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《上海海事大学》 2007年
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基于哼唱的音乐检索技术研究与实现

鲁佳  
【摘要】: 随着多媒体技术和网络的迅速发展,数字化的视频、音频信息已取代模拟视频、音频信息遍及INTERNET,如何从海量的数字信息中检索出我们需要的内容,是当前研究的热点问题之一。传统的音乐信息检索方法是基于曲名、作者、演奏者等等这样的属性。但这种方式并不是最理想的检索方式。这些信息本质上讲不是音乐内容本身,而是音乐的附属特征。一般情况下人们通过音乐的旋律特征来记忆音乐,所以很自然的想到利用哼唱歌曲旋律的方式来进行音乐的查找。基于内容的音乐检索技术是近年来的研究热点之一,它试图通过提取音频流中音高、音长等特征来表达和识别音乐的内容,并按照相似度量的方法检索音乐。其中最主要的两个问题是音乐特征提取和旋律的检索匹配。 本文以音乐检索为背景,主要对哼唱容易发生的错误,音高的提取和检索算法进行了研究,在此基础上设计了一种音高提取方法,并从降低哼唱错误和特征提取不精确对检索的影响出发,提出了一种峰值对齐匹配算法。主要工作如下; (1)研究与检索相关的音乐知识。对声音的四要素,乐曲的定调规则,半音与声音频率的对应关系等进行了深入的研究,在此基础上总结了哼唱的音调与标准音调之间的差异。这些工作确定了提取何种特征,特征的量化,以及如何降低哼唱错误对检索的影响。 (2)研究数字信号处理在特征提取中的应用。对时域分析和频域分析作了细致的分析和研究。由于歌曲声中混杂着人声、各种乐器声、掌声以及环境噪声等问题,因此设计了一种复杂声音环境下的主旋律音高提取算法。在音长提取方面,本文设计了一种不限定哼唱方式的音符分割方法,该方法也适用于从一般歌曲中提取的音高特征序列。因为两种算法的设计,使得本文所设计的原型系统中音乐库可以使用wav等格式的音乐,而非多数人使用的midi格式。 (3)提出了峰值对齐匹配法。此算法与(U,D,R)算法,N-gram算法等字符串模糊匹配算法以及基于HMM的检索算法等统计模型的算法相比较属于轮廓比较算法。该算法可以较容易的降低哼唱中多种错误对检索过程的影响。算法速度优于以(U,D,R)算法为代表的部分字符串模糊匹配算法,也快于基于HMM模型的统计检索算法。实验结果表明,该算法是有效的,查询者绝大多数情况下能在查询结果的前几位找到查询的目标音乐。 通过上述工作,证明了本文中算法的有效性,并建立了原型系统,实现了基于‘哼唱'的音乐检索。在基于内容的音乐检索方面进行了有益的探索和研究。
【学位授予单位】:上海海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP391.3

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张新彩;基于内容的音乐检索技术研究与实现[D];西北大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 卢坚 ,陈毅松 ,孙正兴 ,张福炎;基于隐马尔可夫模型的音频自动分类[J];软件学报;2002年08期
2 李国辉,李恒峰;基于内容的音频检索:概念和方法[J];小型微型计算机系统;2000年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 宋贤美;基于重复模式的连续哼唱输入音乐检索研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 邢伟利;基于内容的音频检索技术研究与实现[D];西北大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 张海越;杨庆涛;;关键词识别在媒体资产管理中的应用[J];电声技术;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
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2 何新;史迎春;黄兵;周献中;;基于SVM/HMM混合模型的音频分类方法[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹显东;多维随机序列敏感视觉信息隐藏技术研究[D];电子科技大学;2007年
2 刘慧;医学图像处理中的分割与检索关键技术研究[D];山东大学;2008年
3 汪萌;基于机器学习方法的视频标注研究[D];中国科学技术大学;2008年
4 李杰;基于内容的图像检索方法研究[D];中国科学技术大学;2008年
5 闫君飞;视频点播系统中的视频检索研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 陆丽珍;基于数据库方式的遥感图像库内容检索研究[D];浙江大学;2005年
7 单列;视觉注意机制的若干关键技术及应用研究[D];中国科学技术大学;2008年
8 李勇;基于内容的图像检索技术研究[D];吉林大学;2009年
9 杨凤芹;基于粒子群的优化方法研究[D];吉林大学;2009年
