大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃書計(jì)劃書

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國家大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申請(qǐng)書

項(xiàng)目名稱音樂情感建模技術(shù)初探

二〇〇八年十月

填寫說明

一、本表要按順序逐項(xiàng)填寫，內(nèi)容要實(shí)事求是，表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)?？杖表?xiàng)要填“無〞。要求一律用A4紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊(cè)。

二、申請(qǐng)參與河南師范大學(xué)“國家大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃〞項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)人數(shù)不得超過5人（1人為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，參與合作研究者1--4人），運(yùn)行周期為2年。

三、指導(dǎo)教師主持科研項(xiàng)目狀況限填兩項(xiàng)；代表性科研成果限填三項(xiàng)，若為論文需依照論文題目、發(fā)表刊物名稱及年、卷、期、頁碼填寫，若為科研成果獎(jiǎng)，需依照成果名稱、授獎(jiǎng)機(jī)構(gòu)及獲獎(jiǎng)等級(jí)填寫，若為專利，需依照專利名稱、專利性質(zhì)（國家發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠?、授?quán)機(jī)構(gòu)填寫。以上成果限第一或第一完成人。

四、如填表有不明事宜，請(qǐng)致電咨詢（聯(lián)系電話：3326192）。

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一、申請(qǐng)理由（包括前期工作基礎(chǔ)及項(xiàng)目成員具備的知識(shí)、興趣、已取得的成績(jī)及相關(guān)科研經(jīng)歷等）1.該項(xiàng)目組成員對(duì)聲樂、樂理等音樂學(xué)知識(shí)具有濃重的興趣，初步了解了音樂理論知識(shí)；扎實(shí)學(xué)習(xí)了多媒體技術(shù)基礎(chǔ)，熟練把握了VC++編程開發(fā)技術(shù)，深入研究了數(shù)學(xué)模型的建立，系統(tǒng)學(xué)習(xí)了專業(yè)相關(guān)課程（包括C,VC++等編程語言，以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等專業(yè)核心課程）。2.該項(xiàng)目組成員在2023年全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽中取得優(yōu)異成績(jī)，同時(shí)參與了匯編語言仿真調(diào)試環(huán)境的設(shè)計(jì)與開發(fā)，學(xué)習(xí)和積累了一定的技術(shù)及科研經(jīng)驗(yàn)。-3-

二、選題依據(jù)（包括項(xiàng)目的學(xué)術(shù)價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析，并列出主要6）可行性分析①理論分析音樂信號(hào)是一種聲音信號(hào)，遵循聲學(xué)的基本規(guī)律，而在語音研究領(lǐng)域，目前的技術(shù)相對(duì)穩(wěn)定成熟，可從中獲得借鑒和參考。從基本樂理來分析，音樂是情感的藝術(shù)，音樂情感是通過音樂要素表現(xiàn)出來，情感與音樂要素之間一定存在著一種內(nèi)在的本質(zhì)的必然的聯(lián)系。而且在國內(nèi)外也有過對(duì)音樂情感方面的研究，音樂與情感關(guān)系的研究中得到最廣泛認(rèn)可的是Hevner形容詞表。②試驗(yàn)手段、方法分析VC++作為一種強(qiáng)大的多媒體開發(fā)工具，其內(nèi)部提供了好多音頻處理的接口函數(shù)，而且試驗(yàn)證明對(duì)于處理采樣頻率44.1kHz、量化位數(shù)16位的WAV音頻文件具有良好的運(yùn)算速度。在研究方法上，量化編碼和多元非線性回歸建模的有關(guān)方法已在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，圖像和聲音作為多媒體技術(shù)中兩個(gè)主要研究對(duì)象，在研究方法上具有很大的相通性。-6-

