【摘要】：如今,隨著社會(huì)的快速發(fā)展與進(jìn)步,人類物質(zhì)生活水平及精神生活水平的不斷提高,人們對(duì)于音樂(lè)的向往和追求也越來(lái)越強(qiáng)烈,鋼琴作為弦樂(lè)器的典型代表,以其寬廣的音域,動(dòng)聽(tīng)的旋律,強(qiáng)烈的聽(tīng)覺(jué)復(fù)合感受,快速普及到千家萬(wàn)戶。因?yàn)殇撉偾傧业奈锢硖匦允沟眯枰獙?duì)其進(jìn)行定期校正,所以鋼琴校音工作的需求也越來(lái)越大。 由于計(jì)算機(jī)等工具學(xué)科中與樂(lè)器校音相關(guān)的理論與技術(shù)發(fā)展起步較晚,且未能得到及時(shí)深入地應(yīng)用,時(shí)至今日,鋼琴校音工作一般都是靠專業(yè)校音師通過(guò)聽(tīng)覺(jué)判斷鋼琴音符的音準(zhǔn),人工操作調(diào)整琴弦來(lái)完成�，F(xiàn)有的少數(shù)校音器,主要是通過(guò)發(fā)出參考音或以單片機(jī)模擬濾波測(cè)頻方式工作,方法上存在缺限,無(wú)法從本質(zhì)上辨別音高的誤差。如此便出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題需要解決,一方面是受專業(yè)校音師的生理,心理以及客觀環(huán)境的影響,難免會(huì)出現(xiàn)主客觀上對(duì)音準(zhǔn)判斷的偏差；另一方面是在鋼琴快速普及的今天,少量的專業(yè)校音人員難以滿足眾多普通用戶的校音需求,這使得鋼琴校音工作成為難題。 為此,本文致力于通過(guò)分析語(yǔ)音及樂(lè)音基音特征識(shí)別理論的本質(zhì),探索語(yǔ)音數(shù)字信號(hào)分析理論在樂(lè)音信號(hào)分析與處理過(guò)程中的適用性,尋求鋼琴弦鳴樂(lè)器樂(lè)音基音識(shí)別的理論與方法,并利用計(jì)算機(jī)仿真與開(kāi)發(fā)平臺(tái),設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)鋼琴樂(lè)音基音識(shí)別與校音的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),可以作為校音人員的輔助工具,幫助其精確判斷鋼琴音符音準(zhǔn)并快速完成校音工作。 本文從對(duì)鋼琴單音符樂(lè)音與濁語(yǔ)音的發(fā)聲模型和聲學(xué)本質(zhì)的共性認(rèn)知開(kāi)始,深入研究語(yǔ)音信號(hào)處理與特征識(shí)別的時(shí)、頻域理論和方法,論證其在鋼琴單音符樂(lè)音基音特征識(shí)別與檢測(cè)中的可用性,結(jié)合鋼琴樂(lè)音的聲學(xué)特性及鋼琴校音的本質(zhì)問(wèn)題,對(duì)相關(guān)的時(shí)域和頻域分析基本理論、常用方法進(jìn)行了借鑒和改進(jìn),使其能夠更有效地應(yīng)用于鋼琴音符基音特征的識(shí)別與提取中去。在信號(hào)采樣時(shí),采用了基于DSP和音頻編碼解碼器的方式,保證了采樣精度和速度；在鋼琴低頻音符的識(shí)別中采用基于頻率特征及動(dòng)態(tài)窗長(zhǎng)的基音特征識(shí)別時(shí)域方法,高頻音符識(shí)別中采用時(shí)域自相關(guān)法及頻域諧波峰值法相結(jié)合的基音特征識(shí)別時(shí)頻域復(fù)合方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè),結(jié)果表明該方法對(duì)鋼琴音符基音特征檢測(cè)的效果較好,并且能夠滿足基音特征識(shí)別的精度要求。 本文通過(guò)Matlab仿真開(kāi)發(fā)平臺(tái)調(diào)試完成的校音軟件系統(tǒng),能夠完成鋼琴音符基音特征識(shí)別分析和實(shí)際校音工作,對(duì)其它弦鳴類型樂(lè)器的基音特征識(shí)別與基音校正具有現(xiàn)實(shí)的推廣意義,對(duì)于專用信號(hào)處理芯片(如DSP等)也具有理論移植推廣價(jià)值。本文所給出的樂(lè)音信號(hào)基音特征識(shí)別處理的相關(guān)理論和方法可用于相似樂(lè)器的樂(lè)音信號(hào)分析與處理或相關(guān)的課題中。
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TN912.3;TP368.1
【圖文】：

2.3.1琴弦的振動(dòng)模型我們對(duì)鋼琴主要發(fā)聲部件琴弦進(jìn)行研究，簡(jiǎn)單的來(lái)看，大致可以認(rèn)為琴弦的振動(dòng)模型可如圖2.1所示，是由左右兩邊的剛性支架固定起來(lái)，通過(guò)受到軸向拉力t的作用而產(chǎn)生張直和振動(dòng)〔8〕。2扮《夕球31琴弦的固定點(diǎn)2鋼琴弦線3弦線的支架圖2.1鋼琴琴弦的振動(dòng)模型根據(jù)上圖所示的鋼琴琴弦振動(dòng)模型，我們能夠得出如下波動(dòng)方程:_護(hù)y‘護(hù)夕。，一八即吞-二-=‘一‘-代丁一2又硯以J，—日t乙擊“‘口t(2一1)公式中:y表示琴弦受力點(diǎn)的位移距離，t表示琴弦受到的張力，‘表示琴弦的線密度;口表示琴弦的振動(dòng)基頻，R(動(dòng)表示琴弦的上單位長(zhǎng)度具有的有效摩擦阻。對(duì)方程2一1進(jìn)行求解

圖2.2某鋼琴單音符A4音時(shí)、頻域波形我們對(duì)上圖進(jìn)行分析，可以總結(jié)出:基音和泛音共同構(gòu)成鋼琴的聲音，因此，認(rèn)為如果我們?cè)趯?duì)鋼琴的單音符信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，能將其基音信號(hào)提取出可確定其對(duì)應(yīng)的頻率，然后對(duì)比由十二平均律推導(dǎo)出的鋼琴各音符的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即可找到其對(duì)應(yīng)的音符，從而可以實(shí)現(xiàn)鋼琴音符的校音。2.4鋼琴的音樂(lè)特性通過(guò)了解音樂(lè)相關(guān)理論，我們知道樂(lè)器音符的音高(也可稱為音符的基音頻其精確的定義，通常把約定音符音高的方案叫做律制。音樂(lè)的律制通常依照一則順序來(lái)制定:①指定某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)音符的音高;②制定某種約定的數(shù)學(xué)計(jì)算方法據(jù)①和②，我們將在一個(gè)倍頻程內(nèi)，由指定音符的音高開(kāi)始用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行推次得到其余的音高。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張濤;基于FPGA的小波提升算法語(yǔ)音去噪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];廣西師范大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2729123