一种基于遗传算法的作曲方法研究

论文摘要

随着我国经济的发展和科技的进步,人民生活水平得到普遍提高,音乐逐渐走进了千家万户,成为人们生活的重要组成部分。但由于音乐的专业性,使广大的非专业群体与音乐的交流和互动仅仅停留在欣赏和聆听层面上,对音乐的创作只能望而却步。算法作曲的出现,给音乐的创作提供了一种崭新的方法。使音乐创作更加多元化和大众化,给人们与音乐的交流方式提供了另一种可能。因此,算法作曲成为一个新的研究课题。本文讨论了基于遗传算法的一种智能作曲方法,并对遗传算法作曲的一些难点进行了针对性研究。包括音乐知识的表示,音乐遗传的推理结构,以及音乐的风格化问题。首先,本文采用调式和音程来描述音乐的音高特性,并在对音乐进行编码时,增加了特殊音符的标识,并对多种特殊音符进行了区分。其次,本文采用乐段作为遗传操作的基本单位,能生成具有相对完整乐思的音乐片段。最后,本文并引入了音乐的风格化特征,能按照用户的情感因素产生用户所需的音乐片断。并在用音乐的风格化特征来描述遗传算法中的适应度函数上作了相关的研究。提出了通过系统乐段库、系统调式库以及对遗传操作的交叉和变异进行严格的规范来保证音乐生成质量的新思路和方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要内容
• 1.4 论文内容安排
• 第二章 论文相关背景知识介绍
• 2.1 简单遗传算法基本原理
• 2.1.1 简单遗传算法
• 2.1.2 编码和初始种群的生成
• 2.1.3 群体的评价和个体的选择
• 2.1.4 交换与变异
• 2.2 音乐的音长、音高、音程
• 2.2.1 音长
• 2.2.2 音高
• 2.2.3 音程
• 2.3 节奏、节拍与调式
• 2.3.1 节奏与节拍
• 2.3.2 调式的音阶结构
• 2.3.3 调式音程的色彩与稳定性
• 第三章 系统设计
• 3.1 总体设计
• 3.2 音乐模糊特征与特征关系库
• 3.3 系统乐段库与音乐编码
• 3.3.1 乐段存储与编码
• 3.3.2 特殊音符编码
• 3.3.3 编码示例
• 3.4 初始种群的生成
• 3.5 遗传操作
• 3.5.1 群体的评价与选择操作
• 3.5.2 交叉操作
• 3.5.3 变异操作
• 3.5.4 终止条件
• 3.6 调式和节拍的选择与调整
• 3.6.1 调式的选择与调整
• 3.6.2 节拍的选择与调整
• 3.6.3 结果存储
• 第四章 系统实现
• 4.1 系统类
• 4.1.1 数据记录集类
• 4.1.2 遗传类
• 4.2 核心函数
• 4.3 系统界面
• 4.4 生成乐段实例
• 第五章 结论
• 5.1 本文成果及创新
• 5.2 进一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读学位期间发表论文目录）
• 附录B （系统核心代码）