基于特征分类的色彩音乐系统设计

摘要

本文将基于传统的音乐播放器的基础上，介绍一种新型的播放装置，使其能通过对音乐特征的提取、和分类，以及对分类的结果建立与色彩之间的对应关系进行深入的科学研究。音乐，本身属于一种信息，这种信息可以展现出丰富的情感类别，同时作为一种传输的媒介。音乐本身作为一种美学、一门人工艺术被人们所接受;从信息传播的角度来理解音乐，听音乐就是一份以声音为传输媒介的文本信息。随着社会的发展水平以及教育水平的提高，人们的审美也发生了变化，有更多的人会在周末时间，或者休闲娱乐的时候去选择听音乐，这种休闲方式在节奏感较快的时代，使人们更易选择和消费。
　　颜色也是一种感官能感受到的变化。这种感官带来的感受通过视觉带给一种情绪的波动，从而引起产生各种各样的心理活动。黄色可以刺激人的脑细胞，使脑细胞活跃;绿色可以松弛神经系统，缓解血流速度达到减压效果;紫色，代表的是夏季的葡萄，这种颜色对人的身体大有裨益，能够使处于安静温和的状态。音乐和色彩对人的影响是巨大的，旋律的波澜壮阔，和声的声声入耳，节奏的快慢起伏，以及入秋时的满园金黄色，都能够给人带来身体和心理的强烈变化。有研究表明这些物理变化，通过人的感官对人的影响是巨大的，特别是人的健康和心理变化，以及情感变化等等。
　　随着这种趋势的发展，目前出现了各式各样的音乐播放器来满足人们对音乐的追求和热爱。本论文，首先研究音乐类别的建模方法，采用传统的统计学方法还是现有的划分方法进行了横向的比较。接着对统计之后的结果，对样本的特征进行提取和音乐的类别进行标注。然后，对收集的样本进行分类，以及对分类算法进行分析，用模型评估来做评价。再通过建立一套音乐情感和色彩的对应体系，硬件环境的搭建，包括:核心电路的主要设计、U盘电路的设计、音频解码电路的设计、混光电路的主体设计等，这些硬件共同组成一个完整的音乐播放系统。论文的工作基本完成了音乐类别的划分，采用分类等算法进行模型的训练和预测、音乐和色彩之间的对应关系等工作，构建一个完整的音乐播放模型，最后的实验效果展示色彩音乐的功能实现。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 国内外研究现状和发展

1．2．1 国外研究现状和发展

1．2．2 国内研究现状和发展

1．3 本文主要研究内容

第2章 音乐情感建模研究

2．1 音乐情感的建模

2．1．1 Hevner情感模型

2．1．2 样本统计方法

2．2 音乐情感的分类方法

2．2．1 SoftMax算法

2．2．2 SVM分类算法理论

2．2．3 KNN分类

2．3 分类模型的评估标准

2．4 情感和色彩的对应关系

2．5 本章小结

第3章 音乐的特征提取

3．1 FFT特征提取

3．2 MFCC特征提取

3．3 本章小结

第4章 系统硬件电路的设计

4．1 总体设计及流程

4．2 硬件系统设计框架

4．2．1 主控制模块的设计

4．2．2 存储模块电路设计与实现

4．2．3 解码模块电路设计与实现

4．2．4 RGB—LED混光电路设计与实现

4．3 本章小结

第5章 系统的测试和分析

5．1 系统硬件环境的测试和分析

5．2 系统软件功能的测试和分析

5．2．1 FAT文件系统

5．2．2 混光部分的软件设计

5．2．3 音频的特征提取处理

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间所发表的学术论文

致谢