בירור | עיבוד מוזיקה באמצעות AI

[לאצי]

בהמשך לנושא הזה https://mitmachim.top/post/860727

חשבתי על רעיון לפתח מערכת שתיצור מוזיקה אוטומטית לקובץ ווקאלי או סולן יחיד. כלומר שמעלים לתוכנה את הקובץ והיא יוצרת עליו מוזיקה. אמנם כמו שAI אמר לי (ראה ספוילר) ש'זהו פרויקט ברמה של חברת סטארטאפ עם צוות של מומחי AI, מהנדסי תוכנה ומוזיקאים. זה לא פרויקט סביר לאדם בודד ללא רקע עמוק בתחומים אלו.' אבל בכל זאת אמרתי כי אעלה כאן את הנושא לדון בו ונראה מה ניתן לעשות.

אשמח לשמוע את דעתכם בנושא. (וגם את דעת @NH.LOCAL שידיו רב לו בתחום הAI)

ולכל המעוניינים, הנה תשובת ג'מיני לשאלתי בדבר הפרוייקט:

Spoiler

שלום לך,

זו שאלה מצוינת ורעיון פנטסטי שנמצא בחזית טכנולוגיית המוזיקה וה-AI. אתה צודק שבמידה רבה, אין עדיין מוצר צריכה מלוטש ומוכר שעושה בדיוק את מה שתיארת ברמה גבוהה, אם כי ישנם מחקרים, כלים ניסיוניים וסטארטאפים שעובדים בכיוון הזה.

בוא נפרק את הנושא לגורמים, מהתיאוריה ועד לפרקטיקה.

האם זה אפשרי?

כן, בהחלט. הרעיון אפשרי מבחינה טכנולוגית, אך הוא מורכב מאוד לביצוע ברמה גבוהה. זהו אתגר שדורש שילוב של הבנה מוזיקלית עמוקה (תאוריה, הרמוניה, קצב) עם יכולות מתקדמות של בינה מלאכותית ולמידת מכונה.

התוכנה שאתה מתאר צריכה לבצע מספר משימות מורכבות, שכיום נחקרות בתחום ה-AI Music Generation:

1. ניתוח אודיו: להבין את השירה.
2. הבנה מוזיקלית: להסיק מתוך השירה את המאפיינים המוזיקליים הנדרשים.
3. יצירה (Generation): לייצר מוזיקה חדשה שתתאים באופן מושלם לשירה.

---

שלבי התהליך - איך זה עובד?

כדי שה-AI ייצר ליווי מוזיקלי לקובץ ווקאלי, הוא יצטרך לעבור את השלבים הבאים:

שלב 1: קלט וניתוח ראשוני (Input & Analysis)

• קליטת הקובץ: המשתמש מעלה קובץ אודיו (למשל, WAV או MP3) המכיל שירה בלבד (אקפלה).
• ניתוח מאפיינים בסיסיים:
  • זיהוי קצב (Tempo/BPM): מהירות השיר.
  • זיהוי סולם (Key Detection): באיזה סולם מוזיקלי הזמר שר (למשל, C Major, A minor).
  • זיהוי תווי המלודיה (Pitch Detection): פירוק השירה לרצף של תווים וזיהוי הגובה המדויק של כל תו.

שלב 2: ניתוח הרמוני ומלודי (Harmonic & Melodic Analysis)

זהו "המוח" של המערכת. על בסיס רצף התווים מהשלב הקודם, ה-AI צריך:

• להסיק מהלכי אקורדים (Chord Progression): זהו השלב הקריטי ביותר. ה-AI צריך להחליט אילו אקורדים יתאימו למלודיה בכל רגע נתון. לדוגמה, אם הזמר שר את התו "דו", האם האקורד המתאים הוא C Major, A minor או F Major? ההחלטה הזו קובעת את ה"הרגשה" של השיר (שמח, עצוב, מתוח).
• להבין את המבנה (Song Structure): לזהות חלקים שונים בשיר כמו בית, פזמון, גשר וכו'. לכל חלק יש בדרך כלל אופי מוזיקלי שונה.

שלב 3: יצירת הליווי המוזיקלי (Musical Accompaniment Generation)

לאחר שה-AI יודע את הקצב, הסולם ומהלך האקורדים, הוא יכול להתחיל לייצר את ערוצי הכלים השונים. סביר להניח שהמשתמש ירצה לבחור סגנון (למשל: פופ, רוק, ג'אז, מוזיקה אלקטרונית).

