單聲道的歌聲分離方法研究.pdf

1、單聲道歌聲分離是基于內(nèi)容的音樂分析領(lǐng)域中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文從伴奏和歌聲兩個(gè)角度出發(fā)，總結(jié)了當(dāng)前主流的歌聲分離算法并提出改進(jìn)。本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1、本文從伴奏和歌聲兩個(gè)角度，全面總結(jié)了當(dāng)前主流的單聲道歌聲分離方法，并將其劃分為基于伴奏重復(fù)模式、基于歌聲基頻估計(jì)兩類。在綜述上述兩類方法時(shí)，本文還分析指出各類方法中的主要思想和存在的約束限制。通過綜述發(fā)現(xiàn)，伴奏重復(fù)模式和歌聲諧波結(jié)構(gòu)是當(dāng)前歌聲分離方法中最重要的兩個(gè)線索

2、，本文后續(xù)將從這兩個(gè)方面選出參考方法加以研究改進(jìn)。
　　2、本文在詳細(xì)分析基于伴奏重復(fù)模式的歌聲分離方法后，選擇約束條件少、計(jì)算量小的最近鄰中值濾波(Nearest Neighbors Median Filtering, NNMF)歌聲分離作為參考方法加以深入研究。本文分析了NNMF方法存在的不足，即不適合處理歌聲能量強(qiáng)的樂曲，并提出多子帶劃分結(jié)合NNMF的歌聲分離方法。當(dāng)混合音樂信號(hào)歌聲能量較強(qiáng)時(shí)，通過多子帶的劃分能使一些子帶中

3、伴奏能量較強(qiáng)從而提升歌聲分離性能。本文在當(dāng)前主流的測(cè)試樣本集MIR-1K上全面客觀評(píng)測(cè)了參考方法和改進(jìn)方法。結(jié)果顯示，改進(jìn)方法分離歌聲和伴奏的整體評(píng)價(jià)指標(biāo)都比參考方法好，三種信噪比的測(cè)試樣本集下，分離歌聲整體評(píng)價(jià)指標(biāo)至少提高2.5dB，分離伴奏整體評(píng)價(jià)指標(biāo)至少提高0.8dB。
　　3、本文在詳細(xì)分析基于歌聲基頻估計(jì)的歌聲分離方法后，選擇理論框架完善、無(wú)諧波重疊問題的瞬時(shí)混合模型(Instantaneous Mixture Mode

4、l，IMM)歌聲分離方法作為參考方法加以深入研究。本文分析了IMM方法存在歌聲基頻估計(jì)過于簡(jiǎn)單粗略的問題，并引入歌聲檢測(cè)和基于旋律先驗(yàn)統(tǒng)計(jì)的Melodia歌聲基頻估計(jì)算法加以改進(jìn)。本文在測(cè)試樣本集MIR-1K上全面客觀評(píng)測(cè)了參考方法和改進(jìn)方法，結(jié)果顯示，引入更加合理的歌聲基頻估計(jì)算法Melodia之后，分離性能得到較大提升，分離歌聲整體評(píng)價(jià)指標(biāo)至少提高1.67dB，分離伴奏整體評(píng)價(jià)指標(biāo)至少提高近1dB。引入歌聲檢測(cè)之后，分離歌聲中包含的