鄭艷君

（河南理工大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，河南 焦作 454000）

模糊數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的音樂情感檢索研究

鄭艷君

（河南理工大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，河南 焦作 454000）

音樂在人們的日常生活中有著舉足輕重的地位，檢索音樂的方式有音樂名稱、作曲家、演唱家和歌詞檢索等。然而通過檢索音樂情感的方式對(duì)音樂進(jìn)行檢索也是一個(gè)有效的途徑。音樂是情感的載體，如何對(duì)音樂情感進(jìn)行量化是音樂情感檢索的技術(shù)關(guān)鍵所在。本文對(duì)音樂情感的特征進(jìn)行闡述，通過模糊數(shù)學(xué)的概念對(duì)音樂情感進(jìn)行量化，提出一種基于模糊數(shù)學(xué)的音樂情感檢索方式，促進(jìn)人們檢索到所需要的音樂資源。

模糊數(shù)學(xué)；音樂情感；檢索

隨著社會(huì)的進(jìn)步和人們生活水平的提高，人們除了追求物質(zhì)方面的需求之外，還有精神方面的需求，如對(duì)音樂的欣賞，音樂資源也逐漸融入到人們的日常生活中。目前網(wǎng)絡(luò)音樂資源具有種類繁雜和數(shù)量龐大的特點(diǎn)，這就給音樂資源的查找和檢索帶來一定的障礙，亦對(duì)音樂的交流造成一定的困難?；诖?，人們對(duì)音樂檢索提出一種新的方式，即結(jié)合現(xiàn)有音樂名稱檢索、作曲家檢索和歌詞檢索等文本檢索對(duì)音樂資源進(jìn)行音樂情感的檢索。但是音樂情感具有比較模糊的特征，不同于文本信息可以用文字進(jìn)行準(zhǔn)確描述。音樂情感是音樂的表現(xiàn)形式之一，如何對(duì)音樂情感進(jìn)行量化并用文字進(jìn)行準(zhǔn)確描述成為音樂情感檢索的關(guān)鍵問題。運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的思路可以針對(duì)音樂情感的模糊特征進(jìn)行量化，進(jìn)而找出基于模糊數(shù)學(xué)的音樂情感檢索方式。

一、模糊數(shù)學(xué)概述

模糊數(shù)學(xué)產(chǎn)生于本世紀(jì)六十年代，旨在對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中客觀存在一些模糊性的物質(zhì)和現(xiàn)象用數(shù)學(xué)的理念進(jìn)行探索和分析，模糊數(shù)學(xué)并不是對(duì)數(shù)學(xué)的精準(zhǔn)性和嚴(yán)密性進(jìn)行全盤否定，反而是運(yùn)用數(shù)學(xué)中精準(zhǔn)性和嚴(yán)密性的理念對(duì)模糊性的事物和現(xiàn)象進(jìn)行量化，模糊性數(shù)學(xué)發(fā)展主要體現(xiàn)在應(yīng)用方面。所謂“模糊性”是指客觀事物和現(xiàn)象中的不確定性。如欣賞一首音樂作品后，對(duì)音樂進(jìn)行評(píng)價(jià)，說這首音樂作品“動(dòng)聽”，這就是一個(gè)模糊性的描述，人們對(duì)“動(dòng)聽”的概念沒有明確的定義，亦很難界定“動(dòng)聽”與“不動(dòng)聽”的界線，也許這首音樂作品相對(duì)于前一首音樂作品比較“動(dòng)聽”，但是相對(duì)于另一首音樂作品，這首音樂作品就“不動(dòng)聽”，人們對(duì)“動(dòng)聽”的程度沒有明確的定義，亦即對(duì)這種模糊性的事物和現(xiàn)象進(jìn)行量化。為了從根本上解決這個(gè)問題，使客觀存在的模糊性事物和現(xiàn)象能運(yùn)用數(shù)學(xué)的理念進(jìn)行量化，從而對(duì)模糊性的事物和現(xiàn)象進(jìn)行研究和探索，產(chǎn)生了模糊數(shù)學(xué)的概念[1]。

二、音樂情感的特征

音樂本身涵蓋音符、音調(diào)、曲譜、歌詞等內(nèi)容，而從人們的視角進(jìn)行出發(fā)，音樂還應(yīng)包含音樂情感，音樂情感是音樂的內(nèi)涵，音樂是音樂情感的載體，缺少音樂情感的音樂徒具形骸，不能稱之為完整的音樂。從人們的視覺出發(fā)，音樂情感是客觀存在的，如自然環(huán)境發(fā)出的聲音就不含有情感。音樂的情感是創(chuàng)作者將自身的情感和生活感悟賦予音樂，通過音樂的形式向人們展現(xiàn)，是創(chuàng)作者主觀意識(shí)的體現(xiàn)?？v然創(chuàng)作者賦予音樂的音樂情感是一定的，但對(duì)于欣賞音樂作品的人們來說，每個(gè)人都有對(duì)音樂作品以及所蘊(yùn)含的音樂情感的認(rèn)識(shí)和感悟，與創(chuàng)作者的音樂情感也不盡相同?？梢哉f音樂的情感既是明確的，又是模糊的，如何能在音樂作品中準(zhǔn)確描述音樂的情感，仍須我們?cè)趯?shí)踐中不斷探索和分析。只有這樣，才能使我們更加準(zhǔn)確的對(duì)音樂情感進(jìn)行描述。由于創(chuàng)作者主觀情感的表達(dá)與欣賞音樂聽眾的音樂情感認(rèn)可度不一致，聽眾利用自身的情感疊加到創(chuàng)作者的音樂情感，使音樂展現(xiàn)出不一樣的音樂情感[2]。因此，將聽眾的音樂情感和創(chuàng)作者的音樂情感進(jìn)行統(tǒng)一表達(dá)的關(guān)鍵就在于對(duì)音樂情感的特征進(jìn)行分析，繼而對(duì)運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的理念對(duì)音樂情感進(jìn)行分類。

