2021年美赛D题：音乐的影响力

2021 年 ICM D 题：音乐的影响力，英文原名为 The Influence of Music。本题研究音乐家之间的影响关系、音乐类型的演变，以及重大风格转变与社会文化环境之间的联系。

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背景与数据边界

音乐创作可能受到个人创造力、社会政治事件、新乐器和技术、个人经历以及前人作品的共同影响。相近的声音既可能来自音乐家之间的传承，也可能是对共同外部环境的回应。题设的 Integrative Collective Music（ICM）协会希望利用音乐网络及作品特征，量化音乐影响与演变。

所给资料包括两类基础数据及其汇总：一类记录音乐家自述和行业专家判断的影响者—追随者关系，涉及过去约 90 年中的 5,854 位音乐家；另一类包括 98,340 首歌曲，题面概述为每首歌有 16 项变量以及音乐家姓名、ID，并另按音乐家和年份计算均值。

研究只能使用题目提供的数据。这些文件只是较大数据集的子集，覆盖部分音乐类型及两个基础数据集中共同出现的音乐家；不能把局部样本当成全部音乐史。

需要完成的工作

1. 影响网络与子网络。使用所给关系数据的全部或一部分，建立从影响者指向追随者的一个或多个有向网络，定义描述音乐影响的参数。选出一个子网络，描述其结构，并解释影响指标揭示了什么。
2. 音乐相似性。使用歌曲特征和／或按音乐家、按年份的汇总数据，建立音乐相似性的度量。依据该度量，判断同一类型内音乐家是否比不同类型之间更相似。
3. 类型内外的联系。比较音乐类型内部与类型之间的相似性、影响关系，说明什么特征区分类型、类型怎样随时间变化，以及某些类型之间是否有关联。
4. 检查影响关系。结合相似性结果，判断已被列为影响者的音乐家是否确实在追随者作品中留下可辨识影响。不同音乐特征是否有不同的传播程度，还是作用相近？
5. 识别重大转变。研究数据中是否存在能够标志音乐演变重大跃迁的特征，并指出网络中哪些音乐家代表推动重大改变的人物。
6. 追踪一种音乐类型。分析一个类型随时间演变的影响过程，寻找能反映影响者动态变化的指标，并解释类型或音乐家如何改变。
7. 联系文化与外部环境。说明研究如何表现特定时期或情境中的音乐文化影响；或者研究如何从网络识别社会、政治和技术变化（如互联网）带来的影响。

另为 ICM 协会撰写一页说明文件，说明用网络方法理解音乐影响的价值；讨论数据类型和音乐家覆盖有限的条件下，如果获得更多或更丰富的数据，研究及结果可能怎样改变；提出继续研究音乐与文化影响的方向。读者来自音乐、历史、社会科学、技术和数学等领域。

字段含义与计量口径

影响关系表分别记录影响者和追随者的 ID、姓名、主要类型（若可得）以及开始音乐生涯的年代。ID 是数字字符串；相关姓名采用 UTF-8 编码以保留特殊字符。作品数据中的音乐家标识与关系表对应。

歌曲及汇总表涉及以下特征；汇总表并非包含每一个逐曲字段：

• 可舞性、能量与正向情绪（danceability、energy、valence）：分别反映适合跳舞的程度、感知强度与活跃程度、音乐表达的积极程度，取值从 0 到 1，越高对应程度越强。
• 速度和响度（tempo、loudness）：速度单位为每分钟拍数 BPM；响度为全曲平均的分贝 dB，题面给出的典型范围是 −60 至 0 dB。
• 调式和调性（mode、key）：大调记 1，小调记 0；调性用音级整数编码，例如 C 为 0、升 C／降 D 为 1、D 为 2，未识别出调性记 −1。
• 原声特征（acousticness）：衡量未经技术增强或电子放大的原声录音可能性，接近 1 表示较高把握。
• 器乐性（instrumentalness）：越接近 1，越可能无人声内容；高于 0.5 旨在指示器乐曲，越接近 1 越可靠。题面在这一指标中将无词的“哦、啊”声视作器乐成分，说唱和口语则属人声。
• 现场性（liveness）：反映存在观众、现场演出的可能性，高于 0.8 表示较强的现场录音迹象。
• 口语性（speechiness）：高于 0.66 可能以口语为主；0.33 至 0.66 可能混有音乐和语言，如说唱；低于 0.33 通常为音乐及非口语内容。
• 露骨歌词标记（explicit）：1 表示有；0 表示没有或情况未知，不能把 0 一律解读为已经确认没有。
• 时长与流行度（duration_ms、popularity）：时长以毫秒计；流行度为 0—100，100 最高，主要依据播放总量与播放的新近程度。单曲版与专辑版等重复录音分别评分，音乐家和专辑流行度由歌曲值进一步计算。
• 时间、标题与数量：year 为 1921—2020 的发行年份；release_date 多为年—月—日，但精度可能仅到年；歌曲标题已用软件去除可能的露骨词语；count 为某音乐家在逐曲表中出现的歌曲数量。

这些数值的解释来自题面数据字典，不是对它们与“影响力”之间关系预设答案。

提交成果

提交总计不超过 25 页的 PDF，包括一页摘要、目录、完整报告、一页给 ICM 协会的说明和参考文献。2021 年题面明确规定：摘要、目录、正文、图表、说明文件、参考文献和所有附录均计入上限。

原题与来源

• COMAP 官方题目 PDF：2021 ICM Problem D（5 页，含完整数据字典）。本页依据完整题面重新组织中文条件与任务，不包含解答。
• 官方音乐关系与特征数据 ZIP。包内目录 2021_ICM_Problem_D_Data/ 含四个文件：influence_data.csv（影响关系）、full_music_data.csv（逐曲特征）、data_by_artist.csv（按音乐家均值）、data_by_year.csv（按年份均值）。实际逐曲表音乐家列名为 artist_names、artists_id，与题面通用说明的单数写法略有不同，应以文件表头为准。
• COMAP 官方题目资源页。原题说明影响关系资料来自 AllMusic，音频特征来自 Spotify API；这是所给数据的来源说明，不解除只能使用附件数据的限制。