[發明專利]音樂主旋律提取系統

有效

• 申請號: 201810390420.3
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108595648B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 張維維;陳喆;殷福亮
• 申請（專利權）人: 大連民族大學
• 主分類號: G06F16/683
• 分類號: G06F16/683;G06F16/635
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 劉斌

1.一種音樂主旋律提取系統，其特征在于，存儲有多條指令，所述指令適于處理器加載并執行：

計算音樂信號的常Q變換；

計算基于粒子濾波的主旋律音高序列的粗略估計；

計算主旋律音高序列平滑估計序列：對前后100毫秒時間內的主旋律音高序列粗略估計結果取平均，作為當前幀的主旋律音高序列平滑估計值，各個幀的平滑估計值構成主旋律音高序列平滑估計序列；

計算最終主旋律音高序列估計：

(1)將每幀主旋律音高序列平滑估計值的上下八度范圍作為該幀的主旋律音高的搜索范圍；

(2)計算每幀主旋律音高搜索范圍內每個頻率點的顯著度值S′_t(f)：

其中N_h＝10是最大諧波次數，|X_t(hf)|為頻率f的第h次諧波幅度；

(3)對每幀的S′_t(f)進行歸一化，得到S_t(f):

(4)利用動態規劃算法得到最終的主旋律音高序列值，動態規劃的初始條件為：

D(1,f_t,j)＝S₁(f_j) (11)

其中D(t,f_t,j)是第t幀取f_t,j作為旋律音高的累積代價函數，S₁(f_j)由公式(10)得到，是第1幀的顯著度函數在第j個頻點的取值；則求解主旋律音高序列最優解的遞歸公式為：

D(t,f_t,j)＝S_t(f_j)+max{D(t-1,f_t-1,k)-λd(f_t-1,k,f_t,j)},t＝1,...,N_frm (12)

其中f_t,j為第t幀主旋律音高的可能值，f_t-1,k為第t-1幀主旋律音高估計值，d(f_t-1,k,f_t,j)為f_t-1,k和f_t,j的半音差，λ＝0.05為懲罰因子；其中，f_t,j、f_t-1,k中的j、_k使用不同的符號表示，是由于在迭代到第t幀時，第t-1幀主旋律音高估計值f_t-1,k已經得到并為確定值，而第t幀主旋律音高的可能值f_t,j還沒確定，因而以示區別；

不斷迭代公式(12)得到最終主旋律音高序列估計。

2.如權利要求1所述的音樂主旋律提取系統，其特征在于，計算音樂信號的常Q變換基于如下方式實現：對非平穩的音樂信號進行分幀，然后利用常Q變換計算按照對數分布的各頻率點的幅度值，每八度范圍具有36個按對數分布的頻率點。