從單音到樂章—運用人工智慧以主旋律生成伴奏與多樂器合奏之研究
  • 高中職AI應用類——銅獎

  • 從單音到樂章—運用人工智慧以主旋律生成伴奏與多樂器合奏之研究

  • 作品說明

    音樂是文化傳承與情感連結的核心,但許多人在擁有靈感後卻受限於複雜的樂理知識,無法將其化為音樂。而我們觀察到音樂是物理波動的疊加,更是一種具有統計規律的時間序列。據此,本研究開發一套結合聲學物理與機率圖模型的 AI 自動伴奏系統。 不同於傳統基於固定規則的簡單配對,本研究引入隱馬可夫模型(Hidden Markov Model, HMM)作為核心演算法。我們將聽得見的主旋律音符視為觀測狀態,而將隱藏在背後的和弦級數視為隱藏狀態。系統運作時,首先利用物理之波動原理,分析音符間的頻率比與協和度,以此建構 HMM 的發射機率;接著引入樂理中的和弦進行規則,建構轉移機率。最終,透過維特比演算法(Viterbi Algorithm),計算出在整段旋律序列中,機率值最高的和弦路徑。 此方法不僅解決了單一小節和弦判斷的模糊性,更賦予了 AI 考慮音樂上下文的能力,實現更具音樂性與邏輯性的自動伴奏生成。

  • 隊伍名稱

    DiDi&飯飯

  • 指導老師

    黃楨喻

  • 學校名稱

    花蓮高中

  • 創作團隊

    陳語謙、楊皓雲