• תופים וקצב (Drums & Rhythm): יצירת מקצב תופים שמתאים לסגנון ולקצב השיר.
• בס (Bass Line): יצירת קו בס שמבוסס על אקורדי השורש ותומך בהרמוניה.
• הרמוניה (Pads/Chords): יצירת ליווי של כלים הרמוניים כמו פסנתר, גיטרה או סינתיסייזרים, שמנגנים את האקורדים שה-AI הסיק.
• מילויים ומלודיות משנה (Fills & Counter-Melodies): בשלב מתקדם יותר, ה-AI יכול להוסיף "קישוטים" מוזיקליים בין לבין, כדי להפוך את הליווי לעשיר ומעניין יותר.

שלב 4: עיבוד ומיקס (Processing & Mixing)

כאן עונים על השאלה שלך לגבי התוצר הסופי.

• התוצר האידיאלי: התוכנה תייצא ערוצים נפרדים (Stems). כלומר, קובץ תופים, קובץ בס, קובץ פסנתר וכו'. זה נותן למשתמש גמישות מקסימלית למזג (לעשות מיקס) את הערוצים יחד עם השירה המקורית שלו, ולהתאים את העוצמה של כל כלי כרצונו.
• התוצר הפשוט: התוכנה יכולה גם להציע אופציה של מיקס אוטומטי, שיוצר קובץ מוזיקה אחד (ללא השירה), או קובץ סופי אחד שכולל כבר את השירה המקורית מעורבבת עם הליווי החדש.

---

איך בונים את זה בפועל? - כלים וטכנולוגיות

פלטפורמה: ווב מול תוכנת חלונות?

• תוכנת חלונות (Desktop App):
  • יתרונות: יכולה לנצל את חומרת המחשב המקומי (GPU), מהיר יותר למשתמש הבודד, לא דורש חיבור אינטרנט קבוע (לאחר ההתקנה).
  • חסרונות: קשה יותר להפצה ועדכון, מוגבל למערכת הפעלה אחת, דורש מהמשתמש מחשב חזק.
• אפליקציית ווב (Web App):
  • יתרונות: נגישות מכל מקום ומכל מכשיר עם דפדפן, קל לעדכן את הגרסה לכל המשתמשים בבת אחת, כל העיבוד הכבד נעשה על השרתים שלך (ולא תלוי במחשב של המשתמש). זו הגישה המודרנית והמקובלת.
  • חסרונות: דורש תשתית שרתים חזקה ויקרה (במיוחד שרתי GPU לעיבוד AI), עלויות תפעול גבוהות.

ההמלצה: אפליקציית ווב. זהו המודל העסקי הסקיילאבילי והנכון ביותר למוצר כזה. המשתמש מעלה קובץ לדפדפן, הקובץ נשלח לשרת, השרת מבצע את הקסם ומחזיר למשתמש את התוצאה להורדה.

שפת תכנות וספריות:

הבחירה הכמעט בלעדית לעולם ה-AI היא פייתון (Python).

• צד שרת (Backend): אפשר להשתמש ב-Frameworks כמו Flask או Django.
• למידת מכונה (Machine Learning):
  • PyTorch או TensorFlow הן הספריות המובילות לבניית מודלים של למידה עמוקה.
• עיבוד אודיו:
  • Librosa: ספרייה מדהימה לניתוח אודיו. יכולה לעזור בזיהוי קצב, גובה צליל ועוד.
  • Pydub: ספרייה פשוטה יותר למניפולציות בסיסיות על קבצי אודיו.
• עיבוד מוזיקה תיאורטי:
  • Music21: ספרייה שמאפשרת לעבוד עם מושגים מוזיקליים כמו תווים, אקורדים, סולמות וכו'. שימושית מאוד בשלב ניתוח ההרמוניה.

האם צריך ליצור ספרייה חדשה?
לא, אתה לא "יוצר ספרייה חדשה". אתה מאמן מודל AI חדש באמצעות הספריות הקיימות (PyTorch/TensorFlow). זהו האתגר הגדול ביותר.

---

האתגר הגדול ביותר: הדאטה והמודל

הרעיון קל לתיאור, אבל הביצוע תלוי במודל AI שתאמן. כדי לאמן מודל כזה, אתה צריך דאטה-סט ענק ואיכותי.
הדאטה-סט האידיאלי יכלול עשרות אלפי שירים, כאשר כל שיר מחולק ל:

1. ערוץ השירה הנקי (אקפלה).
2. ערוצי הכלים הנפרדים (תופים, בס, גיטרה וכו').

לאסוף דאטה-סט כזה זה יקר וקשה מאוד. לאחר שיש לך את הדאטה, אתה מאמן מודל (ככל הנראה מבוסס ארכיטקטורת Transformer, בדומה למודלי שפה גדולים) "ללמוד" את הקשר בין השירה לבין הליווי המתאים לה.

