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音乐主旋律提取与多音高估计方法研究

发布时间:2021-06-24 12:29
  音乐信息检索包括音乐内容分析、音乐风格分类、哼唱识别、音乐推荐等内容,近年来在网络音乐、移动终端、消费电子、游戏娱乐等领域得到了广泛应用。主旋律提取与多音高估计是音乐信息检索领域的重要课题,国内外对此进行了研究,取得了重要成果,但在性能上还无法满足实际需要,有许多问题有待深入研究解决。本文应用欧几里得算法、贝叶斯滤波、动态规划、时频分析等技术,对主旋律提取和多音高估计方法进行了深入研究,所做的主要创新工作如下:(1)低音伴奏、特殊歌唱技巧以及某些乐器的固有特性会导致基频丢失,此时难以用基频跟踪技术提取音乐主旋律。为此,本文将计算两个自然数最大公约数的欧几里得算法推广到浮点数域,提出了改进欧几里得算法。然后,将其用于旋律音高候选估计,提出了基于改进欧几里得算法的主旋律提取方法。该方法用短时傅里叶变换和瞬时频率进行音乐混合信号正弦估计,并基于谱峰频率对,用改进欧几里得算法计算每帧的多个候选音高估计,再根据音高轮廓时长和连续性特征得到旋律音高序列。该方法不依赖于基频分量就能进行音高估计。进一步,针对同一音符持续时间内音高估计值有时剧烈跳变的问题,提出了改进欧几里得算法和动态规划相结合的主旋律... 

【文章来源】:大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:125 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

音乐主旋律提取与多音高估计方法研究


图1.1全球录制音乐行业收入1?(单位:十亿美元)??

二维图形,主旋律,音乐


尽管音高是心理声学领域中声音的主观属性之一,而基频是物理学领域的概念,ii??在MIR领域中,认为两者具有相同意义多音高估计,也称为“多基频估计”,是指??从音乐音频中提取出每帧信号的多个音高。如图1.3所示,多音高估计系统的输入为善??乐音频信号,输出每帧信号的多个音高。系统输出可表示为横轴是时间,纵轴为音高频??率值的二维图形形式,也可按照各音符起始时刻排序,记录各音符起止时间及音高值的??列表形式。本文统一采用第一种形式呈现多音高估计结果。多音高估计在音频-乐谱对??齐、音乐自动搜索和标注、音乐学分析和听觉场景分析中均具有广泛应用^17,?191。??在过去十年中,己经提出了一些从音乐信号中估计多音高的方法,并在音乐信息检??索领域得到初步应用,但该问题目前仍然具有一定的挑战性。一般来说,音乐中各音符??都由基波和各次谐波构成,这是音高估计的依据。而音乐信号中可能存在几个音符同时??发声,邻近的谱分量会互相影响,甚至和声导致某些谱峰会与两个甚至多个音符有关。??若两个音符具有重叠谐波分量

多音,音乐


||?|丨丨艙—5?一?■一一^??*?"?W?|??时间??图1.2音乐主旋律提取??Fig.?1.2?Melody?extraction?from?polyphonic?music??1.1.2多音高估计??自从1977年Moorer首次尝试记二重奏谱以来[W,研宄人员在音乐记谱方面做了大量??工作,取得了重要进展,但迄今为止,该课题仍是MIR领域一个难点问题。其主要原因??在于:同时发声的各音符会有大量的重叠谐波分量,它们会互相干扰,阻碍各音符的识??另IJ。此外,音乐种类繁多,风格各异,乐器类型丰富,演奏技巧多样,很难找到合适的??通用方法实现音乐记谱。??现有部分多音高估计方法仅限于钢琴演奏音乐[12,13,14],部分方法适合于各种类型的??乐器(包括钢琴)。音乐记谱包括多音高估计、音符起始/结束检测、响度估计和量化、乐??器识别、节奏估计和时间量化等[|5],多数音乐记谱系统的研宄范围仅限于多音高估计和??音符跟踪,故在MIR领域常将多音高估计与音乐记谱视为等同任务。??尽管音高是心理声学领域中声音的主观属性之一

【参考文献】:
期刊论文
[1]结合改进欧几里得算法和动态规划的音乐主旋律提取[J]. 张维维,陈喆,殷福亮.  信号处理. 2018(08)
[2]理解数字音乐——音乐信息检索技术综述[J]. 李伟,李子晋,高永伟.  复旦学报(自然科学版). 2018(03)
[3]复调音乐主旋律提取方法综述[J]. 张维维,陈喆,殷福亮,张俊星.  电子学报. 2017(04)
[4]一种基于隐马尔科夫模型的波形文件主旋律基频提取算法[J]. 龚君才,刘刚.  软件. 2013(12)
[5]人耳音高感知的心理声学基本理论[J]. 陈小平,陈静.  电声技术. 2011(05)

硕士论文
[1]基于单源欠定语音分离的音乐主旋律提取方法研究[D]. 宋岳阳.北京邮电大学 2012



本文编号:3247098

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