10 查正军;基于机器学习方法的视觉信息标注研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马永芬;基于声音样本匹配的语音应用系统技术研究[D];华北电力大学(北京);2009年
2 仇绍刚;基于元搜索的知识获取方法与系统集成研究[D];大连理工大学;2009年
3 储振华;不确定语义检索在专利智能服务平台中的应用[D];苏州大学;2009年
4 原佳丽;网络多媒体教育资源数据库检索研究[D];山东师范大学;2009年
5 刘扬;基于时空相关性的跨媒体检索模型研究与应用[D];河南大学;2009年
6 晋云功;基于压缩域的视频关键帧提取算法研究[D];北京交通大学;2009年
7 刘星星;热点事件发现及事件内容特征自动抽取研究[D];华中师范大学;2009年
8 蔡军卫;音乐旋律自动抽取与哼唱检索系统关键技术研究[D];兰州大学;2008年
9 肖刚;媒体资产编目管理系统的设计与实现[D];西南交通大学;2008年
10 管燕;基于形状特征的平面鞋印图像检索的研究[D];扬州大学;2008年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 柏静,韦岗;一种基于线性预测与自相关函数法的语音基音周期检测新算法[J];电声技术;2005年08期
2 张宝华;张品;;基于旋律的音乐检索系统[J];电声技术;2005年12期
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4 冯雅中,庄越挺,潘云鹤;一种启发式的用哼唱检索音乐的层次化方法[J];计算机研究与发展;2004年02期
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7 秦静;周明全;王醒策;沈复兴;;基于动态分割和加权综合匹配的音乐检索算法[J];计算机工程;2007年13期
8 罗凯;魏维;谢青松;;哼唱检索中改进的动态时间规整算法[J];计算机工程;2008年20期
9 王小凤;周明全;耿国华;郭红波;;一个使用歌谱信息进行哼唱检索的系统[J];计算机辅助设计与图形学学报;2007年07期
10 包先春;戴礼荣;;哼唱检索系统中一种有效的旋律匹配方法[J];计算机仿真;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郭红波;音乐哼唱检索关键技术研究[D];西北大学;2007年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 卢坚 ,陈毅松 ,孙正兴 ,张福炎;语音/音乐自动分类中的特征分析[J];计算机辅助设计与图形学学报;2002年03期
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【相似文献】
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1 李扬,吴亚栋,刘宝龙;一种新的近似旋律匹配方法及其在哼唱检索系统中的应用[J];计算机研究与发展;2003年11期
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4 温涛,蔡宣平,金瓯;一种基于置信度的动态特征提取算法[J];电力自动化设备;2001年03期
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10 郑链,李劲松,刘传礼;人工神经网络在目标图像识别中的应用[J];北京理工大学学报;1997年04期
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5 杨莹春;雷震春;吴朝晖;;基于情感补偿的活体声纹识别框架研究[A];第一届中国情感计算及智能交互学术会议论文集[C];2003年
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3 燕海霞;王忆勤;李福凤;脉象信号研究日渐深入[N];中国医药报;2005年
4 沈占锋;遥感影像信息提取与分析[N];计算机世界;2006年
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7 邹继纯;《黄帝内经》与音高、色彩的对应关系[N];光明日报;2006年
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10 苏彩红;墙地砖质量自动检测技术的研究[D];华南理工大学;2004年
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4 姚松源;文本自动分类系统的研究与实现[D];北京工业大学;2003年
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7 韩志刚;基于特征提取的汽车零件CAPP技术研究[D];南京理工大学;2003年
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9 张理慧;硬盘加密卡中指纹图像特征提取技术研究[D];西南石油学院;2004年
10 杨智楠;基于形状的医学图像检索[D];吉林大学;2006年
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