[发明专利]音乐主旋律提取系统

权利要求书

1.一种音乐主旋律提取系统，其特征在于，存储有多条指令，所述指令适于处理器加载并执行：

计算音乐信号的常Q变换；

计算基于粒子滤波的主旋律音高序列的粗略估计；

计算主旋律音高序列平滑估计序列：对前后100毫秒时间内的主旋律音高序列粗略估计结果取平均，作为当前帧的主旋律音高序列平滑估计值，各个帧的平滑估计值构成主旋律音高序列平滑估计序列；

计算最终主旋律音高序列估计：

(1)将每帧主旋律音高序列平滑估计值的上下八度范围作为该帧的主旋律音高的搜索范围；

(2)计算每帧主旋律音高搜索范围内每个频率点的显著度值S′_t(f)：

其中N_h＝10是最大谐波次数，|X_t(hf)|为频率f的第h次谐波幅度；

(3)对每帧的S′_t(f)进行归一化，得到S_t(f):

(4)利用动态规划算法得到最终的主旋律音高序列值，动态规划的初始条件为：

D(1,f_t,j)＝S₁(f_j) (11)

其中D(t,f_t,j)是第t帧取f_t,j作为旋律音高的累积代价函数，S₁(f_j)由公式(10)得到，是第1帧的显著度函数在第j个频点的取值；则求解主旋律音高序列最优解的递归公式为：

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为第t帧主旋律音高的可能值，f_t-1,k为第t-1帧主旋律音高估计值，d(f_t-1,k,f_t,j)为f_t-1,k和f_t,j的半音差，λ＝0.05为惩罚因子；其中，f_t,j、f_t-1,k中的j、_k使用不同的符号表示，是由于在迭代到第t帧时，第t-1帧主旋律音高估计值f_t-1,k已经得到并为确定值，而第t帧主旋律音高的可能值f_t,j还没确定，因而以示区别；

不断迭代公式(12)得到最终主旋律音高序列估计。

2.如权利要求1所述的音乐主旋律提取系统，其特征在于，计算音乐信号的常Q变换基于如下方式实现：对非平稳的音乐信号进行分帧，然后利用常Q变换计算按照对数分布的各频率点的幅度值，每八度范围具有36个按对数分布的频率点。