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1、 密级： 学号：2013248731本科生毕业论文（设计）基于MATLAB的简单音乐合成仿真设计学 院： 信息工程 年 级： 13级 专 业： 通信工程 学生姓名： 何世欣 指导教师： 魏涛 封面还是错的，指导老师也是错的学士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版
2、权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 江西科技学院本科生毕业论文（设计）摘要科学技术的发展使得社会生活越来越趋于信息化和数字化，在此基础上语音信号也可以基于数字信号处理技术和语
3、音学相关知识进行信息化处理，此类技术因应用性广便捷性高受到社会的广泛关注，已成为信息科学工程与研究领域的核心技术，被越来越多的高科技产业广泛使用。计算机合成音乐也在其基础上得以迅速普及，而且理论上可以创造出任何一种声音。MATLAB是一种用于数据分析和处理的计算机应用软件，它可以将语音文件进行信息化处理转化为离散的数据文件，再通过内置强大的矩阵运算能力如数字滤波、时域和频域分析、傅里叶变换、时域和频域分析、声音合成以及各种图形的呈现等处理数据。利用MATLAB自带的功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化，使人机交互更加便捷。音乐可视为不同频率与振幅的正弦波叠加并加以
4、不同包络所形成的信号，它的这个特点使得MATLAB的处理有了可能，通过处理不同的音频MATLAB可以进行简单的音乐合成。本文主要是基于MATLAB环境下的音乐合成研究，首先基于相关的处理函数合成简单的音乐，并且对音乐进行降噪、升降度和加谐波等处理；然后基于傅里叶变换分析处理后的音乐频谱；最后根据傅里叶级数的原理来再次合成音乐。关键词：音乐合成；MATLAB；傅里叶分析IAbstractIn the current society, information technology and digitization become more and more high. As a new techno
5、logy to process speech signals based on digital signal processing technology and phonetic knowledge, voice signal processing technology is widely used in more and more high-tech industries. Technology has become one of the core technologies in the field of information science engineering and researc
6、h. Computer synthesis of music to the rapid spread, in theory, you can create any kind of sound.MATLAB is a computer application for data analysis and processing that transforms sound files into discrete data files and then processes their data with powerful matrix operations such as digital filteri
7、ng, Fourier transform, time domain and Frequency domain analysis, sound synthesis and a variety of graphics rendering. Using MATLABs own function function can quickly and easily complete the voice signal processing and analysis and signal visualization, human-computer interaction more convenient. As
8、 the music signal can be seen as a series of different frequency and amplitude of the sine wave superposition and the formation of different envelopes, so you can use this feature based on MATLAB software analysis and processing of different audio signals for simple music synthesis.This paper is mai
9、nly based on the study of music composition under MATLAB environment, using the relevant audio processing functions for simple music synthesis, the music noise reduction, plus harmonic and lifting processing; Fourier transform with the corresponding treatment of the Music spectrum; Finally, re-synth
10、esis the music according to the principle of Fourier series.Key Word：Music synthesis; MATLAB; Fourier analysis目 录目录格式全错第1章绪 论11.1 选题意义及背景11.2 国内外研究现状11.3 本文主要研究内容21.4 MATLAB音乐合成的原理31.4.1所涉及的乐理知识简述31.4.2音调与唱名31.4.3音色与谐波31.4.4十二平均律41.4.5傅里叶变换与频谱分析41.5 MATLAB的发展史4第2章 音乐合成的相关算法62.1 基于统计声学模型的合成算法62.2 基于离
11、散变换的合成算法72.3 本文算法7第3章 基于MATLAB的简单音乐合成设计93.1 MATLAB简介93.1.1MATLAB的运行113.1.2变量、语句、矩阵与函数123.1.3 绘制三维图形123.3 核心算法实现133.4 算法设计143.4.1 调用相关的MATLAB函数143.4.2 音乐初步处理143.4.3 音乐合成15第4章 基于MATLAB的简单音乐合成仿真174.1 合成音乐174.1.1 初始音乐合成174.1.2 消除噪音174.1.3 重新生成音乐194.2 原始声测试和傅里叶分析204.2.1 原始声测试204.2.2 傅里叶分析234.2.3 重新合成新音乐2
12、5第5章 总结与展望265.1 总结265.2 展望27参考文献29致 谢30IV第1章绪 论1.1 选题意义及背景半个多世纪以来，音乐家们一直致力于利用当今的科技和新材料来探索新的音乐，在原来的基础上进行不断的创新，音乐合成此项技术由于其强大的数据处理能力和创造能力便随之进入音乐家们的视野。音乐合成技术，不仅可以巧妙模仿现有乐器的音色，还能够创造新的声音，极大地丰富了人类的音乐，给我们带来了无穷无尽的新音乐体验。随着科技的发展，计算机合成音乐迅速在音乐界流传并普及。作曲家和音乐家们为了创新和追求个性，往往选择在音乐中加入新的声音，而计算机合成音乐技术即为其提供了可能，因为在理论上它可以创造出
13、任何一种声音。现在，合成音乐已经逐渐脱离模仿现有乐器音色的道路，转而向创造音色方面发展。虽然合成音乐在现代音乐领域已有相对广泛的应用，但是发展仍有所受限，国内在该方面的权威理论著作也很少。这是因为它其涉及音色、声学、计算机等相关学科，是一门综合性强且专业性高的学科。通过分析近年来使用合成音乐的现代音乐，可以发现合成音乐相较声学乐器在层次和音色上都具有显现的独特性，这些分析也能为计算机合成音乐在现代音乐制作的应用提供相对有实践价值的参考。MATLAB是英文MATrix LABoratory（矩阵实验室）的缩写。自1984年由美国MathWorks公司推向市场以来，得到了广泛的关注和发展。在发达国
14、家，MATLAB已经是大学以上学历者所必须具备的一项技能，是数字信号处理、时间序列分析、线性代数、自动化控制理论、动态系统仿真等诸多课程的基本教学工具。而在设计和工业部门，MATLAB也有广泛的应用，主要用于解决各种具体的工程和交互问题。根据国外的发展历史和近几年MATLAB在中国的发展趋势，可以预见其在不久的将来，将会在科学研究和工程应用领域发挥越来越大的作用。1.2 国内外研究现状音乐合成技术是语音合成技术的一个分支。国外对于语音合成的研究已长达200多年，虽然研究时间长但是显著的研究成果是在计算机技术和数字信号处理技术发展之后才出现的，主要表现为让计算机能够输出高清晰度和自然度的连续音乐。近几十年，该技术在国内外的研究重点为规则文语转化，也就是将书面语转化为口语。在语音合成技术的历史发展过程中，早期研究主要应用参数合成法。其中最具意义的就是Holmes的并联共振峰合成器（1973）和Klatt的串/并联共振
