CN109273025B - 一种中国民族五声调式情感识别方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中国民族五声调式情感识别方法及系统，首先通过对MIDI文件进行解码，提取出所有表示音高的数据，去除重复音，并对音高进行排序得到音高序列；通过IACTS算法对这组数据进行识别，并进行结果核验，从而准确地判断其调式；找出宫音后将按照基于宫音的调式音程关系对乐曲中的所有音符进行归类，如果所有音符都能够准确地按照与宫音音程关系进行归类，那么核验通过，最终确定调式。反之，如果出现调式外的特殊音程，核验将不通过；最后根据目前较为公认的划分方法：徴类色彩和羽类色彩，以此来判断中国民族音乐的情感色彩。
Description
技术领域
本发明涉及情感识别领域，更具体地说，涉及一种中国民族五声调式情感识别方法及系统。
背景技术
当前人工智能领域中最重要的一个问题是对于人类情感的计算与处理，情感计算一方面是提高人机交互体验的要求，另一方面也是实现真正意义上人工智能的要求。由此，对于人类情感的计算与应用就显得尤为重要。人类情感的表达需要一定的载体，而音乐是承载人类情感的一种重要艺术形式。音乐所承载的人类情感是极其复杂的，但音乐的构成要素是可以量化的。通过对音乐的各种构成要素进行量化分析，将其与某种特定情感进行映射，从而可以计算分析得出音乐所表达的特定情感。所以探讨音乐情感计算对于其它领域的情感计算具有一定的借鉴意义。
各种中国民族五声调式在不同地域呈现出不同的情感色彩，说明调式与音乐的情感有着极其重要的联系。情感计算是复杂的，主要集中于通过采集人的生理信号进行分析，但是目前尚无统一的计算标准，而在音乐领域的情感计算则是一个新颖的方向。从认知心理学的角度，可以将音乐进行量化，从而提取出其特征要素，进行情感计算。音乐中调式是音乐情感的重要组成元素之一，目前主要依靠人工来识别。
发明内容
本发明要解决的技术问题是目前中国民族五声调式依靠人工识别的缺陷，本发明选取中国民族音乐调式为研究对象，提出通过构建IACTS(Identification Algorithm ofChinese Traditional Scales)算法对中国民族五声调式进行分类，通过算法对多个MIDI形式的音乐数据样本进行调式识别，以此来判断中国民族音乐的情感色彩，对中国民族音乐的情感计算具有一定的推动作用。
根据本发明的其中一方面，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种中国民族五声调式情感识别方法，包含如下步骤：
S1、获取一首音乐的MIDI文件并进行解码，从中提取出所有表示音高的数据；
S2、对所述数据进行处理，去除重复的音高，并对剩余的音高按照音高的音频大小进行排序，得到音高序列；
S3、从音高序列中找出所有可以构成大三度或者通过升高降低若干个八度可以构成大三度的音程，以构成新的音高序列；
S4、去除新的音高序列中出现频率最低的预设个音高；
S5、从步骤S4处理后得到的音高序列中找出宫音；
S6、按照找出的宫音，根据与宫音的音程关系对步骤S4处理后得到的音高序列中所有出现的音进行归类，以确定最终的调式，定调时，以尾音进行定调；
S7、采用徴类色彩或羽类色彩划分方法对步骤S6确定的调式进行情感识别。
进一步地，在本发明的中国民族五声调式情感识别方法中，步骤S2和S3之间还包括步骤：
S23、判断音高序列的音阶是否超越八度，若是，则直接进行步骤S3，否则通过枚举迭代列出超越八度所有的音程，以将去掉所有八度音后的音高序列作为步骤S3中的音高序列并进行步骤S3。
进一步地，在本发明的中国民族五声调式情感识别方法中，步骤S3中所述预设个是指1个。
进一步地，在本发明的中国民族五声调式情感识别方法中，步骤S5中找出宫音的方法为：
判断步骤S4处理后得到的音高序列有几个可以构成大三度的音程，若是只有一个则直接根据该音程得到宫音，若是则从步骤S4处理后得到的音高序列有多个则挑选频率出现最多的音作为宫音，若是没有，则从步骤S4处理后得到的音高序列中找出小三度音程，通过羽宫进行定调。
进一步地，在本发明的中国民族五声调式情感识别方法中，步骤S6中，只在所有音符都符合音程关系时，则进行定调，若出现调式外音程，则判定调式不符合名族调式。
