生成音乐和弦的大致流程:
```python
# 导入需要的库
import numpy as np
from tensorflow.keras.layers import Input, Dense, Dropout, LSTM, Flatten, Conv1D, Reshape, UpSampling1D
from tensorflow.keras.models import Model, Sequential
from tensorflow.keras.optimizers import Adam
from tensorflow.keras.utils import plot_model
# 构建 LSTM 模型
input_shape = (100, 1) # 输入序列的形状
num_pitch = 128 # 所有不同音符的数量
model = Sequential()
model.add(LSTM(512, input_shape=input_shape, return_sequences=True))
model.add(Dropout(0.3))
model.add(LSTM(512, return_sequences=True))
model.add(Dropout(0.3))
model.add(LSTM(512))
model.add(Dense(256))
model.add(Dropout(0.3))
model.add(Dense(num_pitch, activation='softmax'))
model.compile(loss='categorical_crossentropy', optimizer=Adam(lr=0.001))
# 构建 GAN 模型
latent_dim = 100 # 潜在空间的维度
generator = Sequential()
generator.add(Dense(256, input_dim=latent_dim))
generator.add(Dense(512))
generator.add(Dense(1024))
generator.add(Dense(np.prod(input_shape), activation='tanh'))
generator.add(Reshape(input_shape))
generator.add(UpSampling1D(size=2))
discriminator = Sequential()
discriminator.add(Conv1D(64, 3, strides=2, padding='same', input_shape=input_shape))
discriminator.add(Conv1D(128, 3, strides=2, padding='same'))
discriminator.add(Conv1D(256, 3, strides=2, padding='same'))
discriminator.add(Flatten())
discriminator.add(Dense(1, activation='sigmoid'))
discriminator.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer=Adam(lr=0.0002, beta_1=0.5))
gan_input = Input(shape=(latent_dim,))
gan_output = discriminator(generator(gan_input))
gan = Model(gan_input, gan_output)
gan.compile(loss='binary_crossentropy', optimizer=Adam(lr=0.0002, beta_1=0.5))
# 训练 GAN 模型
def train_gan(generator, discriminator, gan, X_train, latent_dim, epochs=100, batch_size=128):
for epoch in range(epochs):
# 生成随机噪声
noise = np.random.normal(0, 1, size=(batch_size, latent_dim))
# 生成器生成假数据
fake_X = generator.predict(noise)
# 随机选择真实数据
idx = np.random.randint(0, X_train.shape[0], batch_size)
real_X = X_train[idx]
# 训练判别器
discriminator.trainable = True
discriminator.train_on_batch(real_X, np.ones((batch_size, 1)))
discriminator.train_on_batch(fake_X, np.zeros((batch_size, 1)))
# 训练生成器
discriminator.trainable = False
gan.train_on_batch(noise, np.ones((batch_size, 1)))
# 每 10 个 epoch 打印一次损失
if epoch % 10 == 0:
print('Epoch %d: loss_d=%.4f, loss_g=%.4f' % (epoch, loss_d, loss_g))
# 加载数据并准备序列
notes = load_notes()
network_input, network_output = prepare_sequences(notes, num_pitch)
# 训练 LSTM 模型
model.fit(network_input, network_output, epochs=20, batch_size=128)
# 训练 GAN 模型
train_gan(generator, discriminator, gan, network_input, latent_dim)
```
这个代码框架中,首先构建了一个 LSTM 模型和一个 GAN 模型。然后,通过 `train_gan` 函数训练 GAN 模型。在训练 GAN 模型时,首先生成随机噪声,然后使用生成器生成假数据,并随机选择真实数据。接着,使用判别器训练判别器,然后使用生成器训练生成器。最后,训练 LSTM 模型和 GAN 模型。需要注意的是,这个框架仅仅是一个示例,实际的实现可能还需要进行一些修改和调整。
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