基于旋律的音樂(lè)哼唱檢索系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、音樂(lè)作為人們生活中必不可少的一部分，音樂(lè)搜索具有廣大的用戶群體，也蘊(yùn)含著巨大的商機(jī)。傳統(tǒng)的音樂(lè)搜索是根據(jù)用戶輸入的關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，關(guān)鍵詞可以是歌曲的名稱，歌手名，歌詞等，這種方式被稱為基于文本的檢索。對(duì)于這種方式的檢索，如果用戶不能準(zhǔn)確地記住歌曲的相關(guān)信息（歌曲名稱，歌詞等），就不能準(zhǔn)確的檢索歌曲。同時(shí)，采用這種檢索方式需要手動(dòng)去維護(hù)一個(gè)音樂(lè)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)每首歌曲的基本信息進(jìn)行標(biāo)注，增加了管理者的工作量，因此需要找到一種更簡(jiǎn)單，更快捷的檢索

2、方式。哼唱檢索便是一種新型的檢索方式，它充分利用歌曲自身的特征，如音高，音長(zhǎng)等特征，為用戶提供一種更簡(jiǎn)單更自然的檢索方式。這種新型的檢索方式可以廣泛地應(yīng)用在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，卡拉OK中，也可以應(yīng)用于音樂(lè)教育等方面。哼唱檢索最核心的兩部分是音樂(lè)旋律特征提取和匹配。如何準(zhǔn)確的提取歌曲的特征信息，利用特征信息描述歌曲輪廓;采用哪種匹配算法又快又準(zhǔn)確的檢索出我們所需要的歌曲是本文的研究重點(diǎn)。圍繞這兩個(gè)問(wèn)題，本文做了如下相關(guān)研究和探索。
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3、)綜合分析了音樂(lè)的各種特征，介紹了常見(jiàn)的幾種基音提取的算法。包括自相關(guān)函數(shù)法，平均幅度差函數(shù)法等。同時(shí)為了使基音的提取更加準(zhǔn)確，本文介紹了常用的預(yù)處理操作和后期處理操作。總結(jié)了當(dāng)前音樂(lè)旋律特征的表示方式，最后確定了本文中采用絕對(duì)音高序列來(lái)描述音樂(lè)特征。
　　(2)介紹了常用的幾種旋律匹配算法，包括歐氏距離，編輯距離，DTW算法等。確定了本文中采用LS算法和DTW算法來(lái)進(jìn)行旋律的匹配操作。首先采用LS算法粗略過(guò)濾掉一部分差異比較大的

4、候選項(xiàng)，然后利用DTW算法進(jìn)行二級(jí)過(guò)濾，完成精確匹配。充分發(fā)揮LS算法在時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)和DTW算法在效率上的優(yōu)勢(shì)。
　　(3)本文中采用臺(tái)灣清華大學(xué)資訊工程系張智星老師提供的48首MIDI音樂(lè)，采用midtoolbox工具提取MIDI音樂(lè)的音樂(lè)特征，搭建了一個(gè)小型的哼唱檢索音樂(lè)數(shù)據(jù)庫(kù)。并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)一個(gè)哼唱檢索系統(tǒng)。
　　本文研究成果的特色之處在于:
　　(1)設(shè)計(jì)了基于能量的過(guò)濾和平滑處理兩種后期處理方式，使提取到的