2023年8月第19卷第3期系统仿真技术SystemSimulationTechnologyAug.，2023Vol.19，No.3基于快速傅里叶变换的乐器音色特征识别算法研究赵逸凡1，佟庆月1，卢艺1*，戴卫2，廖仲楠2（1.上海交通大学电子信息与电气工程学院自动化系，上海200240；2.上海戴氏琴弦制作社，上海201100）摘要：本研究主要以传统乐器为研究对象，探究了乐器的音色本质。在频域中利用快速傅里叶变换提出了乐音泛音列提取的2种方法，即最大倍频和法和多倍频法，并将二者在不同场景下进行了比较。发现多倍频法具有较好的鲁棒性。同时，考虑到乐音在时间维度上也蕴含一定的信息，进而针对性地使用语谱图以弥补传统频谱中一些信息丢失的问题，并根据提取到的泛音列支持了乐器音色特征识别，在中国传统乐器古琴中进行了算法测试，结果表明本研究所构建的方法可推广到其他中西乐器，未来还可以拓宽到信号特征辨识、材料探伤等领域。关键词:语谱图；音色特征；泛音列提取；快速傅里叶变换ResearchonMusicalInstrumentTimbreFeatureIdentificationAlgorithmBasedonFastFourierTransformZHAOYifan1，TONGQingyue1，LUYi1*，DAIWei2，LIAOZhongnan2（1.AutomationDepartment，SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；2.ShanghaiDai’sStringCompany，Shanghai201100，China）Abstract：Thetimbralnatureofmusicalinstrumentsisexplored，mainlyusingtraditionalmusicalinstrumentsastheresearchobject.TwomethodsofmusicalovertonecolumnextractionareproposedinthefrequencydomainusingthefastFouriertransform，andthetwoareexploredincomparisonindifferentscenarios.Themultifrequencymethodisfoundtohavebetterrobustness.Atthesametime，consideringthatmusicaltonesalsocontaincertaininformationinthetimedimension，andthenthetargeteduseofthespeechspectrogramtocompensateforsomeinformationlossinthetraditionalspectrum，andbasedontheextractedovertonecolumnstosupportthetimbrefeaturerecognitionofmusicalinstruments，thealgorithmwastestedonthetraditionalChineseinstrumentGuqin，showingthatthemethodconstructedinthisstudycanbeextendedtootherChineseandWesternmusicalinstruments，andcanalsobebroadenedtosignalfeaturerecognition，materialdetectionandotherfieldsinthefuture，mat...
