[發明專利]一種基于混合算法的江南小調計算機輔助作曲的方法

有效

• 申請號: 201510604881.2
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105374347B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 王鑫;王永濱;呂志勝;李櫻;吳林
• 申請（專利權）人: 中國傳媒大學
• 主分類號: G10H7/00
• 分類號: G10H7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于混合算法的江南小調計算機輔助作曲的方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)建立江南小調音樂素材庫：建立94首的江南小調音樂素材庫，用于特征參數提取；

(2)建立江南小調作曲知識規則庫：提取聲學特征和旋律特征，建立知識規則庫，用于遺傳算法關鍵技術的制定；

(3)制定遺傳算法的關鍵規則：對江南小調素材庫進行特征參數計算及旋律特征的統計分析，根據提取的特征制定遺傳算法的編碼規則、遺傳算子和適應度函數；

(4)提取遺傳算法的初始種群：根據用戶選擇的調式和速度，從素材庫挑選對應的旋律，并提取旋律的第一小節作為遺傳算法的初始種群；

(5)生成江南小調旋律：通過計算適應度函數，開始進行選擇、交叉和變異的遺傳計算，經過多次迭代直到達到終止的條件，再進行下一小節的遺傳計算，最終生成12小節的江南小調的旋律。

2.根據權利要求1所述的基于混合算法的江南小調計算機輔助作曲的方法，其特征在于，所述步驟(4)中的調式分別是G徵調、A羽調和C宮調，速度分別為中慢速和中快速。

3.根據權利要求1所述的基于混合算法的江南小調計算機輔助作曲的方法，其特征在于，所述步驟(2)中建立江南小調作曲知識規則庫時，分別提取江南小調的聲學特征參數和旋律特征參數，提取聲學特征參數采用時頻計算的方法，提取與音色、音高和調性相關的11個特征參數，計算頻譜時所使用的傅立葉變換長度為8192個采樣點，頻率分辨率為5.38Hz，75％的重疊，得到的頻譜為線性幅度譜，使用TrueEnvelope的方法來計算信號波形包絡，所有聲學特征參數均為幀平均值，幀時窗為0.05s，半重疊；旋律特征參數通過統計分析的方法獲得，旋律特征參數共7個，包括特殊的旋律行進、節奏型和音程，旋律特征參數的統計概率計算公式如下：

4.根據權利要求1所述的基于混合算法的江南小調計算機輔助作曲的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的適應度函數分兩步進行，首先對生成的每個小節進行評判，然后對整個旋律進行適應度函數的評判，小節的適應度函數如下所示：

其中i表示第i個小節，j表示第i個小節中的第j個音符，N表示小節中音符的個數，m表示該小節中音程量≥48的旋律音程個數；Pitch：用于檢測出現的每一個音符；Duration：用于檢測每個音符出現的時值；Interval1：表示小節內旋律音程的評估；Interval2：表示小節間旋律音程的評判；Melody3：三個音構成的特色音程向量的評價函數；Melody4：四個音構成的特色音程向量的評價函數；Rhythm：特色節奏型的評價函數；

整個旋律的適應度函數如下所示：

5.根據權利要求1所述的基于混合算法的江南小調計算機輔助作曲的方法，其特征在于，所述步驟(5)中采用遺傳算法生成江南小調的旋律時，初始種群為10個，以小節為迭代單元，設定適應度函數得分小于4分的小節下一輪迭代舍棄，生成12個小節的江南小調旋律，采用整個旋律的適應度函數進行評判，將得分最高的旋律視為生成的旋律。