【摘要】：如今,隨著社會的快速發(fā)展與進步,人類物質生活水平及精神生活水平的不斷提高,人們對于音樂的向往和追求也越來越強烈,鋼琴作為弦樂器的典型代表,以其寬廣的音域,動聽的旋律,強烈的聽覺復合感受,快速普及到千家萬戶。因為鋼琴琴弦的物理特性使得需要對其進行定期校正,所以鋼琴校音工作的需求也越來越大。 由于計算機等工具學科中與樂器校音相關的理論與技術發(fā)展起步較晚,且未能得到及時深入地應用,時至今日,鋼琴校音工作一般都是靠專業(yè)校音師通過聽覺判斷鋼琴音符的音準,人工操作調整琴弦來完成。現有的少數校音器,主要是通過發(fā)出參考音或以單片機模擬濾波測頻方式工作,方法上存在缺限,無法從本質上辨別音高的誤差。如此便出現兩個問題需要解決,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,難免會出現主客觀上對音準判斷的偏差；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,本文致力于通過分析語音及樂音基音特征識別理論的本質,探索語音數字信號分析理論在樂音信號分析與處理過程中的適用性,尋求鋼琴弦鳴樂器樂音基音識別的理論與方法,并利用計算機仿真與開發(fā)平臺,設計出能夠實現鋼琴樂音基音識別與校音的計算機軟件系統,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并快速完成校音工作。 本文從對鋼琴單音符樂音與濁語音的發(fā)聲模型和聲學本質的共性認知開始,深入研究語音信號處理與特征識別的時、頻域理論和方法,論證其在鋼琴單音符樂音基音特征識別與檢測中的可用性,結合鋼琴樂音的聲學特性及鋼琴校音的本質問題,對相關的時域和頻域分析基本理論、常用方法進行了借鑒和改進,使其能夠更有效地應用于鋼琴音符基音特征的識別與提取中去。在信號采樣時,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別中采用基于頻率特征及動態(tài)窗長的基音特征識別時域方法,高頻音符識別中采用時域自相關法及頻域諧波峰值法相結合的基音特征識別時頻域復合方法。通過實驗檢測,結果表明該方法對鋼琴音符基音特征檢測的效果較好,并且能夠滿足基音特征識別的精度要求。 本文通過Matlab仿真開發(fā)平臺調試完成的校音軟件系統,能夠完成鋼琴音符基音特征識別分析和實際校音工作,對其它弦鳴類型樂器的基音特征識別與基音校正具有現實的推廣意義,對于專用信號處理芯片(如DSP等)也具有理論移植推廣價值。本文所給出的樂音信號基音特征識別處理的相關理論和方法可用于相似樂器的樂音信號分析與處理或相關的課題中。
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TN912.3;TP368.1
【圖文】：

2.3.1琴弦的振動模型我們對鋼琴主要發(fā)聲部件琴弦進行研究，簡單的來看，大致可以認為琴弦的振動模型可如圖2.1所示，是由左右兩邊的剛性支架固定起來，通過受到軸向拉力t的作用而產生張直和振動〔8〕。2扮《夕球31琴弦的固定點2鋼琴弦線3弦線的支架圖2.1鋼琴琴弦的振動模型根據上圖所示的鋼琴琴弦振動模型，我們能夠得出如下波動方程:_護y‘護夕。，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;口表示琴弦的振動基頻，R(動表示琴弦的上單位長度具有的有效摩擦阻。對方程2一1進行求解

圖2.2某鋼琴單音符A4音時、頻域波形我們對上圖進行分析，可以總結出:基音和泛音共同構成鋼琴的聲音，因此，認為如果我們在對鋼琴的單音符信號進行檢測的時候，能將其基音信號提取出可確定其對應的頻率，然后對比由十二平均律推導出的鋼琴各音符的國際標準，即可找到其對應的音符，從而可以實現鋼琴音符的校音。2.4鋼琴的音樂特性通過了解音樂相關理論，我們知道樂器音符的音高(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。音樂的律制通常依照一則順序來制定:①指定某個標準音符的音高;②制定某種約定的數學計算方法據①和②，我們將在一個倍頻程內，由指定音符的音高開始用數學方法進行推次得到其余的音高。

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 張濤;基于FPGA的小波提升算法語音去噪系統的設計與實現[D];廣西師范大學;2012年

本文編號：2729123