(原)关于音频onset detection算法的阅读

Posted 2022-06-24 lihaiping

Orgin:Using Audio Onset Detection Algorithms

 

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QMUL算法: 这个基于信号的算法，它结合了能量(观察信号的能量)和相位(观察FFT状态偏差)所共同构成复域。它包括一个自适应增白组件，该组件平滑了信号的时间和频率变化，从而通过“将每个频段的幅度引入一个类似的动态范围，使振幅较大的峰值更加明显。该算法跟进复域内的峰值计算每个频域内发生突发事件的可能性，并使用峰值选取算法来标记onset.

 

 

Aubio:关于onset detection的算法aubio和QMUL算法类似，它改进了onset detection中的自动校正功能，通过计算节拍周期，phase相位对齐方法.主要是根据周期，相位，节拍来做预测。这个算法有两个主要的变量参数值：threshold阀值0.01-0.99(主要用于峰值拾取)和onset模式(对于detection功能，包含高频内容，复域，能量和光谱差异)。

例如分析下面的长笛音乐，采用了复域的分析方法。然后系统参数变量调优中FFT bin大小为1024，增量大小为512，峰值阀值threshold设置为0.5,寂静阀值设置为-50dB,以及内部最小的onset间隔设置为40ms。由于相位声编码器的存在，窗口大小window设置为1024，跳数hope设置为512. 通过改变峰值选取算法的阀值，越低或者越高，会导致过多或者过小的onset。

 

实际情况和aubio的onset算法分析结果的对比展示如上图。在上图可以看出来，在这个音乐中11个真实的onset都被正确的发现了。

 

Pyin算法：它和上述算法的不同之处在于，他的目的是检测音高,而不是显式的onset detection，并且是一种基于概率的方法。它提取给定频域范围内的音高。由于该算法的设计在基频估计的基础上附加了一个时间戳，证明了他是一个有效的onset detection竞争者。同时这个信息可以用于推断音符的onset.

使用示例，系统使用FFT bin 大小为1024个样本，增量大小为512，YIN threshold(一组相关概率的音高候选值)全部设置为11,抑制低幅度音高估计值设置为0.1(将振幅抑制在一定值以下),onset的灵敏度设置为0.7(相当于峰值拾取)，分析的结果如下图：

 

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