admin 快过年了，搞个AI作曲，用TensorFlow训练midi文件
一、老张需求：AI作曲营造新年氛围
我有一个搞嵌入式的朋友老张，全名叫张三。是真的，他的身份证上就叫张三。据说，出生时，他父母准备了一堆名字。但是两人各执一派，大打出手。吵闹声引来隔壁李大爷：实在不行叫张三，我叫李四，也活得挺好。于是，互不相让的一对年轻夫妻，给孩子上了户口，起名叫：张三。
老张长大后，一直不和李大爷说话。李大爷告诉小张三：当时，如果，不是我冲进去，急中生智给你定下名字，你可能就没命了。听到这里，小张三才稍微得以释怀，并且给李大爷磕了个头，以示感谢。李大爷说：客气了，我起名字时，我父母也一样，最后还是你爷爷给起的李四，咱两家是世交。
我打断了老张：快说，找我么事？
老张说，其实我一直觉得，我不是普通的凡人。
“嗯，你特别的烦人”。
老张说，是平凡的“凡”。我今年40岁了，哎，你知道吗？我前天刚过完40岁生日，买了一个大蛋……
“说事情！”
老张说，兄弟，帮帮忙吧，我想搞一个发明，需要你人工智能方向的帮助。
我说，啊，你又搞发明？这次什么想法。
老张说，现在快过年了，我想搞一个仿老式留声机的盒子，安装到餐厅里面。
机器采用自助模式，只要顾客付钱，盒子就会自动播放一段，由AI生成的原创新年音乐，给他们送去祝福，扫码还可以下载保存。
我问老张，你有销售渠道吗？
老张说，放心吧，餐厅我都谈好了。他们提供场地和网络，我们只承担电费就行。
我沉思了一会，问老张：老张啊，你认识一个“耿”姓做手工的人吗？
老张说，相信我，我绝对不认识他，他的那些发明，不是没用，是真没用。
我点了点头：那就好，我支持你！
二、midi格式：便携式音乐描述文件
想让AI学会作曲，首先要找到一批音乐样本，让它学。
AI作曲，遵循“种瓜得瓜，种豆得豆”的原则：你给它训练什么风格的样本，它最终就会生成什么风格的音乐。
因此，我们需要找一些轻松活泼的音乐，这适合新年播放。
音乐文件的格式，我们选择MIDI格式。MIDI的全称是：Musical Instrument Digital Interface，翻译成中文就是：乐器数字接口。
这是一种什么格式？为什么会有这种格式呢？
话说，随着计算机的普及，电子乐器也出现了。电子乐器的出现，极大地节省了成本，带来了便利。
基本上有一个电子乐器，世间的乐器就都有了。
这个按钮是架子鼓，那个按钮是萨克斯。而在此之前，你想要发出这类声音，真的得敲架子鼓或者吹萨克斯管。
而且还有更为放肆的事情。你想用架子鼓一秒敲五下，得有专业的技能。但是用电子乐器，一秒敲五十下也毫不费力，因为程序就给搞定了。
这些新生事物的出现，常常让老艺术家们口吐鲜血。
电子乐器既然可以演奏音乐，那么就有乐谱。这乐谱还得有标准，因为它得在所有电子乐器中都起作用。这个“计算机能理解的乐谱”，就是MIDI格式。
下面我们就来解析一下MIDI文件。看看它的结构是怎么样的。
我找到一个机器猫（哆啦A梦）的主题曲，采用python做一下解析：
import pretty_midi
# 加载样本文件
pm = pretty_midi.PrettyMIDI("jqm.midi")
# 循环乐器列表
for i, instrument in enumerate(pm.instruments):
instrument_name = pretty_midi.program_to_instrument_name(instrument.program)
print(i, instrument_name) # 输出乐器名称
这个音乐，相信大家都很熟悉，就是：哦、哦、哦，哆啦A梦和我一起，让梦想发光……
通过pretty_midi库加载MIDI文件，获取它的乐器列表pm.instruments，打印如下：
Acoustic Grand Piano(原声大钢琴)、Glockenspiel(钢片琴)、String Ensemble(弦乐合奏) 、Muted Trumpet(闷音小号)、Trombone(长号)、Electric Bass(电贝斯)、Acoustic Guitar(原声吉他)、Flute(长笛)、Acoustic Grand Piano(原声大钢琴)、Harmonica(口琴)、Vibraphone(电颤琴)、Bagpipe(苏格兰风笛)、Marimba(馬林巴琴)……
我们看到，短短一个片头曲，就动用了近20种乐器。如果不是专门分析它，我们还真的听不出来呐。
那么，每种乐器的音符可以获取到吗？我们来试试：
# 承接上个代码片段，假设选定了乐器instrument
for j, note in enumerate(instrument.notes):
# 音高转音符名称
note_name = pretty_midi.note_number_to_name(note.pitch)
info = ("%s:%.2f->%.2f")%(note_name, note.start, note.end)
打印如下：
Acoustic Grand Piano
F#3:1.99->2.04 F#2:1.98->2.06 E2:1.99->2.07 C2:1.98->2.08 F#3:2.48->2.53 F#2:2.48->2.56 F#3:2.98->3.03 F#2:2.98->3.06 ……
通过获取instrument的notes，可以读到此乐器的演奏信息。包含：pitch音高，start开始时间，end结束时间，velocity演奏力度。
| 名称 | pitch | start | end | velocity |
|---|---|---|---|---|
示例
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