吻别钢琴曲合成

1、电子音乐的合成侯冬冬一 电子音乐发展及语音当代语音技术电子音乐是现代音乐的一种形式，是一种与古典主义截然不同的音乐形式。而今越来越多钟情于电子音乐的音乐家们相信通过电流产生的声音打破音乐的结构及人们习惯的听觉经验人与人之间的情感是可以沟通的。电子音乐是一种科技的见证。真正的电子音乐可以追溯到贝尔，他发明的可以将声音转化成电子信号的电话。音乐与电子的结合由于一些科学家对于电的使用简直到了着迷的程度。各种在当时看来不可能运用到实际生活中的电器被陆续发明出来。这些发明者也很快意识到电波的原理实际上和声波类似，都是一种频率上的振动。振动规则与否产生了各种不同的声音。这种通过电流振动而产生的频率出现在人

2、耳朵可以听见的范围内就成了我们能听到的声音。电子音乐技术的不断更新，噪音的地位在音乐应用中也逐渐重要起来。音乐作曲技法也随之达到了极致 。比如二战后最重要的一位音乐试验家约翰.凯奇就摒弃了传统的演奏技巧和作曲技法。一般情况下像瓦雷兹 鲁索罗和希林格这样的音乐家们更多的是记录下他们的想法。而真正实行起来却是另一回事， 这种情况一直到新的录音设备出现才得以改变。例如磁带录音机的诞生,爵士乐与摇滚乐的改变,年代电子音乐大爆发等等自1976年应用调频(FM)音乐合成技术以来，其乐音已经很逼真。1984年又开发出另一种更真实的音乐合成技术-波形表(Wavetable)合成。语音合成技术的研究已有两百多年

3、的历史，但真正具有实用意义的近代语音合成技术是随着计算机技术和数字信号处理技术的发展而发展起来的，主要是让计算机能够产生高清晰度、高自然度的连续语音。在语音合成技术的发展过程中，早期的研究主要是采用参数合成方法，后来随着计算机技术的发展又出现了波形拼接的合成方法。参数合成：调整灵活，但音质差。在语音合成技术的发展中，早期的研究主要是采用参数合成方法。值得提及的是Holmes的并联共振峰合成器（1973）和Klatt的串/并联共振峰合成器（1980），只要精心调整参数，这两个合成器都能合成出非常自然的语音。最具代表性的文语转换系统当数美国DEC公司的DECtalk（1987）。但是经过多年的研究

4、与实践表明，由于准确提取共振峰参数比较困难，虽然利用共振峰合成器可以得到许多逼真的合成语音，但是整体合成语音的音质难以达到文语转换系统的实用要求。波形拼接：音质好，自然度高，但受调整算法限制，只能作有限调整自八十年代末期至今，语言合成技术又有了新的进展，特别是基音同步叠加（PSOLA）方法的提出（1990），使基于时域波形拼接方法合成的语音的音色和自然度大大提高。九十年代初，基于PSOLA技术的法语、德语、英语、日语等语种的文语转换系统都已经研制成功。这些系统的自然度比以前基于LPC方法或共振峰合成器的文语合成系统的自然度要高，并且基于PSOLA方法的合成器结构简单易于实时实现，有很大的商用前

5、景。国内的汉语语音合成研究起步较晚些，但从八十年代初就基本上与国际上研究同步发展。大致也经历了共振峰合成、LPC合成至应用PSOLA技术的过程。在国家863计划，国家自然科学基金委，国家攻关计划，中国科学院有关项目等支持下，汉语文语转换系统研究近年来取得了令人举目的进展，其中不乏成功的例子：如中国科学院声学所的KX-PSOLA（1993）,联想佳音（1995）；清华大学的TH_SPEECH(1993)；中国科技大学的KDTALK（1995）等系统。这些系统基本上都是采用基于PSOLA方法的时域波形拼接技术，其合成汉语普通话的可懂度、清晰度达到了很高的水平。然而同国外其它语种的文语转换系统一样，

