matlab编程模拟乐器产生乐音,一种MATLAB软件对乐音识别自动配置的分析研究

2015年 l2月 第 44卷 第 12期 机械设计与制造工程 Machine Design and Manufacturing Engineering Dec．2015 Vo1．44 No．12 DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．12．019 一 种 MATLAB软件对乐音识别 自动配置的分析研究 李啸凤 (广东科技学院继续教育学院，广东 东莞 523000) 摘要 ：为了给乐器演奏的旋律 自动配置和声，给 出了乐音识 别、预 处理和和声构造功 能实现的思 路和方法 ，借助 MATLAB软件 ，详 细阐述 了钢琴单音旋律 自动产生和谐 的多音 色和 声的整个流 程，最后通过一段钢琴单音旋律《小星星》进行仿真实验，结果显示具有良好的实用性。 关键词：MATLAB；乐音识别；和声理论；自动配置 中图分类号：TP29 文献标志码 ：A 文章编号 ：2095—509X(2015)12～0070—04 在计算机技术和电子音乐技术 日益成熟 的今 天 ，如何利用这些技术进行特征提取 、乐音识别以 及辅助音乐创作已经成为人们研究的热点 ，并取得 了一些 研究 成果 。在 国外 ，Sundberg& Tjernlund 于 1970年 就进行 了单 音 自动识 别实 验 ；1977年 Moorer完善了乐音识别计算机系统 ，但适用范围有 限 ；1987年 Dannenberg& Mont—Reynaud研发 了 一 种可对乐音进行实时识别 、跟踪 的系统 ，由此乐 音识别技术进入了实用化研究阶段。在国内 ，许鹏 进于2011年利用 MATLAB和 c语言混合编程完 成算法测试 ，提升 了乐音特征提取 的精确度 ；杨若 方于 2011年探讨 了如何借 助 MATLAB实现乐音 识别与 自动配置和声 的功能 ；王婷于 2012年对乐 音识别算法及 iOS平台的音频处理 、交互式可视化 技术等进行了理论和实践研究。 为 了进一步完善乐音识别 自动配置和声 的功 能 ，本文将乐音识别技术和 MATLAB软件相结合 ， 以乐器演奏旋律 自动配置和声为核心 内容 ，综合运 用傅里叶变换 、频谱分析 、和声 配置以及 MATLAB 软件强大的矩阵分析 、处理和作图功能 ，进行乐音 识别 智能 配置 系统 的开发 和研 究。以钢琴 乐音 《小星星》为例进行实验，获得的仿真效果良好。 通过计算机系统储存 为基于音学信号的 wav格式 音频数据 ，借助于 MATLAB软件对该音频文件进 行音高 、音色 、音强及节奏 的分析 ，并判别其调性 ， 从而配置出与该曲旋律相匹配的和声音频文件 ，而 后将其与原钢琴音频进行叠加 ，衍生 出和谐 的多音 色和声 ，实现 良好的播放效果。同时根据乐音单音 符信号频域内的平稳性 ，并结合乐音识别的包络波 形 、快速傅里叶变换 、频谱分析 、除噪声 、十二平均 律 、调 式 、调 性 、和 声 等 相 关 技 术 和 算 法 ，设 计 MATLAB软件对乐音识别 自动配置的流程 ，如 图 1 所示 。 相关乐器演奏的旋律 录音并存 储：~Jjwav文件 乐音信号预处理 端点检测 lI 噪声消除 l l单音符分割 乐音分析 、和声构造 和声音频文件 {三成 图 1 MATLAB软件 乐音识别 自动配置 流程 图 2 MATLAB软件对乐音识别 自动配置和声 1 MATLAB软件对乐音识别 自动配置和声 的关键模块分析 的基本研究思路 2．1 乐音信号的预处理 本文以钢琴乐音作为研究对象 ，将一段钢琴曲 乐音信号的预处

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