根据本发明的另一方面，本发明为解决其技术问题，还提供了一种中国民族五声调式情感识别系统，包含如下模块：
数据获取模块，用于获取一首音乐的MIDI文件并进行解码，从中提取出所有表示音高的数据；
第一预处理模块，用于对所述数据进行处理，去除重复的音高，并对剩余的音高按照音高的音频大小进行排序，得到音高序列；
第二预处理模块，用于从音高序列中找出所有可以构成大三度或者通过升高降低若干个八度可以构成大三度的音程，以构成新的音高序列；
偏音降低模块用于去除新的音高序列中出现频率最低的预设个音高；
宫音确定模块，用于从偏音降低模块处理后得到的音高序列中找出宫音；
定调模块，用于按照找出的宫音，根据与宫音的音程关系对偏音降低模块处理后得到的音高序列中所有出现的音进行归类，以确定最终的调式，定调时，以尾音进行定调。
进一步地，在本发明的中国民族五声调式情感识别方法中，第一预处理模块和第二预处理模块之间还包括：
八度判断处理模块，用于判断音高序列的音阶是否超越八度，若是，则直接进行第二预处理模块，否则通过枚举迭代列出超越八度所有的音程，以将去掉所有八度音后的音高序列作为第二预处理模块中的音高序列并进行第二预处理模块。
进一步地，在本发明的中国民族五声调式情感识别方法中，第二预处理模块中所述预设个是指1个。
进一步地，在本发明的中国民族五声调式情感识别方法中，宫音确定模块中找出宫音的方法为：
判断偏音降低模块处理后得到的音高序列有几个可以构成大三度的音程，若是只有一个则直接根据该音程得到宫音，若是则从偏音降低模块处理后得到的音高序列有多个则挑选频率出现最多的音作为宫音，若是没有，则从偏音降低模块处理后得到的音高序列中找出小三度音程，通过羽宫进行定调。
进一步地，在本发明的中国民族五声调式情感识别方法中，定调模块中，只在所有音符都符合音程关系时，则进行定调，若出现调式外音程，则判定调式不符合名族调式。
本发明首先通过对MIDI文件进行解码，提取出所有表示音高的数据，去除重复音，并对音高进行排序得到音高序列；通过IACTS算法对这组数据进行识别，并进行结果核验，从而准确地判断其调式；找出宫音后将按照基于宫音的调式音程关系对乐曲中的所有音符进行归类，如果所有音符都能够准确地按照与宫音音程关系进行归类，那么核验通过，最终确定调式。反之，如果出现调式外的特殊音程，核验将不通过；最后根据目前较为公认的划分方法：徴类色彩和羽类色彩，以此来判断中国民族音乐的情感色彩。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的中国民族五声调式情感识别方法一实施例的流程图；
图2是本发明的预处理步骤一实施例的流程图；
图3是本发明的中国民族五声调式情感识别方法与系统的处理结果图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
参考图1，其为本发明的中国民族五声调式情感识别方法一实施例的流程图。本实施的中国民族五声调式情感识别方法包含如下步骤：
S1、获取一首音乐的MIDI文件并进行解码，从中提取出所有表示音高的数据；
S2、对所述数据进行处理，去除重复的音高，并对剩余的音高按照音高的音频大小进行排序，得到音高序列；
S3、从音高序列中找出所有可以构成大三度或者通过升高降低若干个八度可以构成大三度的音程，以构成新的音高序列；
S4、去除新的音高序列中出现频率最低的预设个音高；预设个是指1个，但在其他实施例中也可以是其他数量，如2个、3个；
S5、从步骤S4处理后得到的音高序列中找出宫音；找出宫音的方法为：
判断步骤S4处理后得到的音高序列有几个可以构成大三度的音程，若是只有一个则直接根据该音程得到宫音，若是则从步骤S4处理后得到的音高序列有多个则挑选频率出现最多的音作为宫音，若是没有，则从步骤S4处理后得到的音高序列中找出小三度音程，通过羽宫进行定调；
S6、按照找出的宫音，根据与宫音的音程关系对步骤S4处理后得到的音高序列中所有出现的音进行归类，以确定最终的调式，定调时，以尾音进行定调；步骤S6中，只在所有音符都符合音程关系时，则进行定调，若出现调式外音程，则判定调式不符合名族调式；
S7、采用徴类色彩或羽类色彩划分方法对步骤S6确定的调式进行情感识别。
