基于音型数据库的钢琴自动伴奏系统的研究与设计

发布时间：2017-09-08 05:18

  本文关键词：基于音型数据库的钢琴自动伴奏系统的研究与设计

  更多相关文章： 算法作曲 隐Markov模型 音型元结构

【摘要】： 算法作曲是人工智能领域中一个研究方向,而为旋律配伴奏是其中一个十分具有挑战性和现实意义的研究分支。本文把旋律配和声看作是类似机器学习的一项任务,通过对于一系列样本的训练,构建了一个钢琴伴奏音型元结构数据库。随后,建立两个HMM模型来尝试着模拟作曲家为旋律配伴奏的思维过程,最终利用Viterbi算法为新的旋律乐段配钢琴伴奏。 文中,提出了“钢琴伴奏元结构”的概念,钢琴伴奏元结构由钢琴原始伴奏音型转换而来,元结构中每个音符的音高信息是一个变量,它随着应用环境的变化而不同,并且元结构中包含了能够表征一个和声状态的单拍子独立音群结构或单小节音群结构,以及涵盖1～3小节音乐片段中的模仿,模进创作技巧。所有这些,使得利用音型元结构来为旋律配伴奏,更加具有灵活性,多变性,更具有生命力。 此外,本文建立了节奏对比HMM以及和声HMM来模拟作曲家为旋律配置符合当前上下文音乐环境的节奏及和声的思维活动。节奏对比HMM是以确定的旋律片段中的音符时值序列为观察值,以对应的伴奏音型的节奏序列为隐含状态。而在和声HMM中,我们以一个小节或者一个拍子的旋律片段中的骨干音序列为观察值,以特征和弦为隐含状态。 本文旨在设计一个钢琴自动伴奏系统,它以一系列的带有钢琴伴奏的样本谱例为输入,通过训练阶段,系统收集钢琴原始伴奏音型并转换为音型元结构存入数据库中,同时调整2个HMM的参数,形成某种与输入样本相关的伴奏风格。在配曲阶段,系统根据旋律乐曲的基本信息,以及目前参数的伴奏风格,利用Viterbi算法,在数据库中为旋律片段选择合适的钢琴伴奏元结构,并且最终生成钢琴伴奏。
【关键词】：算法作曲 隐Markov模型 音型元结构
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：J624.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 算法作曲11-13
• 1.1.1 算法作曲的定义11
• 1.1.2 算法作曲的发展历史11-12
• 1.1.3 算法作曲的特点12-13
• 1.2 旋律配伴奏概述13-14
• 1.3 相关研究概况14-18
• 1.3.1 基于规则的知识库系统14
• 1.3.2 人工神经网络14-15
• 1.3.3 基于演化的遗传算法技术15-16
• 1.3.4 算法作曲的音乐文法16-17
• 1.3.5 其他的一些方法17
• 1.3.6 研究发展趋势17-18
• 1.4 本文的创新点18-20
• 1.5 论文的结构20-21
• 第二章 自动伴奏系统中的 HMM21-55
• 2.1 隐马尔可夫模型21-27
• 2.1.1 隐马尔可夫模型概述21-22
• 2.1.2 HMM的三个基本问题22-23
• 2.1.3 HMM的基本算法23-27
• 2.2 自动伴奏系统理论模型概述27
• 2.3 系统基本概念的形式描述27-44
• 2.3.1 音符、音群的形式描述27-30
• 2.3.2 调式的形式描述以及音级计算模型30-33
• 2.3.3 音群结构的~rR级置换33-35
• 2.3.4 模仿结构的形式描述以及原始钢琴伴奏音型35-37
• 2.3.5 调式和弦与音群结构的特征和弦及和弦特征37-41
• 2.3.6 节奏对比序列41-42
• 2.3.7 K声调式音阶特征以及最优特征和弦序列42-44
• 2.4 音型元结构概述44
• 2.5 自动伴奏系统中的两个 HMM44-49
• 2.5.1 钢琴伴奏风格的形式描述44-45
• 2.5.2 和声的隐马尔可夫模型45-48
• 2.5.3 节奏对比的隐马尔可夫模型48-49
• 2.6 HMM的训练过程49-51
• 2.7 HMM中Viterbi算法的应用51-55
• 第三章 系统以及实验结果55-73
• 3.1 钢琴自动伴奏系统概要55-56
• 3.1.1 系统设计目标及组成55
• 3.1.2 系统的框架结构55-56
• 3.2 系统训练过程56-60
• 3.3 音型数据库的建立60-68
• 3.3.1 数据库的组成60-61
• 3.3.2 音型元结构的收集61-68
• 3.4 配曲过程68-71
• 3.5 实验结果以及分析71-73
• 第四章 总结与展望73-75
• 4.1 全文总结73-74
• 4.2 今后的工作74-75
• 附录一 算法配伴奏的实验结果75-85
• 参考文献85-91
• 硕士期间所参与的科研课题与发表论文91-93
• 致谢93

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘向滨;冯寅;;人机交互的自动钢琴伴奏系统的研究[J];电脑知识与技术;2011年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 徐鹏进;乐音识别跟踪系统关键技术的研究与实现[D];北京邮电大学;2011年

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本文编号：812102