基于多音轨MIDI主旋律提取的音乐可视化表达
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摘 要：本文以MIDI音乐为研究对象，以表达音乐主旨为前提，提出了一种基于主旋律提取的音乐可视化表达方法。通过对MIDI文件的特征识别，构造音乐主旋律的提取方法，并将提取出来的主旋律作为音乐视觉表现的主要对象，而其他非主旋律的音乐元素淡化辅助表示，从而实现更加准确表达音乐核心之目的，以达到更好的视听效果。
关键词：音乐可视化； MIDI音乐；音乐特征提取；主旋律提取
中图分类号：TP391 文献标识码：A DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.03.019
Music Automatic Classification Approach Based on Fractal Dimension
SUN Bo-wen1, ZHANG Yan-peng2, ZHAO Zhen-guo3, Gao Chao3, MENG Fan-bo4
(puting Center, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080;
2. Computer Science and Technology, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080; 3.Applied Science, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080; 4. Electric, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080)
【Abstract】This article takes MIDI music as research object, on the premise of expressing music theme and then put forward a method which is based on the extraction of melody to express music visualization. Through the characteristics identification of MIDI, create a method of melody extraction. And the melody extracted from music represent as a visual object of music visualization. The other element will be represented lightly. So as to achieve a more accurate expression music core purposes and better audio-visual effects.
【Key words】Music visualization; MIDI music; MIDI’s music feature extraction; melody extraction
0 引 言
音乐可视化（Music Visualization）是对音乐表达的一种非主观的解释和判断，是为理解、分析、比较音乐的表现力和内部结构提供的一种呈现技术[1]。它是跨音乐、数字音频、图形学、图像处理、虚拟现实等领域的又一新的研究方向，在娱乐、教育、艺术和商业中具有广阔的应用前景。作为一种全新的视听技术，近年来，音乐可视化也引起了科研人员的密切关注。
但是现今的音乐可视化方法多将各音乐元素看成整体进行统一展示，未能将主旋律与辅旋律区分开来，以至于无法突出音乐所要表现的主体内容。如：一些音乐中的激烈背景鼓点可能会掩盖同时出现的主旋律所要表达的可视化内容。
鉴于此，本文提出了一种基于主旋律提取的音乐可视化表达方法，将音乐主旋律提取并进行突出可视化显示，同时辅以音乐的辅助旋律进行背景淡化显示。
金毅等人通过研究指出[2]：从自然声音文件中提取旋律特征的处理过程复杂、难度高，精确度差。而结构化声音MIDI，其构造方式是以音乐元素的组织结构为基础的，所以为音乐特征的自动识别提供了极大的方便，因此本文选取MIDI乐曲作为研究的数据源。
4 突出主旋律的音乐可视化表达设计
4.1 突出主旋律的音乐可视化表达设计
为了突出音乐的主旨，本文提出一种突出主旋律的音乐可视化表达设计，将音乐主旋律提取并进行突出可视化显示，同时辅以音乐的辅助旋律进行背景淡化显示。
具体设计步骤如下：（1）对主旋律与辅助旋律通用设计：
①将音色对应表现为以人的感受为基础的颜色；
②将力度对应为特定图形形状的大小；
③将音高对应为亮度的大小。由于MIDI中音高值为0-127，所以亮度值0-255可以分开设计；
（2）对于主旋律的特殊设计
①主旋律的音高对应的亮度值为：128-255；
②显示位置靠近中间并在前面显示；
（3）对于辅助旋律的特殊设计
①辅助旋律的音高对应的亮度值为：0-127；
②辅助旋律在背景或者显示；
如上几步可以使主旋律得到突出亮化显示，达到本文设计目的。
4.2 实例说明
（4）音色设计：鼓音色由绿色点与波纹表示，吉他音色由玫瑰色散射状图形表示，贝斯音色由黄色波浪形圆圈表示，合成音色由橙色菱形表示。
（5）力度设计：力度对应显示图形的大小。
（6）音高设计：将音高对应图形亮度值。主旋律：128-255。辅助旋律：0-127。
（7）主旋律定义在窗口中央显示，辅助旋律定义在窗口下方显示。
5 结论
本文提出了一种新的音乐可视化思路，通过对MIDI文件的音乐特征分析提取出主旋律，并对提取信息进行突出主旋律的可视化表达设计，实现突出主旋律的音乐可视化方法。本方法具有易于实现、应用简单、实现速度快等优点，并且可以更好的表达音乐的主题信息和情感，有助于提高音乐可视化的欣赏品质，具有良好的应用前景。在此基础上，将进一步优化主旋律提取算法，提高提取的准确率，并探索更加丰富的基于主旋律的音乐可视化的表达方式。
参考文献
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