音樂情感認(rèn)知模型與交互技術(shù)的思考

李璐

【摘要】識(shí)別音樂特征是建立情感認(rèn)知模型與交互技術(shù)的基礎(chǔ)工作，本文由此出發(fā)分析了音樂情感認(rèn)知模型的特點(diǎn)，隨后介紹了音樂情感特征識(shí)別技術(shù)，包括音樂文件格式、主旋律識(shí)別、樂段分割等方面，希望能給相關(guān)人士提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】音樂情感；認(rèn)知模型；交互技術(shù)

【中圖分類號(hào)】J605 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

一、音樂情感認(rèn)知模型的特點(diǎn)

以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的音樂情感認(rèn)知模型是通過建立模型來對(duì)音樂中的情感內(nèi)涵進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，其中的基礎(chǔ)性工作就是建立能夠滿足音樂情感認(rèn)知需求的心理模型，例如，以維度形式為主的Thayer模型和以離散形式為主的Hevner模型。Hevner模型是將一種環(huán)形作為反應(yīng)情感、情緒和象征心境的符號(hào)。在邏輯情感上，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)和與相鄰的前后環(huán)節(jié)存在一種遞進(jìn)關(guān)系，在理性情緒中可以自由地變化，過渡到和它相鄰的前后情感中。Thayer模型則是用緊張和活力這兩種維度來表示情感變化。活力維度就是從描述活力滿滿到疲乏的不同反應(yīng)，這種維度和認(rèn)知活動(dòng)以及個(gè)體的生活理性具有較多的聯(lián)系。

二、音樂情感特征識(shí)別技術(shù)

（一）音樂文件格式

經(jīng)常使用在我們?nèi)粘Ｉ钪械囊魳肺募袷街饕腥N形式，分別是模塊文件、音頻文件和MIDI文件。這三種文件具有以下幾種特點(diǎn)。音頻文件主要是通過波形的采樣數(shù)據(jù)將真實(shí)聲音記錄下來，但記錄下來的真實(shí)聲音具有較大的差距，因此，需要通過數(shù)字音頻進(jìn)行特殊的處理，在切分檢測(cè)音符時(shí)通過線性預(yù)測(cè)、同態(tài)、頻域、時(shí)域編碼等方式來進(jìn)行，如此才能將音頻中音強(qiáng)、音長(zhǎng)、音高等特征完整地保留下來。要想精確地提取出音樂特征是十分困難的，會(huì)使接下來的特征識(shí)別產(chǎn)生較多的誤差積累。MIDI是一種描述語言的文件，里面存儲(chǔ)著可供各個(gè)音軌使用的音樂播放內(nèi)容和相關(guān)樂器，它的音樂播放器是用來播放并解釋聲音，實(shí)質(zhì)上也是以音樂特征為基礎(chǔ)的音樂格式，在其對(duì)音樂進(jìn)行分析時(shí)，我們能夠從文件中直接看到各種基本特征。模塊文件只是一個(gè)總的稱呼，隨著實(shí)際編碼方式的不同又可以劃分為多種格式。在提取旋律時(shí)需要以編碼格式為基礎(chǔ)，根據(jù)不同格式進(jìn)行科學(xué)的處理，通用性較差。

（二）主旋律識(shí)別

人們是通過識(shí)別主旋律來認(rèn)知復(fù)雜音樂的，在欣賞帶有伴奏并且具有較多聲部的音樂時(shí)，一般情況下都能將伴奏部分和主旋律分辨出來，并且會(huì)在心中將主旋律主動(dòng)記憶下來。對(duì)于計(jì)算機(jī)來說，在分析音樂時(shí)，識(shí)別主旋律的任務(wù)包括主旋律樂段識(shí)別和主旋律音軌識(shí)別兩方面。識(shí)別音樂特征和樂段的前期基礎(chǔ)工作就是通過對(duì)主旋律的音軌進(jìn)行定位來抽取MIDI多音軌音樂的音軌旋律。主旋律內(nèi)容就是將旋律的摘要信息提取出來，這是在探討檢索交互式音樂中能夠促進(jìn)用戶疲乏感降低的有效措施，通過將主旋律中具有代表性的樂段抽取出來能夠作為主旋律的代表，能夠在最短的長(zhǎng)度內(nèi)，將音樂的特征展示出來。現(xiàn)代的各種音樂領(lǐng)域中也廣泛使用了主旋律的提取技術(shù)，主要應(yīng)用于以音樂特征為基礎(chǔ)的舞美控制，和以音樂內(nèi)容為基礎(chǔ)的音樂噴泉、動(dòng)漫游戲、人機(jī)交互和音樂檢索中，是在工業(yè)化音樂產(chǎn)品中所使用的基礎(chǔ)工作。由于MIDI文件沒有制定通道和音軌的使用規(guī)則，因此，主音軌的選擇是由相關(guān)創(chuàng)作者來自主決定的，沒有可以遵循的規(guī)律。在判斷主音軌時(shí)可以參考MIDI文件中的說明，有的可以找到音軌的實(shí)際分配情況，從而發(fā)現(xiàn)主音軌的存在。

（三）樂段分割

曲子是由數(shù)個(gè)段落組成的，樂思表現(xiàn)較為完整的段落就是樂段。對(duì)樂段進(jìn)行準(zhǔn)確分割是促進(jìn)音樂表達(dá)和解釋音樂內(nèi)涵情感的前提基礎(chǔ)，也是構(gòu)建音樂情感化自動(dòng)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)性工作。對(duì)樂段進(jìn)行分割最簡(jiǎn)單的方法就是對(duì)小節(jié)進(jìn)行固定的方法，對(duì)于西方音樂較為規(guī)則的曲式結(jié)構(gòu)來說具有極高的準(zhǔn)確率，但劃分的結(jié)果就較為固定死板了，在情感表達(dá)方面也存在不足之處，還不能有效劃分長(zhǎng)音中出現(xiàn)跨越小節(jié)的旋律或是長(zhǎng)音中出現(xiàn)起弱拍的旋律。以曲式分析理論為基礎(chǔ)的樂段分割手段具有使用靈活的特點(diǎn)。曲式結(jié)構(gòu)中最小的就是樂段，帶有獨(dú)立的語義情感，最長(zhǎng)可以達(dá)到數(shù)十小節(jié)，最小在幾小節(jié)的范圍內(nèi)。從曲式的相關(guān)分析理論中可以了解到，對(duì)段落進(jìn)行劃分的主要標(biāo)志就是句讀，具體的識(shí)別規(guī)則包括使用和聲的不同終止式、改變音響的力度、改變音區(qū)、停留在長(zhǎng)音上面、使用時(shí)間較長(zhǎng)的休止符、改變速度等。

三、結(jié)語

綜上所述，音樂情感的研究工作一直是音樂學(xué)的研究重點(diǎn)，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的音樂情感認(rèn)知模型和交互技術(shù)依然是當(dāng)今計(jì)算機(jī)音樂領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]柏俊杰.多模式交互音樂感知關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究[D].南京：東南大學(xué)，2017.

基金項(xiàng)目：2016年江西高校人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)視角下的音樂情感識(shí)別”（項(xiàng)目編號(hào)：JC162006）。