Дата: 24 июля 2014 года
Источник: Технологический университет Лоуренса (Lawrence Technological University), США
Оригинал: Science Daily

Музыкальные фанаты и критики знают, что буквально за первую пару лет творчества музыка «The Beatles» претерпела значительные изменения. Но до сих пор у нас не было научного способа измерить и обосновать этот прогресс. Теперь мы можем это сделать – благодаря алгоритму, предложенному учеными из Технологического университета Лоуренса. Этот алгоритм для ИИ позволяет анализировать и сравнивать музыкальные стили, что дает нам нужную информацию.

Преподаватель-ассистент Лиор Шамир (Lior Shamir) и аспирант Джо Джорж (Joe George) сначала работали над технологией анализа звука для изучения языка китов. Затем они доработали алгоритм таким образом, что с его помощью стало возможно изучение популярной музыки.

Исследование, опубликованное в августовском номере журнала «Pattern Recognition Letters», научно доказывает, что структура музыки «The Beatles» значительно меняется от одного альбома к другому.

Алгоритм работает так: сначала  звуковая дорожка конвертируется в спектрограмму, то есть визуальное представление аудиоконтента. Таким образом, задача анализа звука превращается в задачу анализа изображения, что и осуществляется при помощи сложных алгоритмов, которые превращают каждую спектрограмму в набор из почти 3000 числовых дескрипторов с такими визуальными аспектами, как текстуры, формы и статистическое распределение пикселей. Затем используются методы распознавания образов и статистический метод – для того, чтобы распознать и подсчитать сходства между различными музыкальными фрагментами.

Творчество популярных групп дает наглядную картину того, как развивался их музыкальный стиль, поэтому анализ подборок песен дает подходящий материал для выработки и корректировки оценочных шкал.

Шамир и Джорж при помощи своего алгоритма проанализировали по 11 песен каждого из 13 студийных альбомов «The Beatles», выпущенных в Великобритании, после чего произвели сравнение всех песен друг с другом. На основании полученных данных компьютер расположил песни в том порядке, в котором они, по его мнению, были записаны – и этот порядок в точности совпал с реальным хронологическим порядком записи альбомов. То есть алгоритм показал, что песни с первого альбома «Please, Please Me» по своим параметрам гораздо ближе к песням со второго альбома, «With the Beatles», чем к песням следующих альбомов «Beatles for Sale» и «A Hard Day's Night».Через алгоритм были пропущены и остальные альбомы. И хотя «Let It Be» был последним альбомом группы, но машина четко определила, какие песни из него были написаны раньше, чем песни из альбома «Abbey Road».

«Обычно люди, если они не фанаты и не знатоки творчества «The Beatles», не могут сказать, какая песня была написана раньше, например, «Help!» или «Rubber Soul». А машина может», –  говорит Шамир. – «Что доказывает, что искусственный интеллект способен определить изменения в музыкальном стиле».

Далее компьютер, пользуясь этим алгоритмом, самостоятельно выводил хронологическую последовательность записей других популярных групп. Заминка вышла только один раз – алгоритм четко определял очень высокую степень сходства между двумя альбомами Tears for Fears, выпущенными с разницей в 15 лет. Это произошло потому, что альбом «Seeds of Love», выпущенный в 1989 году был последним альбомом перед распадом группы, а «Everybody Loves a Happy Ending» вышел в 2004 году после ее воссоединения. При этом эти два альбома имеют очень мало общего с двумя сольными альбомами Роланда Орзабала, записанными в то время, когда группа не существовала.

Анализируя творчество группы «Queen», компьютер не только расположил альбомы в хронологическом порядке, но также выявил большие различия между альбомами, записанными до и после альбома «Hot Space», что говорит о сильном изменении стиля группы в это время.

В наш век работы с большими массивами данных такие алгоритмы могут помочь в поиске, изучении и структурировании больших баз музыкальной информации, а также в подборе музыки по индивидуальным предпочтениям слушателя.

Что же касается «The Beatles», то Шамир верит, что подобное исследование очень важно. «Люди старшего поколения любили музыку «The Beatles», я люблю «The Beatles», моя дочь и ее ровесники тоже любят «The Beatles». Похоже, их музыка останется в веках», – говорит Шамир. – «Нам стоит узнать, что же делает ее такой особенной. А информатика и наука о больших массивах данных могут нам в этом помочь».