---

שאלות ושיקולים נוספים

• ממשק משתמש (UI/UX): איך המשתמש ישלוט בתהליך? הוא יצטרך לבחור סגנון, אולי כלים ספציפיים, אולי יוכל "לתקן" אקורד שה-AI בחר לא נכון.
• איכות מוזיקלית: האתגר הוא לא רק לייצר משהו שנכון טכנית, אלא משהו שנשמע טוב ואנושי. מוזיקה היא לא רק מתמטיקה, יש בה רגש, ניואנסים ו"גרוב" שקשה מאוד למודל AI לחקות.
• עלויות חישוב: אימון המודל וגם הרצתו בזמן אמת (Inference) דורשים כוח חישוב אדיר (GPU), וזה עולה כסף רב.
• זכויות יוצרים: נושא מורכב. האם המוזיקה שה-AI מייצר היא יצירה מקורית? למי שייכות הזכויות? מה לגבי השירה המקורית שהמשתמש העלה?

---

סיכום והמלצה מעשית

הפרויקט שאתה מתאר הוא שאפתני מאוד, ברמה של חברת סטארטאפ עם צוות של מומחי AI, מהנדסי תוכנה ומוזיקאים. זה לא פרויקט סביר לאדם בודד ללא רקע עמוק בתחומים אלו.

אז מה כן אפשר לעשות?

1. להתחיל בקטן - Proof of Concept (POC): אל תנסה לבנות את כל המערכת בבת אחת. התחל ממשימה קטנה יותר:
   • למשל, צור כלי שלוקח קובץ MIDI של מלודיה (במקום אודיו) ומייצר לו ליווי אקורדים בסיסי.
   • לחלופין, צור כלי שמזהה את האקורדים בשיר קיים (לא מייצר חדש).
2. לחפש APIs וכלים קיימים: חברות כמו OpenAI, Google (Magenta), Suno, Udio ועוד, מפתחות מודלים ליצירת מוזיקה. ייתכן ובעתיד הקרוב הן יציעו API שיאפשר "Conditional Generation" - כלומר, יצירת מוזיקה על בסיס קלט מסוים (כמו מלודיה ווקאלית). שימוש ב-API כזה יחסוך לך את החלק הקשה ביותר של אימון מודל מאפס.
3. ללמוד ולהתנסות: אם אתה רציני לגבי הכיוון, התחל ללמוד את התחומים הרלוונטיים: פייתון, Librosa, PyTorch/TensorFlow, ותיאוריה מוזיקלית. ישנם המון מדריכים וקורסים אונליין.

לסיכום, הרעיון שלך מעולה ומייצג את העתיד של יצירת המוזיקה. הדרך לשם ארוכה ומאתגרת, אבל התחלה בקטן ושימוש בכלים קיימים יכולה להיות דרך מצוינת להיכנס לתחום המרתק הזה.

בהצלחה

[NH.LOCAL]

@לאצי ג'מיני צודק. אם אין לך כמה מיליונים בצד, לא נראה שזה פרויקט מציאותי כל כך

[לאצי]

@NH.LOCAL אולי אפשר ליצור זאת על בסיס אחד מפלטפורמות המיוזיק-AI הקיימות כיום (סונו או איווה או כל שאר דומיהם) ולשדרג אותם/ליצור בעזרתם את התוכנה ע"י API או משהו דומה? (בעזרת הקוד/הספריות שלהם)

[NH.LOCAL]

@לאצי כתב בבירור | עיבוד מוזיקה באמצעות AI:

@NH.LOCAL אולי אפשר ליצור זאת על בסיס אחד מפלטפורמות המיוזיק-AI הקיימות כיום (סונו או איווה או כל שאר דומיהם) ולשדרג אותם/ליצור בעזרתם את התוכנה ע"י API או משהו דומה? (בעזרת הקוד/הספריות שלהם)

אין לי מושג ממשי על כלים בתחום הספציפי הזה

[ivrפון]

https://musicgpt.com/api
זה פלטפורמת שירים בai שתומכת בapi.
צריך לבדוק שזה מתאים לפרויקט שלך

[userbot]

בגדול זה יותר מסובך ממה שזה נראה כיון שאין ל suno api רשמי (כלומר יש אבל הוא לא פעיל...שגיאה 503)
יש לזה פתרונות חילופיים די מורכבים ולא יציבים שאני באמצע לנסות
בכל אופן מכיון שלכל המודלים הגדולים של ai אין בשורה בתחום הזה של יצירת שירה (לא מוזיקה) כנראה שזה די מורכב