当前课程知识点：计算机音乐 > 第三章 频域音频处理 > 3.6 京剧锣鼓经分析 > 京剧锣鼓经分析
同学们大家好
在最后一个小节里面
我们将以京剧中的锣鼓经分析为例
来实践一下频域处理当中的线性滤波器
京剧的乐队伴奏分为文场和武场
文场主要是对话演唱或者说是段落的描述
而武场主要就是打击乐了
我们可以先来听一下《女起解》的选段
在演奏过程中
我们可以看到打击乐主要集中在这个地方
那么我们可以看到
这里面一共使用了三种乐器
那么有板鼓
还有两件锣一件是大锣
一件是小锣
实际上京剧演奏当中
所使用的打击乐一共有五种
它们分别是大锣 小锣 板鼓
铙钹还有响板
而演奏打击乐时候
我们使用了谱子
也叫做锣鼓经
那么在京剧演奏当中
锣鼓经通常是用汉字来形象地告诉大家
应该使用什么乐器来演奏
这些词都是拟声字
比如说在演奏大锣手发出的声音是匡
然后在演奏小锣的时候发出的声音是台
然后演奏板鼓的时候发出的声音是嗒
然后演奏铙钹的时候发出的声音是七
最后演奏响板时候发出的声音是扎
这样的一个声音
那么接下来我们的任务就是在音频当中
这些乐器的时间点全部的都找出来
为此我们使用一段比较高保真的音频
李胜素老师的《女起解》的选段
让我们先来听一下
实际上如果我们用
sonic visualizer
来观察它的频谱
很容易可以看出打击乐的地方
在频谱上都有一些非常亮的一些亮点
让我们把注意力都放在板鼓上面
我们来听一下
我们可以看出板鼓的频率
有一个能量的集中的范围
那么他们都集中在这样的一个频段
让我们把这样一个频段记下来
第二遍我们来专心听小锣的声音
那么小锣的声音有一个特点
就是跟汉语的台这个字的声调一样
它是二升的有一个声调的过程
那么我们从频谱当中可以看出
这里面有很多往上升的一些频谱
我们可以来观察一下
这些地方都是小锣的发生的时点
最后让我们来听一下
位于最低频的大锣的声音
由于三件打击乐器在频谱上
具有较高的区分度
所以我们可以使用滤波器
先保留板鼓的频段
截掉其他的频段
然后就单剩下板鼓的声音做端点检测
然后我们再截取小锣的频段
检测出小锣的声音的时间点
最后我们在处理大锣的声音
那么接下来就让
我们看一下具体的实现代码
从我们刚才在
sonic visualizer
里面去观察
板鼓的频段是在
1400赫兹到1600赫兹之间
那么我们读取到锣鼓经的音频之后
我们就希望能够把
我们就希望能够把
1400赫兹到1600赫兹的
频段给截取出来
为此我们还是使用椭圆滤波器
首先我们使用一次低通滤波器
去保留1600赫兹以下的频段
然后再使用一个高通滤波器
去去掉1400赫兹以下的频段
然后把它保留出来
最后存储到一个out点wav副文件里面
因为经过两次滤波之后
声音的总体强度会显得比较小
所以为了能够听清楚
我们对它的强度又乘以四
我们来听一下结果
我们可以听到在这个结果当中
基本上板鼓的声音全部被保留下来了
那么其实在板鼓发生的时候
我们其实能隐约地能听到一些
小锣跟大锣的一些音色在里面
但是不是很明显
那么我们就尝试使用这样的一个结果
来提取板鼓出声时候的时间点
具体的做法
我们使用上一章所使用的端点检测的算法
那么这只是端点检测的一个简单实现
目的是为了检查出在这段音频当中
什么时候有声音发出
程序跟上节课的
程序是基本一样
那么运行一下看看
好
运行结束之后
我们从图上看到
因为我们设置了一定的阈值
所以它基本上
可以检测出从无声到有声的一个瞬间
当我们从图上是听不出实际的效果的
所以我们最后
就把检测出来端点跟上节课一样
存储到一个文本文件当中
然后我们可以在
sonic visualizer里面
去打开它
检查一下它是不是正确的时点
我们再算sonic visualizer
里面去打开锣鼓经的音频
打之后我们来显示一下它的频谱
并且把频谱稍微做一个拉伸
这样我们能够比较清楚地看到
板鼓所在的这些位置
然后我们把刚才检测到的端点的
标签文件引入进来
这样话在图上就能看到这些端点
那么除此之外
我们可以给它播放一下
因为这些端点地方
sonic visualizer
会通过一个类似脉冲信号的声音
来显示出来
让我们播放一下
可以看出它检测的位置还是比较正确的
刚才在实验当中
我们只检测了板鼓的锣鼓经
大家可以在课后用实验中同样的方法
把大锣跟小锣的锣鼓经都给找出来
这一课我们只是抛砖引玉的
提供了一个思路而已
那么在实际的实践当中
往往会伴随着一遍又一遍的参数调整
及还要对一些本质上
不可能用分频的方法来完成的任务
比如同样的一件乐器板鼓
那么我们再敲击板骨的正中间
以及敲击板鼓的旁边所发出的
音高是不一样的
还有更严重的是板鼓
和响板的频谱其实是有重叠的
这时候我们用分屏方法就无能为力了
当然这些情况
并不能掩盖滤波器的强大作用
实际上滤波器远不止分频的功能
我们将在下一章
会见识到它在音色合成的能力
那么有关频域音频处理的内容
我们就介绍到这里
下课我们再见
-欢迎辞
-1.1 计算机音乐导言
--计算机音乐导言
-1.2 计算机音乐课程主要内容
-1.3计算机音乐课程资源
-1.4 音乐的基本表达
--音乐的基本表达
-第一章作业
-2.1时域音频处理概述
--时域音频处理概述
-2.2 分窗处理1：OLA叠放
-2.3 分窗处理2：音量计算
-2.4 端点检测
--端点检测
-2.5 振幅包络
--振幅包络
-2.6 音频信号相乘
--音频信号相乘
-2.7 环形调制
--环形调制
-2.8 频率调制
--频率调制
-2.9 频率调制在音乐上的应用
-第二章作业
-3.1 频谱概述
--频谱概述
-3.2 傅里叶变换
--傅里叶变换
-3.3 短时傅里叶变换
--短时傅里叶变换
-3.4 加法合成
--加法合成
-3.5 线性滤波器
--线性滤波器
-3.6 京剧锣鼓经分析
--京剧锣鼓经分析
-第三章作业
-4.1 音色合成概述
--音色合成概述
-4.2 质点弹簧阻尼模型
--质点弹簧阻尼模型
-4.3 双线性滤波器
--双线性滤波器
-4.4 Modal合成
--Modal合成
-第四章测试
-5.1 一维振动模型概述
--一维振动模型概述
-5.2 弦振动模型
--弦振动模型
-5.3 达朗贝尔的行波解
--达朗贝尔的行波解
-5.4 梳状滤波器
--梳状滤波器
-5.5 Karplus Strong算法
-5.6 管状气鸣乐器模型
--管状气鸣乐器模型
-第五章作业
-6.1 音高跟踪概述
--音高跟踪
-6.2 时域音高跟踪
--时域音高跟踪
-6.3 频域音高跟踪
--频域音高跟踪
-6.4 K歌评分
--K歌评分
-第六章作业
-7.1 音频同步概述
--音频同步概述
-7.2 音乐特征提取 CQT
-7.3 音乐特征提取 Chroma
-7.4 动态时间规划概述
--动态时间规划概述
-7.5 动态时间规划实现
--动态时间规划实现
-第七章作业
