基于音型數(shù)據(jù)庫的鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)的中期報(bào)告一、研究背景鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)（PianoAccompanimentSystem）在現(xiàn)代音樂中具有廣泛的應(yīng)用。對(duì)于沒有伴奏的演唱者或者演奏者，這種系統(tǒng)可以自動(dòng)產(chǎn)生符合曲調(diào)和節(jié)奏的伴奏，從而使演出效果更加生動(dòng)和豐富。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了很多鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)。其中，音型（pattern）是一種常見的伴奏生成方法。該方法將旋律切分成若干個(gè)小片段，每個(gè)小片段被稱為一個(gè)音型。然后，通過匹配音型庫中的音型，自動(dòng)生成符合曲調(diào)和節(jié)奏的伴奏。但是，在現(xiàn)有的音型數(shù)據(jù)庫中，僅僅包含簡(jiǎn)單的和弦和簡(jiǎn)單的節(jié)奏模式，無法滿足復(fù)雜的和弦變化和節(jié)奏變化。因此，如何建立一個(gè)更加全面的音型數(shù)據(jù)庫，使鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)具有更加高效和準(zhǔn)確的伴奏生成能力，成為了一個(gè)重要的問題。二、研究目的本研究的目的是構(gòu)建一個(gè)基于音型數(shù)據(jù)庫的鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)，使其具有更加高效和準(zhǔn)確的伴奏生成能力。具體目標(biāo)包括：1.建立一個(gè)包含豐富和弦和節(jié)奏模式的音型數(shù)據(jù)庫。2.開發(fā)一個(gè)基于音型匹配的鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)，能夠自動(dòng)生成符合曲調(diào)和節(jié)奏的伴奏。3.對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，驗(yàn)證其伴奏生成的有效性和準(zhǔn)確性。三、研究?jī)?nèi)容1.音型數(shù)據(jù)庫的建立為了建立一個(gè)包含豐富和弦和節(jié)奏模式的音型數(shù)據(jù)庫，本研究將從以下兩個(gè)方面進(jìn)行探索：（1）音型提取將現(xiàn)有的音樂曲目進(jìn)行分析，提取其中的和弦和節(jié)奏模式，建立音型庫。這一步驟需要經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員進(jìn)行手工標(biāo)注。（2）數(shù)據(jù)增強(qiáng)為了增加數(shù)據(jù)庫的樣本數(shù)量和豐富度，采用數(shù)據(jù)增強(qiáng)的方法，生成新的和弦和節(jié)奏模式。數(shù)據(jù)增強(qiáng)的方法包括：-隨機(jī)生成和弦和節(jié)奏。-將現(xiàn)有的和弦和節(jié)奏進(jìn)行逆序、變調(diào)等操作。-從不同的音樂風(fēng)格和曲風(fēng)中提取和弦和節(jié)奏模式。2.鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)根據(jù)音型庫中的模式，設(shè)計(jì)鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)的算法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伴奏的生成。具體包括：（1）將輸入的旋律進(jìn)行分析，提取其中的和弦和節(jié)奏特征。（2）根據(jù)音型庫中的模式，進(jìn)行音型匹配。（3）將匹配結(jié)果進(jìn)行組合，生成符合曲調(diào)和節(jié)奏的伴奏。3.系統(tǒng)評(píng)估為了評(píng)估鋼琴自動(dòng)伴奏系統(tǒng)的有效性和準(zhǔn)確性，采用以下兩種方法進(jìn)行評(píng)估：（1）主觀評(píng)估：邀請(qǐng)專業(yè)人士和普通用戶進(jìn)行試聽和評(píng)價(jià)。（2）客觀評(píng)估：使用標(biāo)準(zhǔn)的音樂信息檢索評(píng)價(jià)指標(biāo)（如準(zhǔn)確率、召回率等），對(duì)系統(tǒng)的伴奏生成結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。四、預(yù)期成果本研究的預(yù)期成果包括：1.建立一個(gè)包含豐富和弦和節(jié)奏模式的音型數(shù)據(jù)庫。2.開發(fā)一個(gè)基于音型匹配的鋼