第9章　深度学习在信号处理中的应用

本章将介绍使用生成式建模技术（如RBM）创建新音符的案例研究。在本章中，我们将介绍以下主题：

介绍并预处理音乐MIDI文件；
建立RBM模型；
生成新的音符。

9.1　介绍并预处理音乐MIDI文件

在本节中，我们将读取乐器数字接口（Musical Instrument Digital Interface，MIDI）文件库，并将它们预处理为适合RBM的格式。 MIDI是存储音符的格式之一，可以将其转换为其他格式，如.wav、.mp3、.mp4等。MIDI文件格式存储各种类型的事件，如音符开始（Note-on）、音符结束（Note-off）、节奏（Tempo）、拍号（Time Signature）、曲目结束（End of track）等。但是，我们主要关注音符的类型——何时开始以及何时结束。

每首歌都被编码成一个二进制矩阵，其中行代表时间，列代表开始和结束音符。在每个时间点，开始一个音符并结束同一个音符。假设在n个音符中，音符i在时间点j开始并结束，位置 $\boldsymbol{M}_{ji}=1$ 且 $\boldsymbol{M}_{j}(n+i)=1$ ，其余的。