6、这些系统合成的句子及篇章语音机器味较浓，其自然度还不能达到用户可广泛接受的程度，从而制约了这项技术的大规模进入市场。参考文献： 于润洋 西方音乐史周日升 电子音乐从国外到国内的发展脉络二 电子音乐原理电子乐器可以模仿各种乐器发出的声音，要模仿的逼真，其关键是要电子乐器所发出的声音，要与模仿乐器发出的声音的音色特征尽可能的一致跟一般的电器的材质、发声原理都不同 电子乐器在现代发展迅速，软件为主的虚拟机器已成为主流，主要的平台为SteinbergCubase为主的VST Plugin 由软件模拟的混音器及各种效果器Reverb混响，Chrous合声，EQ 均衡等效果器，真空管音箱模拟TUBE AM

7、P 延迟 Delay，以及其他各种模拟效果器Pitch,Wah-Wah.用来替代早期的各种录音效果器. 音序器Sequencer，早期用来记载音符时值及力度，速度及其他控制数位讯号的机器，现代亦由软件模拟取代. 多轨录音器Multitrack Recording Machine，也由软件所取代.成为在电脑上使用硬盘纪录录音音轨资料. 早期的混音器（Mixer)现代亦由软件所取代. 软件模拟机器，在电脑屏幕上由视窗化的GUI接口，使用者可以再操作时看到与实体机器一样的外观和类似的操作方法. 并无不同. 合成器（Synthizer)，鼓组音源（Drum)的其他插件，用来取代早期硬件机器的音源器，合

8、成器.MIDI接口的各种乐器将可简单的接上电脑直接弹奏或打击并且简易的录制下来编修存盘.麦克风前级及压缩限制器现代亦由软件模拟所取代。三 简单音乐的实现方法本文试图以matlab合成一段钢琴曲。MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计

9、算软件的先进水平。1. 音乐基本特征一个乐音，包括必备的三要素：音高、音色和响度。若把一个乐音放在运动的旋律中，它还应具备时值-持续时间。这些要素的理想配合是产生优美动听的旋律的必要条件。 音高：音高指声波的基频。基频越低，给人的感觉越低沉。对于平均律(一种普遍使用的音律)来说，各音的对应频率如图表所示。音阶CDEFGAB简谱1234567频率（Hz）261293330349392440494知道了音高与频率的关系，我们就能够设法产生规定音高的单音了。音色：具有固定音高和相同谐波的乐音，有时给人的感觉仍有很大差异。比如人们能够分辨具有相同音高的钢琴和小提琴声音，这正是因为他们的音色不同。音色是

10、由声音的频谱决定的：各阶谐波的比例不同，随时间衰减的程度不同，音色就不同。“小号”的声音之所以具有极强的穿透力和明亮感，只因“小号”声音中高次谐波非常丰富。各种乐器的音色是由其自身结构特点决定的。用计算机模拟具有强烈真实感的旋律，音色的变化是非常重要的。 响度：响度是对声音强度的衡量，它是听判乐音的基础。人耳对于声音细节的分辨与响度直接有关：只有在响度适中时，人耳辨音才最灵敏。 2. 简单实现1） 乐谱分析由图可知吻别的曲调定为G，即1=G，对应的频率为440Hz，据此可以计算出其他乐音的频率，例如5对应的频率为f5=440*21012=587，一次类推计算出第一小节各乐音对应的频率plot(

11、x);可以画出矩阵或函数图形plot(s(:,1:20000) plot(t,fx)sound（x,fs）;X为保存音频数据的矩阵，fs为采样频率而在MATLAB中表示乐音所用的抽样频率为fs=8000Hz，也就是所1s钟内有8000个点，抽样点数的多少就可表示出每个乐音的持续时间的长短。用一个行向量来存储这段音乐对应的抽样点，在用sound函数播放即可2）简单音乐f=392 ,392, 392, 392, 440 ,494, 490, 293,330,392,392,440,494,392; %各个乐音的抽样点数time=fs*0.25 ,0.25, 0.25, 0.25, 0.5, 0.2

12、5,1,0.5,0.5,0.5,0.5,0.5,0.25,1;N=length(time);%这段音乐的频率点数east=zeros(1,N);%用east向量来储存抽样点n=1;for num=1:N%利用循环产生抽样数据，num表示乐音编号 t=1/fs:1/fs:time(num)/fs;%产生第num个乐音的抽样点east(n:n+time(num)-1)=sin(2*pi*f(num)*t);%抽样点对应的幅值 n=n+time(num);endsound(east,8000);%播放音乐3）绘制包络线 实现声音的渐变并消除噪音在上音乐中中听到有“啪”的杂声，下面通过加包络来消噪音。

