Coconet กับดูเดิลบาค: AI เติมเสียงประสานสี่แนวอย่างไร
วันที่ 21 มีนาคม 2019 กูเกิลเปิดดูเดิล (Doodle) ฉลองวันเกิดโยฮันน์ เซบาสเตียน บาค ที่ให้ผู้ใช้วางทำนองสั้น ๆ แล้ว AI เติมเสียงประสานอีกสามแนวให้ในสไตล์บาค ตามข้อมูลของกูเกิล นี่คือครั้งแรกที่ดูเดิลใช้ AI เป็นหัวใจ เบื้องหลังคือโมเดล Coconet จากทีมวิจัย Magenta บทความนี้อธิบายว่าโมเดลทำงานอย่างไร ข้อจำกัดที่ทีมยอมรับ และวิธีนำแนวคิดการประสานสี่แนวมาเป็นแบบฝึกบนเปียโนสำหรับคนเรียนดนตรี
ห้าเรื่องที่ควรรู้ก่อนอ่านต่อ
- ดูเดิลบาคเผยแพร่เมื่อ 21 มีนาคม 2019 ผู้ใช้เขียนทำนองสองห้องแล้วกดให้ระบบประสานเสียง
- โมเดลชื่อ Coconet พัฒนาโดยทีม Magenta ของกูเกิล ซึ่งทำวิจัยว่าแมชชีนเลิร์นนิงช่วยงานสร้างสรรค์ด้านดนตรีและศิลปะได้อย่างไร
- Coconet เรียนจากเพลงสวดประสานเสียง (chorale) ของบาคที่มีสี่แนวเสียง
- งานวิจัยต้นทางคือบทความ Counterpoint by Convolution ของเฉิงจือ แอนนา หวง (Cheng-Zhi Anna Huang) และคณะ นำเสนอในงานประชุม ISMIR ปี 2017
- ผลลัพธ์ไม่ได้ถูกตามหลักการประสานเสียงทุกครั้ง ผู้ฟังยังต้องใช้หูตัดสิน
โมเดลที่เรียนจากการเติมช่องว่าง
หลายระบบแต่งเพลงทีละโน้ตจากซ้ายไปขวา แต่ Coconet ฝึกอีกแบบ ระหว่างการฝึก โน้ตในเพลงของบาคถูกซ่อนไว้เป็นจุด ๆ โดยไม่เลือกตำแหน่ง และโมเดลต้องคาดเดาเสียงที่ถูกซ่อน เหมือนทำข้อสอบเติมคำ เมื่อผู้ใช้ใส่แค่ทำนองบน โมเดลจึงมองอีกสามแนวเป็นช่องว่างขนาดใหญ่ แล้วค่อย ๆ เติมและแก้หลายรอบ
วิธีนี้ใกล้เคียงกับที่นักแต่งเพลงทำงานจริง คือไม่ได้เขียนครั้งเดียวจบ แต่ร่าง ฟัง แก้ และย้อนกลับมาปรับส่วนที่ยังไม่ลงตัว บทความวิจัยเรียกกระบวนการนี้ว่าการสุ่มตัวอย่างแบบกิบส์ (Gibbs sampling)
สี่แนวเสียงในเพลงสวดประสานเสียง
- โซปราโน แนวบนสุด มักเป็นทำนองหลัก
- อัลโต แนวกลางบน เติมเสียงประสานใกล้ทำนอง
- เทเนอร์ แนวกลางล่าง เคลื่อนไหวอยู่ใต้อัลโต
- เบส แนวล่างสุด วางรากของคอร์ดและทิศทางของเพลง
บนเปียโน ผู้เล่นมักให้มือขวาเล่นโซปราโนกับอัลโต และมือซ้ายเล่นเทเนอร์กับเบส การเข้าใจโครงสร้างนี้ช่วยทั้งการอ่านเพลงประสานเสียงและการเรียบเรียงเพลงป๊อปให้ฟังเต็มขึ้น
ข้อจำกัดที่ไม่ควรมองข้าม
เสียงที่ Coconet เติมให้ไม่ได้ผ่านกฎการประสานเสียงแบบดั้งเดิมทุกครั้ง กฎเหล่านี้ เช่น การเลี่ยงคู่ห้าขนาน เป็นสิ่งที่นักศึกษาดนตรีถูกฝึกให้ตรวจเอง นอกจากนี้โมเดลไม่ได้เข้าใจความหมายของเนื้อร้องหรืออารมณ์ของเพลงแบบมนุษย์ ข้อนี้เป็นบทเรียนที่ดีสำหรับผู้เรียน คือ AI เรียนจากตัวอย่างที่มนุษย์สร้างไว้ และผลลัพธ์ยังต้องผ่านหูของคนก่อนจะบอกได้ว่าใช้ได้
แบบฝึกบนเปียโน: ประสานสี่แนวด้วยสองมือ
เริ่มจากโครงนอก
