淺談音樂(lè)信號(hào)處理對(duì)聲樂(lè)演唱評(píng)價(jià)的影響

黃鑫

摘要：音樂(lè)信號(hào)的處理對(duì)聲樂(lè)演唱評(píng)價(jià)具有很大的影響，音樂(lè)信號(hào)能夠?qū)β晿?lè)演唱評(píng)價(jià)起到一定輔助作用，進(jìn)而幫助聲樂(lè)演唱和教學(xué)活動(dòng)達(dá)到最好的效果，因此，就需要深入研究音樂(lè)信號(hào)處理對(duì)聲樂(lè)演唱評(píng)價(jià)的影響，進(jìn)而科學(xué)處理音樂(lè)信號(hào)，給人們帶來(lái)更好的聽(tīng)覺(jué)享受。本文通過(guò)簡(jiǎn)述音樂(lè)信號(hào)處理的重要性、可行性以及對(duì)聲音信號(hào)提取的最優(yōu)方法，淺談音樂(lè)信號(hào)對(duì)聲樂(lè)演唱的影響。

關(guān)鍵詞：音樂(lè)信號(hào)處理 聲樂(lè)演唱評(píng)價(jià) 聲樂(lè)演唱影響 輔助作用

中圖分類號(hào)：J616 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-3359（2018）22-0069-02

調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段我國(guó)聲樂(lè)演唱評(píng)價(jià)體系還沒(méi)有得到完善構(gòu)建，主要依靠教師、評(píng)委的主觀意見(jiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，存在著較大的弊端和問(wèn)題，且在聲樂(lè)教學(xué)方面，將傳統(tǒng)言傳身教的教學(xué)模式延續(xù)下來(lái)，影響到聲樂(lè)教學(xué)效果。進(jìn)入新時(shí)期后，文化多元化趨勢(shì)日趨明顯，出現(xiàn)了較多類型的音樂(lè)風(fēng)格與表現(xiàn)形式，且在較大程度上改變了人們的審美觀念，人們開(kāi)始從更多的角度去理解音樂(lè)。因此在歌唱比賽等特殊場(chǎng)合下，為了更加客觀的評(píng)價(jià)與分析音樂(lè)呈現(xiàn)，就會(huì)將聲音的物理指標(biāo)運(yùn)用過(guò)來(lái)，以便促使主觀意見(jiàn)的片面性得到彌補(bǔ)。研究發(fā)現(xiàn)，音樂(lè)信號(hào)分析能夠緊密結(jié)合信號(hào)處理的諸多方法，可以輔助聲樂(lè)評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展。

一、音樂(lè)信號(hào)處理的重要性

音樂(lè)信號(hào)的處理是在傳統(tǒng)信號(hào)處理中衍生出來(lái)的，通過(guò)多年的演變使其發(fā)生了很大變化和進(jìn)步。研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)去主要是在音樂(lè)符號(hào)的基礎(chǔ)上開(kāi)展計(jì)算機(jī)研究音樂(lè)，如MIDI電子音樂(lè)就是典型的代表。在科學(xué)技術(shù)快速革新作用下，逐步出現(xiàn)了數(shù)字音頻，計(jì)算機(jī)也擁有了更強(qiáng)大的處理能力，開(kāi)始將音樂(lè)信號(hào)的分析處理作為研究的重點(diǎn)。從歌唱表演角度來(lái)講，聲樂(lè)表達(dá)整體效果會(huì)直接受到音色的影響，因此通過(guò)深入研究音樂(lè)的音色，可以更加量化的評(píng)價(jià)音質(zhì)情況。針對(duì)這種情況，就需要采取信號(hào)處理技術(shù)，將音頻波形中的信息有效提取出來(lái)。在具體實(shí)踐中，需要處理人員首先要對(duì)相關(guān)性質(zhì)做出詳細(xì)的了解，這對(duì)音頻信號(hào)處理非常重要。在音樂(lè)信號(hào)處理中，要充分考慮音樂(lè)特性與聯(lián)系，包括表現(xiàn)形式、聲源協(xié)調(diào)程度等，只有這樣，方可以對(duì)音樂(lè)信號(hào)更好的分析。