本发明在另一实施例中，步骤S2与步骤S3之间还包含步骤：
S23、判断音高序列的音阶是否超越八度，若是，则直接进行步骤S3，否则通过枚举迭代列出超越八度所有的音程，以将去掉所有八度音后的音高序列作为步骤S3中的音高序列并进行步骤S3。参考图2，图2是本发明的预处理步骤一实施例的流程图，预处理步骤步骤步骤S1-S4。
参考图3，本发明的中国民族五声调式情感识别方法与系统的处理结果与该图所示。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (6)
1.一种中国民族五声调式情感识别方法，其特征在于，包含如下步骤：
S1、获取一首音乐的MIDI文件并进行解码，从中提取出所有表示音高的数据；
S2、对所述数据进行处理，去除重复的音高，并对剩余的音高按照音高的音频大小进行排序，得到音高序列；
S3、从音高序列中找出所有构成大三度或者通过升高降低若干个八度构成大三度的音程，以构成新的音高序列；
S4、去除新的音高序列中出现频率最低的预设个音高；
S5、从步骤S4处理后得到的音高序列中找出宫音；
步骤S5中找出宫音的方法为：
判断步骤S4处理后得到的音高序列有几个构成大三度的音程，若是只有一个则直接根据该音程得到宫音，若是则从步骤S4处理后得到的音高序列有多个则挑选频率出现最多的音作为宫音，若是没有，则从步骤S4处理后得到的音高序列中找出小三度音程，通过羽宫进行定调；
S6、按照找出的宫音，根据与宫音的音程关系对步骤S4处理后得到的音高序列中所有出现的音进行归类，以确定最终的调式，定调时，以尾音进行定调；
步骤S6中，只在所有音符都符合音程关系时，则进行定调，若出现调式外音程，则判定调式不符合名族调式；
S7、采用徴类色彩或羽类色彩划分方法对步骤S6确定的调式进行情感识别。
2.根据权利要求1所述的中国民族五声调式情感识别方法，其特征在于，步骤S2和S3之间还包括步骤：
S23、判断音高序列的音阶是否超越八度，若是，则直接进行步骤S3，否则通过枚举迭代列出超越八度所有的音程，以将去掉所有八度音后的音高序列作为步骤S3中的音高序列并进行步骤S3。
3.根据权利要求1所述的中国民族五声调式情感识别方法，其特征在于，步骤S3中所述预设个是指1个。
4.一种中国民族五声调式情感识别系统，其特征在于，包含如下模块：
数据获取模块，用于获取一首音乐的MIDI文件并进行解码，从中提取出所有表示音高的数据；
第一预处理模块，用于对所述数据进行处理，去除重复的音高，并对剩余的音高按照音高的音频大小进行排序，得到音高序列；
第二预处理模块，用于从音高序列中找出所有构成大三度或者通过升高降低若干个八度构成大三度的音程，以构成新的音高序列；
偏音降低模块用于去除新的音高序列中出现频率最低的预设个音高；
宫音确定模块，用于从偏音降低模块处理后得到的音高序列中找出宫音；
宫音确定模块中找出宫音的方法为：
判断偏音降低模块处理后得到的音高序列有几个构成大三度的音程，若是只有一个则直接根据该音程得到宫音，若是则从偏音降低模块处理后得到的音高序列有多个则挑选频率出现最多的音作为宫音，若是没有，则从偏音降低模块处理后得到的音高序列中找出小三度音程，通过羽宫进行定调；
定调模块，用于按照找出的宫音，根据与宫音的音程关系对偏音降低模块处理后得到的音高序列中所有出现的音进行归类，以确定最终的调式，定调时，以尾音进行定调；
定调模块中，只在所有音符都符合音程关系时，则进行定调，若出现调式外音程，则判定调式不符合名族调式；
情感识别模块，用于采用徴类色彩或羽类色彩划分方法对定调模块确定的调式进行情感识别。
5.根据权利要求4所述的中国民族五声调式情感识别系统，其特征在于，第一预处理模块和第二预处理模块之间还包括：
八度判断处理模块，用于判断音高序列的音阶是否超越八度，若是，则直接进行第二预处理模块，否则通过枚举迭代列出超越八度所有的音程，以将去掉所有八度音后的音高序列作为第二预处理模块中的音高序列并进行第二预处理模块。
6.根据权利要求4所述的中国民族五声调式情感识别系统，其特征在于，第二预处理模块中所述预设个是指1个。
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