本申请属于识别领域,尤其涉及一种民间音乐风格识别方法、系统及存储介质。
背景技术:
1、民间音乐的风格体现在旋律轮廓、节奏模式以及丰富的演奏技法上。基频估计算法,如yin及概率化改进版本pyin,在通用音乐处理中表现良好。然而,pyin算法在处理民间音乐时,民间音乐中频繁出现的演奏技法会引发信号的瞬态变化,容易导致基频估计出现八度跳频错误;pyin在解码最优基频路径时,忽略了乐曲的全局调性结构。在基于基频进行特征提取以用于风格识别的现有技术中,在基频候选点的生成与筛选阶段,基于阈值或能量准则,未能区分信号中的谐波稳定部分与非谐波或瞬态噪声部分,导致初始候选集的质量参差不齐,增加了解码的难度和错误率。在特征提取环节,倾向于对整个基频序列进行统一的统计分析,无法区分并利用旋律稳定片段和富含演奏技法片段所承载的不同风格信息。稳定的旋律片段能反映调式调性,而技法片段则体现了演奏者的表现力和地域特色。将两者混合提取特征,会相互稀释对方的辨识度,从而削弱了特征向量对音乐风格的表示能力。因此,如何对民间音乐的特点改进基频提取过程,并规划特征提取策略,是当前领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明提出一种民间音乐风格识别方法,用于解决现有技术未能区分信号中的谐波稳定部分与非谐波或瞬态噪声部分,无法区分并利用旋律稳定片段和富含演奏技法片段所承载的不同风格信息的问题,包括:
2、获取民间音乐音频信号,基于所述信号的短时能量包络变化率计算各分析窗的瞬态强度因子;利用所述瞬态强度因子对周期差分函数进行加权,得到修正差分函数;
3、对所述修正差分函数进行累积均值归一化处理,并计算各分析窗的谐波结构稳定性;根据所述谐波结构稳定性为各分析窗筛选出基频候选点集合,其中,所述谐波结构稳定性与基频候选点集合的规模呈负相关;
4、基于所有分析窗的基频候选点集合计算全局调性概率分布;构建状态转移矩阵,所述矩阵状态转移代价由相邻基频间的频率差值以及当前基频与所述全局调性概率分布的协和度共同确定;利用所述状态转移矩阵解码出最优基频序列;
5、根据所述最优基频序列中各基频对应的瞬态强度因子,将所述序列划分为演奏技法片段和旋律稳定片段;分别从所述两类片段中提取特征子集并联接,形成特征向量;将所述特征向量输入预设的分类模型,输出风格识别结果。
6、此外,本发明还涉及了一种民间音乐风格识别系统,包括如下模块:
7、加权模块,用于获取民间音乐音频信号,基于所述信号的短时能量包络变化率计算各分析窗的瞬态强度因子;利用所述瞬态强度因子对周期差分函数进行加权,得到修正差分函数;
8、筛选模块,用于对所述修正差分函数进行累积均值归一化处理,并计算各分析窗的谐波结构稳定性;根据所述谐波结构稳定性为各分析窗筛选出基频候选点集合,其中,所述谐波结构稳定性与基频候选点集合的规模呈负相关;
9、解码模块,用于基于所有分析窗的基频候选点集合计算全局调性概率分布;构建状态转移矩阵,所述矩阵状态转移代价由相邻基频间的频率差值以及当前基频与所述全局调性概率分布的协和度共同确定;利用所述状态转移矩阵解码出最优基频序列;
10、输出模块,用于根据所述最优基频序列中各基频对应的瞬态强度因子,将所述序列划分为演奏技法片段和旋律稳定片段;分别从所述两类片段中提取特征子集并联接,形成特征向量;将所述特征向量输入预设的分类模型,输出风格识别结果。
11、本发明通过计算瞬态强度因子对周期差分函数进行加权,能够抑制民间音乐中演奏技法引发的瞬态变化对基频提取过程的干扰。在解码最优基频路径时,将全局调性信息利用到状态转移代价的计算中,使得到的基频序列在物理上平滑,符合音乐理论的内在规律。根据瞬态强度将基频序列划分为旋律稳定片段和演奏技法片段,并从中分别提取特征,所述差异化的处理方式能够将反映调式结构的稳定旋律信息与体现表现力的技法信息进行分离和保留,从而构成具区分度的特征向量,提升了民间音乐风格识别的准确率。
1.一种民间音乐风格识别方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述信号的短时能量包络变化率计算各分析窗的瞬态强度因子,包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述瞬态强度因子对周期差分函数进行加权,得到修正差分函数,包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算各分析窗的谐波结构稳定性,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述谐波结构稳定性为各分析窗筛选出基频候选点集合,包括:
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构建状态转移矩阵,所述矩阵状态转移代价由相邻基频间的频率差值以及当前基频与所述全局调性概率分布的协和度共同确定,包括:
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述最优基频序列中各基频对应的瞬态强度因子,将所述序列划分为演奏技法片段和旋律稳定片段,包括:
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分别从所述两类片段中提取特征子集并联接,形成特征向量,包括:
9.一种民间音乐风格识别系统,其特征在于,包括如下模块:
10.一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的方法。