二、音樂(lè)信號(hào)處理應(yīng)用的可行性

研究發(fā)現(xiàn)，音樂(lè)信號(hào)處理技術(shù)的創(chuàng)新，與實(shí)驗(yàn)性音樂(lè)存在著緊密的聯(lián)系，且目前在聲音合成、修剪等工作中已經(jīng)實(shí)施了信號(hào)處理技術(shù)。根據(jù)相關(guān)資料表明，一般情況下，從這些方面分析音樂(lè)信號(hào)：音高、旋律、節(jié)奏、音色等。就目前來(lái)講，已經(jīng)可以比較成熟的分析音高、和聲與節(jié)奏。從本質(zhì)上來(lái)講，音樂(lè)信號(hào)疊加了正弦波信號(hào)，在特定音高上，不同音符帶給人們的感受呈現(xiàn)出較大的差異，因此，音樂(lè)的一個(gè)重要因素為音高。從這個(gè)角度來(lái)講，借助于短時(shí)傅里葉變換技術(shù)，即可對(duì)音樂(lè)信號(hào)的時(shí)頻特征有效獲取，進(jìn)而對(duì)音樂(lè)信號(hào)的音高、和聲等科學(xué)分析。節(jié)奏屬于脈沖信號(hào)，且與速度有著緊密的聯(lián)系。在音樂(lè)理解中，速度、節(jié)奏都是非常重要的指標(biāo)，結(jié)合音高的處理技術(shù)，也可以借助于短時(shí)傅里葉變換，對(duì)某一時(shí)間段內(nèi)規(guī)律變化的脈沖信號(hào)進(jìn)行獲取，通過(guò)差分運(yùn)算處理，即可對(duì)音樂(lè)信號(hào)中速度、節(jié)奏的變化特點(diǎn)、規(guī)律等有效獲取。

在分析音樂(lè)中的音高、節(jié)奏、速度等方面，目前分析技術(shù)、分析流程已經(jīng)十分完善和成熟，但是本文主要是對(duì)聲樂(lè)信號(hào)的音質(zhì)、泛音等進(jìn)行分析，其屬于音色的范疇，且在聲樂(lè)訓(xùn)練、評(píng)價(jià)中創(chuàng)造性的應(yīng)用。根據(jù)定義描述可以得知，能夠區(qū)分兩個(gè)響度和音高都相同的聲音的特征即為音色，其中，基音頻率的諧波是音色的基礎(chǔ)。目前來(lái)講，音色分析技術(shù)還不夠成熟，因此，本文設(shè)計(jì)了一種方法，以此來(lái)對(duì)發(fā)音質(zhì)量量化處理，且借助于梅爾頻率來(lái)分析諧波頻率，促使與人的聽(tīng)覺(jué)響應(yīng)特性所符合，進(jìn)而對(duì)聲樂(lè)音色特征差異科學(xué)分析。

要想發(fā)現(xiàn)發(fā)聲之間的差異，可以借助于梅爾頻率的濾波器組來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)提取分析不同頻段的聲樂(lè)演唱信號(hào)，對(duì)相異聲樂(lè)特征向量科學(xué)提出，將不同發(fā)音之間聲樂(lè)音色特征中存在的不同反映出來(lái)。通過(guò)對(duì)比優(yōu)秀發(fā)音，即可對(duì)發(fā)音質(zhì)量量化評(píng)判，然后在聲樂(lè)評(píng)價(jià)訓(xùn)練之中科學(xué)運(yùn)用。

三、對(duì)聲音信號(hào)提取的最優(yōu)方法

通過(guò)提取聲音信號(hào)特征，即可在聲樂(lè)演唱評(píng)價(jià)中科學(xué)運(yùn)用音樂(lè)信號(hào)處理技術(shù)。其中，可以從兩個(gè)方面來(lái)劃分評(píng)價(jià)系統(tǒng)，首先是提取學(xué)習(xí)模板音樂(lè)信號(hào)的特征數(shù)據(jù)，將其作為參考標(biāo)準(zhǔn)，方便后續(xù)評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展。在具體實(shí)踐中，我們可以把國(guó)際上最為優(yōu)秀的歌唱作品中不同高音進(jìn)行提取，然后進(jìn)行練習(xí)，同時(shí)將它保存在備考模式當(dāng)中。其次是提取等待評(píng)價(jià)的音樂(lè)信號(hào)特征數(shù)據(jù)，結(jié)合被評(píng)價(jià)音樂(lè)信號(hào)的音高，選擇相同音高的參考音樂(lè)信號(hào)，從泛音、飽滿度等方面進(jìn)行對(duì)比和分析，將兩者之間音樂(lè)特征差異給找出來(lái)。

對(duì)于音樂(lè)信號(hào)的處理來(lái)說(shuō)和語(yǔ)音信號(hào)的預(yù)處理十分相似，在處理音樂(lè)信號(hào)的時(shí)候我們也要加重對(duì)于分幀的處理，首先對(duì)輸入音樂(lè)信號(hào)高頻分量進(jìn)行預(yù)加重處理，這樣可以有效避免發(fā)音受到口唇輻射的不利作用。之后采取針對(duì)性的技術(shù)，分幀處理采樣信號(hào)，在這個(gè)過(guò)程中注意合理選擇幀長(zhǎng)和幀步進(jìn)。

