音樂信號的數(shù)字化及分析處理技術(shù)是數(shù)字音樂技術(shù)的核心,論文研究基于DSP的音樂信號特征識別與再現(xiàn)技術(shù),旨在設(shè)計一個系統(tǒng)可以幫助音樂學(xué)習(xí)者進(jìn)行音樂學(xué)習(xí)和音樂創(chuàng)作。論文針對音樂學(xué)習(xí)及創(chuàng)作的實際需求對音樂信號及其分析處理的建模與仿真、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計等展開研究,為自動編曲、自動記譜等研究打下了基礎(chǔ)。論文首先研究音樂信號及其分析處理算法的建模與仿真,以鋼琴為研究素材結(jié)合樂音的四大要素,分析并提取鋼琴音符的特征參數(shù),建立單音符信號及樂譜信號的數(shù)學(xué)模型。研究單音符識別算法,提取信號的梅爾頻率倒譜系數(shù),改進(jìn)DTW算法實現(xiàn)單音符識別。在單音符算法實現(xiàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合基于能熵比的音符時值分割方法,將樂譜分割成單音符序列實現(xiàn)樂譜識別。論文接著研究音樂合成算法并進(jìn)行仿真,運用前述音樂信號產(chǎn)生算法結(jié)合樂譜進(jìn)行仿真產(chǎn)生音樂序列信號,然后將其轉(zhuǎn)換為可供播放的數(shù)據(jù)格式,實現(xiàn)單音符及連續(xù)音符的音樂信號再現(xiàn)。在完成音樂信號建模與算法研究的基礎(chǔ)上,給出了基于BF609的DSP器件系統(tǒng)軟硬件設(shè)計。論文首先設(shè)計系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu),按照系統(tǒng)的功能需求分模塊進(jìn)行電路設(shè)計,并針對系統(tǒng)硬件的主要模塊即音頻采集模塊、音頻播放模塊、存儲模塊、... 

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 音樂識別技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 音樂合成技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 DSP技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 音樂特征分析及鋼琴音符建模
    2.1 音樂特征分析
    2.2 鋼琴發(fā)聲原理
    2.3 信號預(yù)處理
        2.3.1 預(yù)加重
        2.3.2 加窗分幀
        2.3.3 端點檢測
    2.4 短時傅里葉變換
    2.5 音符數(shù)學(xué)模型研究
        2.5.1 音符時域包絡(luò)建模
        2.5.2 音符譜分析
        2.5.3 音符數(shù)學(xué)模型建立
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于Matlab的鋼琴音符識別與合成算法設(shè)計與仿真
    3.1 特征參數(shù)提取
        3.1.1 線性預(yù)測倒譜系數(shù)LPCC
        3.1.2 梅爾頻率倒譜系數(shù)MFCC
    3.2 基于動態(tài)時間歸整的單音符識別算法
        3.2.1 動態(tài)時間規(guī)整算法原理
        3.2.2 DTW算法改進(jìn)
    3.3 音符時值分割及多音符識別
        3.3.1 基于能熵比的音符分割算法
        3.3.2 基于高頻內(nèi)容的音符分割算法
        3.3.3 多音符識別算法仿真
    3.4 音樂信號再現(xiàn)技術(shù)的建模與仿真
        3.4.1 基于正弦波的鋼琴樂音合成
        3.4.2 包絡(luò)函數(shù)應(yīng)用
    3.5 GUI操作界面設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于DSP的鋼琴音符識別與再現(xiàn)系統(tǒng)硬件設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案
    4.2 DSP選型及主控制器介紹
    4.3 基礎(chǔ)電路設(shè)計
        4.3.1 時鐘電路
        4.3.2 電源電路
        4.3.3 復(fù)位電路
    4.4 音頻采集與播放模塊
        4.4.1 SSM3603 工作原理
        4.4.2 SSM2603 音頻輸入
        4.4.3 SSM2603 音頻輸出
        4.4.4 采樣頻率設(shè)置
        4.4.5 通信協(xié)議
    4.5 存儲模塊
        4.5.1 Flash存儲器
        4.5.2 DDR2 SDRAM存儲
    4.6 人機(jī)交互模塊
        4.6.1 鍵盤控制模塊
        4.6.2 顯示模塊
    4.7 本章小結(jié)
第五章 基于DSP的鋼琴音符識別與再現(xiàn)系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 軟件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.2 DSP系統(tǒng)初始化設(shè)計
        5.2.1 電源和時鐘初始化
        5.2.2 TWI和 SSM2603 初始化
        5.2.3 DDR2 SDRAM初始化
        5.2.4 LCD初始化
        5.2.5 矩陣鍵盤初始化
    5.3 音頻數(shù)據(jù)采集
    5.4 預(yù)處理
    5.5 特征提取
    5.6 模式識別
    5.7 鋼琴音樂再現(xiàn)
        5.7.1 音頻格式簡介
        5.7.2 數(shù)字音樂合成
    5.8 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)測試
    6.1 模塊測試
        6.1.1 音頻線輸出測試
        6.1.2 音頻信號采集測試
        6.1.3 音符識別算法測試
    6.2 系統(tǒng)測試
    6.3 識別率測試
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號：3679208