基于语法式进化的儿歌作曲关键技术研究

摘要

近年来，计算机辅助音乐创作已成为一个重要研究方向。语法式进化（简称GE）作为一种新兴的、基于形式语法的进化计算方法，使用形式语法对搜索空间进行限制，有效地减少了搜索过程的工作量，提高了搜索效率，能够被应用于计算机辅助作曲领域。
　　 本文将音乐创作的形式化知识结合到语法中，使用语法式进化对儿歌作曲关键技术进行了研究。通过对计算机辅助音乐创作领域的研究及发展现状的分析、对语法式进化理论及乐理基本知识的研究和学习，设计了基于语法式进化的音乐作曲算法。在此基础上，结合儿章歌曲在速度、音效和音域等方面的创作特点，提出了基于语法式进化的儿歌作曲算法。该算法的主要步骤包括：定义具有儿歌特征的巴科斯范式文法；设计适合于评估儿歌表现型的适应度函数，对乐曲速度、构成乐曲的音及乐曲旋律三方面内容进行评估；确定基因型选择、交叉和变异操作方法；使用JMusic库函数对算法得到的儿歌表现型进行音乐化翻译，使之成为可以演示的乐曲。使用Java语言编程实现了基于语法式进化的儿歌作曲算法，通过分析软件运行过程中的输出数据及软件运行结果，验证了该算法的可行性及有效性。

目录

文摘

英文文摘

学位论文的只要创新点

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 研究背景

1.2.1 马尔科夫转换表

1.2.2 随机过程

1.2.3 基于规则的知识库系统

1.2.4 音乐文法

1.2.5 人工神经网络

1.2.6 进化计算方法

1.3 课题的研究意义

1.4 论文的组织结构

第二章 语法式进化及乐理知识

2.1 语法式进化

2.1.1 语法式进化的基本原理

2.1.2 语法式进化的研究与应用现状

2.2 乐理知识

2.2.1 音的基本知识

2.2.2 乐音体系、音符与音程

2.3 本章小结

第三章 基于语法式进化的音乐作曲算法设计

3.1 基于语法式进化的音乐作曲算法总体设计

3.2 基于语法式进化的音乐作曲算法详细设计

3.2.1 音乐巴科斯范式文法定义

3.2.2 初始基因型种群的创建与基凶型到表现型的映射

3.2.3 适应度函数

3.2.4 遗传操作与算法终止条件

3.2.5 音乐化翻泽

3.3 本章小结

第四章 基于语法式进化的儿歌作曲算法设计与实现

4.1 儿章歌曲创作特点分析

4.1.1 儿童歌曲中常见的乐段结构

4.1.2 儿章歌曲的音调

4.1.3 儿章歌曲的音域

4.1.4 儿童歌曲的旋律

4.1.5 儿童歌曲的节拍与速度

4.2 基于语法式进化的儿歌作曲算法总体设计

4.3 基于语法式进化的儿歌作曲算法详细设计

4.3.1 儿歌巴科斯范式又法定义

4.3.2 初始基因型种群的创建与基因型到表现型的映射

4.3.3 适应度函数的设计

4.3.4 遗传操作与算法终止条件

4.3.5 音乐化翻译

4.4 软件设计及结果分析

4.4.1 软件设计

4.4.2 参数分析

4.4.3 运行结果

4.4.4 结果分析

4.5 本章小结

第五章 结论

5.1 主要完成的工作及难点问题

5.1.1 主要完成的工作

5.1.2 研究中的难点

5.2 主要创新点

5.3 下一步工作及展望

参考文献

研究生期间发表论文及参加科研情况说明

致谢