基于音型數(shù)據(jù)庫的鋼琴自動伴奏系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、算法作曲是人工智能領(lǐng)域中一個研究方向，而為旋律配伴奏是其中一個十分具有挑戰(zhàn)性和現(xiàn)實意義的研究分支。本文把旋律配和聲看作是類似機器學習的一項任務(wù)，通過對于一系列樣本的訓練，構(gòu)建了一個鋼琴伴奏音型元結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。隨后，建立兩個HMM模型來嘗試著模擬作曲家為旋律配伴奏的思維過程，最終利用Viterbi算法為新的旋律樂段配鋼琴伴奏。 文中，提出了“鋼琴伴奏元結(jié)構(gòu)”的概念，鋼琴伴奏元結(jié)構(gòu)由鋼琴原始伴奏音型轉(zhuǎn)換而來，元結(jié)構(gòu)中每個音符的音高信息

2、是一個變量，它隨著應用環(huán)境的變化而不同，并且元結(jié)構(gòu)中包含了能夠表征一個和聲狀態(tài)的單拍子獨立音群結(jié)構(gòu)或單小節(jié)音群結(jié)構(gòu)，以及涵蓋1～3小節(jié)音樂片段中的模仿，模進創(chuàng)作技巧。所有這些，使得利用音型元結(jié)構(gòu)來為旋律配伴奏，更加具有靈活性，多變性，更具有生命力。 此外，本文建立了節(jié)奏對比HMM以及和聲HMM來模擬作曲家為旋律配置符合當前上下文音樂環(huán)境的節(jié)奏及和聲的思維活動。節(jié)奏對比HMM是以確定的旋律片段中的音符時值序列為觀察值，以對應的伴奏

3、音型的節(jié)奏序列為隱含狀態(tài)。而在和聲HMM中，我們以一個小節(jié)或者一個拍子的旋律片段中的骨干音序列為觀察值，以特征和弦為隱含狀態(tài)。 本文旨在設(shè)計一個鋼琴自動伴奏系統(tǒng)，它以一系列的帶有鋼琴伴奏的樣本譜例為輸入，通過訓練階段，系統(tǒng)收集鋼琴原始伴奏音型并轉(zhuǎn)換為音型元結(jié)構(gòu)存入數(shù)據(jù)庫中，同時調(diào)整2個HMM的參數(shù)，形成某種與輸入樣本相關(guān)的伴奏風格。在配曲階段，系統(tǒng)根據(jù)旋律樂曲的基本信息，以及目前參數(shù)的伴奏風格，利用Viterbi算法，在數(shù)據(jù)庫中