MIDI哼唱检索算法研究+文献综述(3)
1.2国内外研究现状与水平
1.3发展趋势
2音乐的基础理论及音乐检索原理
2.1音乐基础既表现特征
在音乐理论中，我们使用的、有固定音高的音的总和，叫做乐音体系。乐音体系中的各音叫做音级，两个音级在音高上的相互关系叫做音程。乐音体系中的音，按照上升或下降次序排列起来，叫做音列。音列的总范围叫做音域，即从它的最低音到最高音(¨5)间的距离。下边简单将乐理知识介绍如下：
1)声音是由物体的振动产生的。
2)音符(Note)是音乐的基本要素，是记录乐音及其时值长短的符号。
3)音高(Pitch)是由物体振动的频率决定的。频率越高音越高。
音量(Volume)也称为音强或能量，音强就是在听时人们所感到的响度，也就
是人们通常说的强弱或大、小，轻、重，它代表音符的强弱，比如在弹奏钢琴时音强说明了一个琴键按下的力度。是由振动的幅度大小决定的，幅度越大音越强。
4)音程(IIlterval)是两个音级在音高上的相互关系叫做音程。先后弹奏的两个音形成旋律音程，同时弹奏的两个音形成和声音程。
5)八度(Octave)两个相邻的具有同样名称的音叫做八度。
6)音名(PitchName)音符的名称。通常有三种表示方法。第一种是音乐用音名表示法。人们通常以低音谱表第二间的C音定义为中央C，在这种表示法中把这个键的音名叫做小字一组c1。顺序向音高升高的方向为小字一组的其它音。c1的高八度音是c2，从此开始的音叫做小字二组。依此类推是小字三组、小字四组……一直到c5。从c1开始向音高降低处依次为小字组、大字组、大字一组、大字二组。第二种表示法为声学用音名表示法。是在英文大写字母右面写一个阿拉伯数字来表示音名。第三中表示法是键号表示法，就是从钢琴最低音键开始以数字顺序编号，以最低音键为1号键，连同白键、黑键，向音高升高的方向顺序排列。对于标准钢琴来说共有88个键，所以有88个音。用钢琴的琴键来表示音高，是因为一般情况下，其它乐器的基频音高都不会超过这个范围。
7)十二音平均律(Twelve．note Technology)把八度分成十二个均等的部分一半音(Semitone)。两音间的距离等于两个半音的叫做全音。
8)音长说明了音符的长短，这是以全音符为基础划分的，其它各音符按它与全音符的比值命名，如二分音符、四分音符就相当于全音符的二分之一、四分之一。通常音乐都是以四分音符为一拍，八分音符为半拍来演奏音乐的。科学实验表明：音程每高八度，振动频率增高为原来振动频率的两倍，规定a1=440Hz，则a2=880Hz，a--220Hz。这样音程就可以和频率联系起来了。由十二音平均律的定义可知，两个相邻键的(一个半度音阶)基音频率之比为2Ⅳ12，由a1=440Hz可以计算出钢琴键盘上所有音的音名对应的频率。在本文中，利用Semitone=69+12'l092(Frequency／440)这个公式，把音高的频率都转换为半音的规格来表示。规定当音高的基频是440Hz时，对应的半音值是69Semitone。
2．2音乐特征的表示
旋律是音乐的灵魂，是音乐的基础。音乐的主要特征就是旋律。旋律的一个简单的定义是单音调的连续的音阶序列。一般意义上，旋律是音调和节奏的组合。对音乐的记忆特性进行了研究，Dowling指出旋律的轮廓比精确的旋律更易于记忆。旋律的轮廓是指音调的起伏的整体形状，即相邻音符的起伏。假定音乐的轮廓和音阶是分开存储在我们的大脑中的，而旋律的轮廓是主要的、印象深刻的部分。相同的旋律轮廓可以映射到不同的音阶上。给出了识别轮廓或音程的改变和旋律的长度有密切关系的观点。Dowling也提出了类似的观点。在以前的研究中，普遍用到的是两种音乐内容的表示方法：基于音乐节奏的表示方法和基于音乐旋律轮廓(音调高低)的表示方法。本文采用另一种旋律表示方法：基于音高差和音长比的表示方法。三种方法简单介绍如下：
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