吉他和弦识别算法？

Posted 2023-02-14

【中文标题】吉他和弦识别算法？

【英文标题】：Guitar Chord Recognition Algorithm?

【发布时间】：2011-05-01 06:58:51

【问题描述】：

有什么好的数字信号处理算法可以很好地处理吉他和弦？由于快速傅里叶变换，我认为只有在吉他上弹奏的单个音符上才准确，而不是同时弹奏的音符（即和弦）。

谢谢！

【问题讨论】：

向 Melodyne 的人提问：youtube.com/watch?v=jFCjv4_jqAY

您认为 FFT 在您的案例中不准确的依据是什么？

【参考方案1】：

简短的回答是，您需要的算法远不止一种。好的和弦识别方法可以更恰当地描述为“系统”，但通常它们确实基于到频域的初始变换（最常见的是 DFT）。

如果你想要类似这首歌的和弦表示

C G Am F7 F6 C ...

那么这实际上是一个在识别一段音频中的音符时略微消除的问题。其实有两个问题（粗略地说）：

随时查找存在哪些音高 随着时间的推移对这些音高进行分组，以便能够将和弦标签分配给时间间隔。

事实证明，从时域（普通音频）转换到频域（频谱表示）的方式的重要性有限。事后做什么非常重要，并且通常使用复杂的概率模型（类似于语音识别中的模型：HMM、DBN 等）来解决这个问题。

尝试使用谷歌学者“和弦转录”，或“和弦检测”，或“和弦标记”进行该领域的高级研究。

这些方法中的大多数使用离散傅里叶变换 (DFT) 来创建初始频谱图。在进一步的处理过程中，它们也往往略有不同，尽管已经使用了不同的时间序列平滑技术：隐马尔可夫模型、动态贝叶斯网络、支持向量机 (SVMstruct) 和条件随机场等。 最先进的转录器使用自动调音、键信息、低音音符信息和公制位置信息来改进结果。我的thesis（第 2 章）提供了一个很好的概述。

开源和弦检测算法：

Chordino http://isophonics.net/nnls-chroma http://clam-project.org/ 的脊索数据 LabROSA 和弦识别http://labrosa.ee.columbia.edu/projects/chords/

希望这会有所帮助。

【讨论】：

+1 以获得良好的答案并能够在答案中引用您自己的论文。

我在使用 LabROSA Chord Recognition 时遇到困难，您能指导我如何使用它吗？我使用终端命令 extractFeaturesAndTrain_svm 和 doChordID_svm，但无法识别

【参考方案2】：

好吧，您可以尝试另一组频域算法，例如小波。但我不确定这是否会解决您的准确性问题。实际上，我不明白您在使用 FFT 时遇到了什么问题。它始终是和弦的近似值，没有完美的方法来检索那种关于声音的信息。

因此，这取决于您对该频谱进行的分析，对于单音符，实际上有很多比 FFT 更好的算法，但对于和弦，您很可能必须使用 FFT。

您必须处理的问题是将基本谐波与高次谐波分开，可能有帮助的一件事是仅考虑吉他范围内的频率。 如果您只需要处理吉他声音，则应该花一些时间研究吉他的正常频域图，并尝试使用它来提高准确性。

【讨论】：

嗨！使用 FFT 时，是否可以使用 bin 的强度来尝试确定组成和弦的音符？因为我认为它们之间会有某种关联。

【参考方案3】：

有一些相当成功的工具使用 DFT (FFT)，但它们在计算 DFT 后会进行大量处理。

尝试this link 了解当前最先进的技术水平，或使用谷歌“Chordino”或“Chordata”了解开源和弦提取算法。

【参考方案4】：

如果您正确设置软件，FFT 可以而且会为您提供所有单音。 FFT 的重点是区分色调，或者如果您是天体物理学家，您想知道来自恒星的光中的单个元素（硫、氢......）。

谐波不是问题，因为它们的“功率”低于基频，例如 C=440hz，但 C=880hz 也是如此，但 880 将是 FFT 结果中较小的尖峰。

【讨论】：

不，这不是真的，如果您尝试绘制 FFT 产生的频谱，例如，对于在小提琴上演奏的 C5 音符，您会发现 C5 的振幅低于 C6。

@YuriyKravets 我认为他的意思是你可以找到根音，因为正如他所说，它将是具有最大“力量”的那个

【参考方案5】：

科学家之间有一个contest，人们试图分析音乐的不同参数。本次比赛的一个部分是和弦识别。该竞赛是公开的，因此任何人都可以参与并展示该领域的结果。 2011年度成绩公布here。

我的一个朋友在这方面取得了不错的成绩（在这次比赛中也是如此）。您可以在他的webpage 上了解他的方法。