三、基于模糊數(shù)學(xué)模型對(duì)音樂情感進(jìn)行分類和量化

目前，大部分的音樂檢索是利用音樂名稱、作曲家、演唱家和歌詞檢索等方式對(duì)音樂作品進(jìn)行檢索。然而，這種檢索分類方式找到的音樂作品，僅僅是大量的音樂所表現(xiàn)出的性能相似的物理特性，忽視了音樂本身所蘊(yùn)含的具有豐富內(nèi)涵的音樂情感。如何利用音樂情感進(jìn)行音樂作品的檢索，關(guān)鍵在于要找到情感進(jìn)行分類和進(jìn)行量化。首先要建立音樂情感模型，其次構(gòu)建情感詞匯典，最后利用歌詞的文本內(nèi)容對(duì)音樂情感進(jìn)行分類。

（一）建立音樂情感模型和構(gòu)建音樂情感詞匯典

從某種角度來看，不同類型的音樂作品具有不同的音樂情感，如“歡快”、“悲傷”和“莊重”等。本文基于數(shù)學(xué)模型的理念將歌詞的文本內(nèi)容作為音樂情感分類的載體。因此，建立一個(gè)音樂情感的模型作為分類的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)是非常有必要的。本文的音樂情感模型見表1。

表1 音樂情感模型

（二）對(duì)音樂情感進(jìn)行分類和量化

誠(chéng)然每個(gè)人對(duì)音樂情感的認(rèn)可程度不盡相同，如創(chuàng)作者賦予音樂的音樂情感是自身的情感和對(duì)生活的感悟，欣賞音樂作品的聽眾對(duì)音樂作品亦有自身的主觀認(rèn)識(shí)，由于每個(gè)人對(duì)音樂情感的認(rèn)可程度不一致，本文均以音樂作品創(chuàng)作者的音樂情感為標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)音樂情感的模型對(duì)音樂情感的類別進(jìn)行具體描述，分為情感詞匯1、情感詞匯2、情感詞匯3、情感詞匯4、情感詞匯5、情感詞匯6，每一列的情感詞匯包含8個(gè)詞，總計(jì)共56個(gè)詞，這56個(gè)情感詞匯都是經(jīng)過提煉的音樂情感和各個(gè)特征，由56個(gè)詞匯組成音樂情感詞匯詞典[3]。其中從音樂網(wǎng)站下載流行歌曲的LRC歌詞組成了歌詞庫(kù)，作為音樂情感詞匯的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基本信息。根據(jù)對(duì)歌詞文本內(nèi)容與56個(gè)音樂情感詞匯進(jìn)行比對(duì)，找出與56個(gè)音樂情感詞匯相似度較高的一個(gè)詞匯，這樣就能對(duì)音樂情感的類別進(jìn)行初步分類。

本文就利用歌詞庫(kù)的其中一首歌曲的LRC歌曲《大中國(guó)》為例，具體的歌詞見圖1。對(duì)該歌詞的文本內(nèi)容進(jìn)行分類，繼而對(duì)該音樂作品的音樂情感進(jìn)行分類。根據(jù)《大中國(guó)》的歌詞文本內(nèi)容與音樂情感的詞匯進(jìn)行比對(duì)，得出此首音樂作品的音樂情感與音樂情感詞匯的“熱情”和“神圣”相似度較高，因此《大中國(guó)》的音樂情感類型即為“熱情”和“神圣”。基于模糊數(shù)學(xué)的理念對(duì)音樂情感的進(jìn)行量化，即是根據(jù)音樂作品歌詞文本內(nèi)容與既定的音樂情感詞匯進(jìn)行比對(duì)，由于音樂情感詞匯也已對(duì)情感的程度進(jìn)行了初步定義，因此將音樂作品的歌詞文本內(nèi)容與音樂情感詞匯進(jìn)行相似度的比對(duì)時(shí)，就對(duì)音樂作品的音樂情感進(jìn)行了量化。對(duì)音樂作品和音樂資源所蘊(yùn)含的音樂情感進(jìn)行量化后，就可以利用音樂情感的方式對(duì)音樂資源進(jìn)行查找和檢索。

圖1 《大中國(guó)》歌詞文檔

四、結(jié)語

由于音樂資源的種類繁雜和數(shù)量龐大，使得檢索相應(yīng)的音樂資源時(shí)產(chǎn)生一定的困難和障礙。為了從數(shù)量龐大的音樂作品庫(kù)中檢索出所需要的音樂作品，可以利用模糊數(shù)學(xué)的原理對(duì)音樂作品的音樂情感進(jìn)行量化，通過建立音樂作品的音樂情感詞匯詞典，將音樂作品的歌詞文本內(nèi)容與音樂作品的音樂情感詞匯進(jìn)行相似度的比對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)了音樂作品的音樂情感的分類和量化，亦使人們能快速檢索出所需要的音樂資源。

[1] 高友平,童名文,張凱等.基于模糊數(shù)學(xué)的音樂情感檢索技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2013,40(6):233-237.

[2] 趙亮.基于音樂情感特征提取的音樂檢索分析[J].信息通信,2015,04:292.

[3] 魏華珍,趙姝,陳潔,劉峰.特征組合的中文音樂情感識(shí)別研究[J].安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,06:30-36.

鄭艷君（1976-），女，河南安陽人，河南理工大學(xué)數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院講師，博士，主要研究方向：數(shù)學(xué)理論研究。