在分析聲樂(lè)信號(hào)頻譜的時(shí)候，為了從根本上控制頻率泄露的問(wèn)題，必須要做好對(duì)于分幀后的信號(hào)進(jìn)加窗處理，并在此基礎(chǔ)上對(duì)加窗后的信號(hào)做快速傅里葉變換得到音樂(lè)信號(hào)的頻譜，這樣可以準(zhǔn)確的提取出音樂(lè)信號(hào)的頻率特性。在演唱實(shí)踐中，部分音符具有特定的音高，那么就會(huì)有一根譜線產(chǎn)生于基頻處，同時(shí)，還會(huì)有復(fù)混合頻譜產(chǎn)生于其他部分。而人們發(fā)音的共鳴、泛音特征會(huì)直接受到這些譜線能量的決定性影響，針對(duì)這種情況，除了要提取信號(hào)的幅度特征之外，還需要進(jìn)行平方處理，以便對(duì)功率譜有效獲取。

有專家結(jié)合相同距離下不同聽(tīng)眾對(duì)音高感性判斷的差異，將梅爾刻度這個(gè)概念提了出來(lái)。通過(guò)實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，梅爾刻度能夠有效擬合人耳的聽(tīng)覺(jué)特性，因此在本文中借助于梅爾刻度來(lái)量度不同頻率，以便更好的分析在不同音色下，人們聽(tīng)覺(jué)效果存在的差異。利用濾波器組建模處理人耳，然后合理選擇不同頻率，在梅爾刻度的支持下，就可以將三角濾波器組設(shè)計(jì)出來(lái)，其擁有差異化的截止頻率與中心頻率。借助于差異化的梅爾濾波器，按照相應(yīng)的流程，濾波處理不同數(shù)據(jù)幀下的功率譜密度函數(shù)，就可以對(duì)濾波器組濾波后的功率譜有效獲取，通過(guò)求和處理，即可對(duì)不同中心梅爾刻度下音樂(lè)信號(hào)的能量有效提取，在這個(gè)過(guò)程中，可以高效的平均處理音樂(lè)信號(hào)。然后從特征能量的角度上，分別對(duì)比提取信號(hào)與樣例，就可以將不同梅爾濾波器組提取到的樣例能量差異給找出來(lái)。分析音樂(lè)信號(hào)實(shí)踐當(dāng)中，通過(guò)對(duì)音樂(lè)信號(hào)的梅爾特征能量進(jìn)行高效提取，然后對(duì)比分析目標(biāo)音色，即可以科學(xué)公正的判斷評(píng)價(jià)演唱者的音色特征。為了提升評(píng)判的科學(xué)性與公平性，在評(píng)分實(shí)踐中，可以將其與模式中樣例特征能量的平均差別充分納入考慮范圍。

總之，通過(guò)提取聲樂(lè)特征能量，然后與樣例特征能量進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合文中提出的分析手段，能夠?qū)⒉煌晿?lè)信號(hào)的特征能量向量之間差異給快速找出來(lái)。量化處理之后，對(duì)人的發(fā)音方式仔細(xì)觀察，可以提升評(píng)價(jià)的客觀性和公正性，且合理運(yùn)用本項(xiàng)技術(shù)，能夠?qū)θ税l(fā)音缺陷進(jìn)行一定程度的糾正和改善。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于聲樂(lè)演唱評(píng)價(jià)來(lái)說(shuō)音樂(lè)信號(hào)的處理有著很大的影響，如果使用一些比較成熟的信號(hào)分析方法處理音樂(lè)信號(hào)，可以讓人們從感性角度感受音樂(lè)帶來(lái)的美妙體驗(yàn)，同時(shí)深刻的體會(huì)到音樂(lè)藝術(shù)的多元化。在群眾藝術(shù)演出中，也要注意適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)對(duì)于音樂(lè)信號(hào)的處理，采取科學(xué)有效的方式進(jìn)行聲樂(lè)輔導(dǎo)，確保每一個(gè)演員都能以正確的發(fā)聲方式進(jìn)行表演，同時(shí)對(duì)自己的表現(xiàn)做出合理的客觀評(píng)價(jià)，爭(zhēng)取為人們帶去最好的音樂(lè)聽(tīng)賞體驗(yàn)?？偠灾诼晿?lè)演唱評(píng)價(jià)中進(jìn)行音樂(lè)信號(hào)處理是一個(gè)全新的聲樂(lè)研究方向，相信在不久的將來(lái)，在這方面的探索和研究成果逐漸會(huì)變得更加成熟，應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。

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