《信号与系统》实验-使用 MATLAB 进行生成数字音乐、生成乐器音乐、音乐处理与添加音乐特效（题目）

使用 MATLAB 进行生成数字音乐、生成乐器音乐、音乐处理与添加音乐特效

实验要求

第一部分：生成数字音乐
目标：

1. 通过运用MATLAB生成音乐信号，熟悉信号的数学表达、信号的离散表达；
2. 学习MATLAB的基本输入输出表达，掌握简单交互界面的制作方法。
   具体要求：
3. 分析音乐的频率构成，选择一段熟悉的音乐，根据其音调和时长生成数字音乐；
4. 制作基本的图形化界面对音乐生成过程进行控制。

第二部分：生成电子琴音乐

目标：

1. 通过数字音乐进行频域饿的谐波添加，熟悉信号在时域和频域的表达；
2. 通过对数字音乐在时域的包络调制，熟悉信号的时域处理。
   具体要求：
3. 分析钢琴、小提琴和萨克斯的音色差异，了解频域的谐波构成对形成不同音色的作用，对生成的数字音乐进行谐波添加，至少生成两种音色的音乐风格；
4. 分析钢琴、小提琴和萨克斯的音色差异，了解时域的包络调制对形成不同音色的作用，对生成的数字音乐进行包络调制，至少生成两种音色的音乐风格。

第三部分：音乐处理

n 目标

¨ 通过设计频域滤波器，对生成的数字音乐进行频域滤波，达到要求的音响效果；

¨ 通过设计时域滤波器，对生成的数字音乐进行时域滤波，达到要求的音响效果；

n 具体要求

¨ 分析古典、流行、爵士等音乐风格的频率特性，设计频域选择性滤波器，对生成的数字音乐进行滤波处理，至少达到两种音乐风格的效果；

¨ 分析古典、流行、爵士等音乐风格的频率特性，设计时域选择性滤波器，对生成的数字音乐进行滤波处理，至少达到两种音乐风格的效果；

¨ 所生成的时域、频域滤波器均需要可以实时操作改变音乐效果

¨

选做部分：音乐特效

n 目标和要求

¨ 改变音乐音调，但保持音乐节奏不变；

¨ 改变音乐节奏，但保持音乐音调不变；

¨ 添加回声、混响等音乐特效

¨ 歌曲的人声消除处理

实验目标.

1． 使用MATLAB生成具有各种乐器音色的《小城故事》音乐：

相关思路为：

（1） 通过分析各种乐器的单音音频，得到相关乐器的包络与泛音列信息；

（2） 录入《小城故事》的数字简谱；

（3） 根据简谱，利用（1）中所得的信息，通过调用不同乐器的相关函数，生成具有不同乐器音色的《小城故事》音乐。

2． 使用MATLAB中的App designer进行交互界面的设计，开发一个操作简单方便、界面美观大、基本功能齐全的音乐播放器。

播放器包括以下功能：

\1) 可从电脑导入歌曲生成歌曲列表，并可从列表中删除歌曲；

\2) 对列表中的音乐进行开始播放、暂停播放与结束播放；

\3) 实现上一曲与下一曲的切换；

\4) 实现实时调整播放音量的大小；

\5) 播放音乐时显示以分钟和秒为单位的实时进度条；

\6) 可通过拖动进度条改变实时播放；

\7) 实现播放速度的改变，改变后实现断点播放；

\8) 对每个正在播放的音乐，显示其整体时域波形、实时2s内的时域波形；

\9) 显示通过FFT得到的前半部分频域波形；

\10) 显示两个时域波形的包络图形；

\11) 为音乐添加回响效果；

\12) 通过时域滤波与频域滤波，实现以不同的音乐风格（爵士、舞曲、流行、摇滚和金属）来播放歌曲；

\13) 通过对歌曲的人声消除，获得相关纯音乐。