四、項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)、特色和擬解決的關(guān)鍵問題或技術(shù)1）項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)①從研究對(duì)象來說，音樂情感建模是產(chǎn)生于計(jì)算機(jī)音樂技術(shù)和多媒體技術(shù)的一個(gè)新課題。聲音、圖像作為多媒體技術(shù)中最重要的兩種媒體，對(duì)圖像信息方面的研究已十分多，相關(guān)技術(shù)已比較成熟；對(duì)聲音信息方面的研究相對(duì)較少，而且大多數(shù)集中在語音信息方面，而音樂作為一種十分重要的多媒體信息，對(duì)它的研究更是十分少，因此對(duì)它在信息層面和藝術(shù)層面的研究都顯得尤為迫切。②從研究方法來說，本課題是從情感這個(gè)音樂的本質(zhì)特征入手，利用基于知識(shí)的非線性回歸等方法建立情感認(rèn)知模型，采用情感導(dǎo)向音符序列的方法，使情感貫穿于作曲的始終，產(chǎn)生的作品風(fēng)格由于受初始情感因子的驅(qū)動(dòng)，而與音樂所要表現(xiàn)的情感動(dòng)機(jī)相符。其目的是探討音樂的表層結(jié)構(gòu)和音樂深層規(guī)律的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以形成理論。而目前在此方面研究的出發(fā)點(diǎn)絕大多數(shù)是基于現(xiàn)有的作品，通過分析現(xiàn)有作品，產(chǎn)生出風(fēng)格相當(dāng)?shù)淖髌?，這種方法往往由于產(chǎn)生的作品受原作品的影響而缺乏創(chuàng)造性，其研究一般只是一種方法的探討。③從試驗(yàn)手段來說，本課題的試驗(yàn)操作基本都是在功能強(qiáng)大VC++平臺(tái)上，生成的作品文件為WAV格式，此格式是十分靈活的，它對(duì)音頻流的編碼沒有硬性規(guī)定。目前所有音頻播放軟件和編輯軟件都支持這一格式。而且此格式支持大量壓縮算法、多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，若采用44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)，則其音質(zhì)與CD相差無幾。而目前絕大多數(shù)同類研究都是基于MIDI格式的，它記錄的并不是真正的聲音，不是實(shí)質(zhì)意義上的音頻文件，而是音頻控制文件。而且它不支持真人原唱或者人聲。不同的聲卡、軟波表、硬件音源的音色是不同的，所以一致的MIDI文件在不同設(shè)備上播放會(huì)有不同的效果。這種由于受硬件的限制而造成的音樂效果的不穩(wěn)定性也會(huì)影響對(duì)樂曲的正常評(píng)估結(jié)果。2）特色該項(xiàng)目巧妙的將多媒體技術(shù)科學(xué)理論與音樂作曲藝術(shù)融合在一起，能夠極大促進(jìn)計(jì)算機(jī)音樂理論及樂曲創(chuàng)作理論的研究。3）擬解決的關(guān)鍵問題或技術(shù)該項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵技術(shù)在于情感旋律子模型，情感節(jié)奏子模型的建立。旋律是音的高低方面的范疇，節(jié)奏是音的長(zhǎng)短的描繪，而這兩者是音樂構(gòu)成最重要的兩個(gè)方面。這兩個(gè)子模型的建立是產(chǎn)生音符的基礎(chǔ)工作。-7-

五、項(xiàng)目進(jìn)度安排（查閱資料、選題、設(shè)計(jì)項(xiàng)目研究方案、開題報(bào)告、試驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理與分析、研制開發(fā)、撰寫研究論文和總結(jié)報(bào)告和成果推廣等）2023年10月1日2023年10月15日查閱資料2023年10月16日2023年10月19日選題2023年10月20日2023年11月31日設(shè)計(jì)項(xiàng)目研究方案2023年12月1日2023年12月31日開題報(bào)告2023年1月1日2023年3月31日試驗(yàn)研究2023年4月1日2023年5月31日數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)2023年6月1日2023年8月31日處理與分析2023年9月1日2023年1月31日研制開發(fā)2023年2月1日2023年2月28日撰寫研究論文2023年3月1日2023年3月31日總結(jié)報(bào)告2023年4月1日2023年4月30日成果推廣-8-

六、擬利用資源（科研教學(xué)設(shè)施、儀器設(shè)備、資料等）（一）可利用的校內(nèi)資源：硬件和軟件：計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院創(chuàng)新基地電腦；VC++開發(fā)工具、matlab開發(fā)工具；圖書和期刊：圖書館各類相關(guān)圖書；校園網(wǎng)電子期刊；人力：與音樂學(xué)院合作；（二）必要但欠缺的資源：硬件：聲頻卡（具備特別聲音處理能力的創(chuàng)新聲頻卡）、MIDI鍵盤、高保真聲頻還原設(shè)備；軟件：音頻處理系統(tǒng)軟件；圖書：VisualC++多媒體開發(fā)指南、計(jì)算機(jī)音樂教程、現(xiàn)代電子音樂概論、作曲基本原理、聲學(xué)基礎(chǔ)、音樂聲學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、振動(dòng)物理學(xué)、音樂中的物理、音樂心理學(xué)、音樂美學(xué)等方面圖書；期刊：音樂情感分析、PsychologyofMusic、AlgorithmicMusicComposition、MusicEmotionRecognition等方面的期刊。七、經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃序號(hào)1234567聲頻卡MIDI鍵盤高保真聲頻還原設(shè)備軟件各類相關(guān)圖書各類相關(guān)期刊印務(wù)費(fèi)合計(jì)支出項(xiàng)目及理由金額（元）29803680350080050030020011960-9-

八、項(xiàng)目預(yù)期成果（研究論文、專著、調(diào)研報(bào)告、專利、計(jì)算機(jī)軟件、研制產(chǎn)品等）該項(xiàng)目主要側(cè)重于理論方面的研究，以及模型的建立，因此預(yù)期成果將以研究論文為主，生成的樂曲為輔。預(yù)計(jì)有研究論文1~2篇，生成的樂曲1~2首。九、誠信承諾本項(xiàng)目全體成員莊重承諾，該項(xiàng)目研究將遵