13、最简单的包络为指数衰减。最简单的指数衰减是对每个音乘以因子，在实验中首先加的是的衰减，这种衰减方法使用的是相同速度的衰减，但是发现噪音并没有完全消除，播放的音乐效果不是很好，感觉音乐起伏性不强。于是采用不同速度的衰减，根据乐音持续时间的长短来确定衰减的快慢，乐音持续时间越长，衰减的越慢，持续时间越短，衰减的越快包络指数衰减实现代码 for num=1:N t=1/fs:1/fs:time(num)/fs; G=zeros(1,time(num); G(1:time(num)=exp(1:(1/time(num):1/8000) east(n:n+time(num)1)= sin(2*pi*f(

14、num)*t).*G(1:time(num); n=n+time(num); End4）添加谐音一段音乐如果有丰富的谐音效果更好fx=a0+n=1ancosnxL+bnsinnxL奇函数构成类似一下函数实现代码t=1/fs:1/fs:time(num)/fs;m=1 0.5 0.25 0.125 ;ss=zeros(1,length(t);for i=1:length(m) ss=ss+m(i)*sin(2*i*pi*f(num)*t);endeast(n:n+time(num)-1)=ss.*G(1:time(num);n=n+time(num);5）回音与混响模仿音乐厅中的墙壁反射回音可以

15、使用延时单元实现单回音y(n)=x(n)+ax(n-R) a1 回音衰减系数传递函数多回音传递函数 实现代码b=1,zeros(1,1000),0.4y=filter(1,1,zeros(1,1000),0.4,x);6）放大低频制作均衡器经历过回声音乐有些颤抖，加强某些频率信号使其能在混响中表现出来 b=1;a=1,0.3; music1=filter(b,a,y); music2=0.5*y+0.5*(y-music1); wavwrite(music2,zjbwb.wav);经过上述操作就可以得到一段效果较好的吻别钢琴曲。四 结论时代的产物电子音乐与其说是高科技的产物，不如说是时代的产物

16、，与过去的摇滚乐有所不同，它更提倡青年人的参与精神，每一个电子音乐的追随者都坚信只有TECHML近乎一百分贝的震撼，才能使人获得心跳每分钟一百三十下的刺激与享受。它要求并不是用耳朵去听，而是要用全身心去感觉。突破了传统思维模式这种突破从音乐的内容到音乐的形式.从音乐的创作形态到音乐的传播方法.从音乐的组织原则到音乐的发展逻辑 . 我们仅以音乐的组织原则为例.传统音乐的基本特征可以形象化地概括为:以线性思维的方式组织音符-即以节拍律动形式构成节奏.以音高的组织形式构成旋律.以音阶的组合形式构成调式体系.以和声的序进形式构成纵向的多声体系.以复调的组织形式构成横向的多声体系等等，而电子音乐的组织特

17、征则是以非线性思维的方式组织声音-即前期的原始声音录制.采样等.中期的声音加工处理.包括以各种电子化方式的变化和处理声音原型.使之产生裂变和各种变形处理.局部分轨及局部拼贴.各类蒙太奇组合编辑和局部的合成等.以及后期的总体合成等.高度结合的特殊艺术这种特殊性决定了从事这门艺术的艺术家必须是音乐思维和技术思维同样出众的复合型人才.与纯粹靠写作乐谱的笔头创作的作曲家相比.从事电子音乐的作曲家知识结构中技术性和操作性的理工科成分明显重要，具体地讲.在全面掌握音乐创作文科方面的基本技术如传统作曲技术的四大件(和声学.曲式学.对位法和配器法)之外.同样必须掌握理工科方面的技术四大件(音乐声学.电子技术.录音技术和计算机技术).二者相辅相成.缺一不可.今天的电脑.就象上个世纪的电吉他和上上个世纪的钢琴:一件极平常极普通的乐器.更多情况下.作曲和演奏合二为一.这是电子音乐的一个特点.一个人在实验室就可把作品创作完成.操作仪器.既是作曲又是演奏.而不再如传统音乐那样需要好多人数次烦琐的排练.意见难以统一.既省了人力又省了时间.引入音乐的表现范畴电子音乐最早把空间的概念引入音乐的表现范畴.传统音