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基于哼唱的音乐检索系统
作 者: 鲁帆
导 师: 王民
学 校: 西安建筑科技大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 哼唱检索 音乐旋律 特征提取 旋律匹配 DTW
分类号: TN912.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 56次
引 用: 1次
阅 读: 论文下载
内容摘要
哼唱检索方式是一种方便、新颖、人性化的音乐检索方式,有着广泛的应用前景和重要研究价值。它使得用户在忘记歌词、歌名和作者的情况下,只要哼出旋律就可以找到想要的歌曲。本文针对哼唱音乐检索系统所涉及的关键技术进行了研究,主要包括三个方面:数据库音乐的旋律特征提取、哼唱音乐的旋律特征提取和旋律检索匹配方法。基于此,设计并实现一个基于哼唱的音乐检索系统。主要研究内容有:1.分析对比了常见的音乐文件格式,选择了MIDI格式作为乐曲库音乐文件格式。分析了MIDI文件的结构,然后提出了确定主音轨的方法,并从中提取出音乐文件的旋律轮廓。2.研究了几种基音提取算法,为了系统在速度和精度上都有较好的表现,本文在基音提取这一步选择简化逆滤波法。在提取出基音曲线之后,滤除无声段信号,提高系统可靠性。最后对基音曲线音符切分,从而提取出音高和音长,生成了哼唱信号的旋律特征。3.在旋律匹配部分,分析了几种匹配检索算法的优缺点,结合本系统对准确率和速度的要求,最终确定了分层检索的结构。首先用基于句子长度的N-Gram索引来粗匹配,过滤掉大部分不可能是结果的歌曲;然后使用DTW实现精细匹配。本文在完成上述工作后,对系统进行了实验,并与其他论文进行了对比,结果表明该系统有一定的实用性。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-7 1 绪论 7-13 1.1 背景和意义 7 1.2 研究现状 7-12 1.2.1 音乐数据库建设的现状 8-9 1.2.2 哼唱特征提取技术的发展 9-10 1.2.3 音乐旋律表示方法的发展 10-11 1.2.4 旋律匹配的现状 11-12 1.3 论文主要工作 12-13 2 数据库音乐文件的旋律提取 13-23 2.1 音符及主旋律 14 2.2 数据库音乐的文件格式 14-17 2.3 MIDI 文件格式的分析 17-18 2.4 MIDI 旋律特征提取 18-20 2.4.1 确定主旋律 18-19 2.4.2 提取乐曲旋律特征 19-20 2.4.3 特征文件生成 20 2.5 本章小结 20-23 3 哼唱旋律特征的提取 23-37 3.1 哼唱信号预处理 23-26 3.2 提取音乐信号的基音 26-32 3.3 基音检测后的处理 32-34 3.3.1 能量检测 32 3.3.2 过零率检测 32-33 3.3.3 中值平滑过滤 33-34 3.4 音符的切分 34-35 3.5 特征参数的计算 35 3.6 本章小结 35-37 4 检索匹配方法 37-49 4.1 旋律匹配的方法 37-43 4.1.1 近似字符串匹配法 37-39 4.1.2 动态时间规整法 39-42 4.1.3 隐马尔可夫算法 42-43 4.1.4 线性对齐匹配法 43 4.2 基于N-Gram 的DTW 检索匹配算法 43-47 4.2.1 建立N-gram索引模型 45-46 4.2.2 粗匹配过程 46 4.2.3 精细匹配过程 46-47 4.3 本章小结 47-49 5 实验与分析 49-55 5.1 哼唱检索系统架构 49-50 5.2 系统实验结果分析 50-53 5.2.1 实验前的考虑 50-51 5.2.2 实验环境 51 5.2.3 实验结果和分析 51-52 5.2.4 实验结果对比 52-53 5.3 本章小结 53-55 6 结论与展望 55-57 致谢 57-59 参考文献 59-63 作者在读期间的研究成果 63
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电声技术和语音信号处理 > 语音信号处理
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