中科大与科大讯飞研究团队开源高质量音乐文本控制音乐生成模型,轻松实现震撼生成效果!

论文地址:https://arxiv.org/pdf/2405.15863

开源地址:https://github.com/ivcylc/qa-mdt

Demo:https://qa-mdt.github.io



背 景

当前音乐生成(音效生成)领域的问题为质量低,具体来说分为三方面:

  1. 大部分开源数据集音质低(FMA,AudioSet,MSD),旋律杂乱;

  2. 音乐性(美学角度)差;

  3. 文本对齐度低,大多数音频处于少标签,弱标签,错标签。



方法

解决

引入质量感知训练策略。采用主观数据集中的MOS分训练出的质量评分模型,在训练过程中注入(伪MOS分)音频质量信息。

两种注入方法:

  • 利用text encoder对分级后的 low quality, medium quality, high quality 质量文本进行cross attn嵌入(粗粒度,适配unet架构和transformer类架构);

  • 参考U-ViT内 时间信息和label信息的融入方式,以量化(阈值由μ, σ决定)后转换为quality embedding,以token 形式进行控制注入,(细粒度,并且只适配transformer类架构)。



结论
质量感知策略允许了在推理阶段以高质量文本和质量token进行引导,从而生成显著高于训练集平均质量的音频。
以类似解耦的方式在训练中感知音频的质量(类似TTS中分离出音色训练),从而更好地促进了模型的训练(大幅降低FAD,KL,并提升IS,REL,CLAP等指标)
我们还发现,粗粒度文本控制和细粒度token控制相结合,更有助于模型训练中解耦,感知,并控制更高质量音频的生成,从而解决训练数据集影响的问题。


解决:

从音乐性建模角度,我们发现U-ViT/DiT类架构对频谱隐空间建模也具有图像上表达的scale ability,并能更好建模谐波,音色等方面(反应在主观评分)
优化(1):对频谱切片而言,此类结构的收敛速度慢。消融数据集中,20w步时依然不能很好控制收敛,推测来源于时域/频域相关性弱。故在预训练阶段加入掩码,加速训练速度和频谱关联性。微调阶段以高质量数据进一步强化模型(5W步就有收敛迹象)。
优化(2):相比于U-Net,transformer based架构对text encoder的质量信息感知能力增强,并且U-ViT 式 token 质量融入策略显著有效进一步提升质量并降低客观指标。
优化(3):图像中切块未考虑 overlap,探究了overlap策略在合成中的作用(大幅降低FAD,但在主观听感上有trade off) 。


解决
首次在音乐生成领域使用预训练标注模型(LP-Musiccaps)进行大规模标注
优化(1):考虑到标注模型的不充分训练导致错标,以CLAP文本-音频分数+阈值筛选低分数据。

优化(2):考虑到原始标注中有些词(例如说American,R&B等标注器不一定能标注出的词) 使用CLAP分数过滤出生成的与原始的文本相似度低低数据,利用语言模型融合原始标注中有用信息。


实 验
1、总体对比与,对比U-net架构和transformer based架构

2、对比overlap策略和patch size

3、质量感知消融

此图证明了相比于无质量感知,大幅提升了生成质量和客观指标
并且,MDT(我们的架构)比 U-Net 在文本质量控制感知上的独特优势(生成质量更高,总体客观指标更好)

左图展示了 token as control 的准确感知控制生成能力,生成的高质量数据(黄色区域)显著高于训练集MOS分。
右图展示了文本质量控制和token质量控制的结合效果与单纯token和文本控制的对比。


主观评测结果(各个人的评分下,均有优势)

PO:产品运营

PMP:专业音乐制作人

VE:视频编辑人

BEGINNERS:不懂音乐的小白



数据集(大部分均为开源)