เลือกเพลงสวดประสานเสียงของบาคฉบับง่ายหนึ่งบท เล่นเฉพาะโซปราโนด้วยมือขวาและเบสด้วยมือซ้าย ฟังว่าสองแนวนี้เคลื่อนสวนทางกันหรือตามกัน
เติมแนวกลางทีละแนว
เพิ่มอัลโตเข้าไปในมือขวา เล่นช้า ๆ ให้ได้ยินว่าแนวนี้เคลื่อนน้อยกว่าทำนอง จากนั้นค่อยเพิ่มเทเนอร์ในมือซ้าย
เล่นเกมเติมช่องว่างแบบ Coconet
ปิดโน้ตของแนวอัลโตไว้หนึ่งห้อง แล้วลองเดาเสียงที่ควรอยู่ตรงนั้นจากคอร์ดที่เหลือ เปิดโน้ตจริงเทียบ ถ้าเดาไม่ตรง ให้ฟังว่าเสียงของบาคเคลื่อนไปทางไหน
AI ในห้องเรียนดนตรีวันนี้
ตัวอย่างอย่าง Coconet แสดงว่า AI ช่วยเปิดประตูให้คนจำนวนมากได้ลองแต่งและฟังเสียงประสานในไม่กี่นาที ในการเรียนเปียโน AI ทำหน้าที่ต่างออกไป คือฟังผู้เรียนและให้ผลตอบรับ
TIGA ALPHA เป็นแอปสอนเปียโน AI ที่นำระบบสอนเปียโนด้วย AI มาช่วยตอนซ้อม เมื่อเล่นแบบฝึกสี่แนวข้างต้น แอปจะชี้ว่าโน้ตในแนวไหนคลาดหรือจังหวะไหนหลุด ซึ่งช่วยมากเวลามือต้องคุมสองแนวพร้อมกัน ส่วนการเลือกเสียงประสานให้ไพเราะ ยังเป็นงานที่ครูสอนเปียโนช่วยอธิบายได้ดีในคลาสสด ใครกำลังเทียบคอร์สเปียโนแบบมีครูกับคอร์สเรียนเปียโนออนไลน์ AI ลองดูว่าบทเรียนพาไปถึงเรื่องเสียงประสานด้วยหรือไม่
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: Coconet คืออะไร
ตอบ: เป็นโมเดลการเรียนรู้ของเครื่องจากทีม Magenta ของกูเกิล ที่ฝึกจากเพลงสวดประสานเสียงของบาค และใช้ในดูเดิลวันที่ 21 มีนาคม 2019 เพื่อเติมเสียงประสานให้ทำนองของผู้ใช้
ถาม: ทำไมเลือกเพลงของบาคมาฝึกโมเดล
ตอบ: เพลงสวดประสานเสียงของบาคมีสี่แนวเสียงชัดเจน มีโครงสร้างสม่ำเสมอ และมีจำนวนมากพอให้โมเดลเรียนรู้รูปแบบได้
ถาม: AI แต่งเสียงประสานได้ถูกต้องเสมอไหม
ตอบ: ไม่เสมอ ผลบางครั้งขัดกับกฎการประสานเสียงแบบดั้งเดิม การฟังและตัดสินใจของมนุษย์ยังจำเป็น
ถาม: ผู้เริ่มต้นฝึกเล่นสี่แนวบนเปียโนได้ไหม
ตอบ: ได้ ถ้าเริ่มจากโซปราโนกับเบสก่อน แล้วเติมแนวกลางทีละแนวในความเร็วช้า เพลงสวดประสานเสียงฉบับง่ายเหมาะสำหรับเริ่ม
ลองเล่นเสียงประสานสี่แนวกับ AI ที่ฟังคุณ
ฝึกแบบฝึกโซปราโนกับเบสได้ที่ TIGA ALPHA ทุกคนใช้แพ็กเกจพรีเมียมฟรี 7 วัน แล้วต่อเดือนละ 799 บาท แอปพลิเคชันสอนเปียโนออนไลน์นี้สร้างโดยทีมคนไทยในฐานะบริษัทนวัตกรรมการศึกษาด้าน AI สอนได้สามภาษา ทั้งไทย อังกฤษ และจีนกลาง และมีครูอั้ม ซึ่งมีประสบการณ์สอนเปียโน 20 ปี เป็น CEO เหมาะสำหรับคนที่อยากเรียนเปียโนออนไลน์และเล่นเปียโนให้ฟังเต็มขึ้น หากอยากเรียนการเรียบเรียงกับครูตัวจริงหรือดูคอร์สเรียนเปียโน ดูได้ที่ TIGA Studio และติดตามข่าว AI กับการสอนดนตรีที่ www.tigaalpha.com เริ่มเล่นดนตรีแบบมีเสียงประสานด้วยแอปสอนเปียโนออนไลน์ หรือแอปสอนเปียโนที่คุณใช้อยู่ร่วมกับครู