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《基于Hilbert映射的元胞自动机音乐生成算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、27卷第1期微电子学与计算机Vol.27No.12010年1月MICROELECTRONICS&COMPUTERJanuary2010基于Hilbert映射的元胞自动机音乐生成算法1,2211王存睿,段晓东,刘向东,李志洁(1大连民族学院非线性信息技术研究所,辽宁大连116600;2东北大学系统科学研究所,辽宁沈阳110004)摘要:详细介绍了元胞自动机中各种元胞一维、二维音符映射规则,而且详细讲解了其实现技术,而且通过对音乐序列元胞规则的特征进行分析,构建了基于Hilbert曲线映射元胞音符映射方案,实验也表明该音符映射
2、方案能够反映出二维元胞的图案周期变化.关键词:元胞自动机;音乐生成;Hilbert映射中图分类号:TP18文献标识码:A文章编号:1000-7180(2010)01-0005-04TheCellularAutomataMusicAlgorithmBasedonHilbertMapping1,2211WANGCunrui,DUANXiaodong,LIUXiangdong,LIZhijie(1ResearchInstituteofNonlinearInformationTechnology,Dalian
3、NationalitiesUniversity,Dalian116600,China;2ResearchInstituteofSystemScience,NortheasternUniversity,Shenyang110004,China)Abstract:Thispaperanalysestheemergenceofcellularautomata,showsthefeatureoftherulewhichfitstocreateperfectMusicSeriesandproposedanewmappingfromtwod
4、imensionalcellularautomatatomusicSeries.Meanwhile,alsoshowsthewaytodesignCAmusicgeneratorbyJavaMIDIclasslibrariesandcriticaltechnologies.Keywords:cellularautomata;musicgenerator;Hilbertmapping1引言2元胞自动机创作音乐并不是人类独有的技能,自然的序列CA是一种时间、空间和状态都离散的动力系也可以产生优美的音乐.音乐序列是存在波动的复[1]
5、统,在空间上由一些特定规则的格子所组成,每杂系列,复杂是介于规律和混沌之间的一种状态.很个格子看作一个元胞;每一个元胞可以具有一些有多学者利用混沌理论和分形技术来生成音乐,都取限的、离散的状态,某一时刻处于一种状态.在每个得了一定效果.元胞自动机(CellularAutomata,CA)离散的时间步,格子上的每一个元胞根据其周围的由数学家StanislawM.Ulam与JohnvonNeumann元胞情况,按照统一的局部规则改变状态.于20世纪50年代提出的一种离散型动力系统.元规则是元胞自动机的核心,决定了元胞自动机胞自动机的魅
6、力在于可以利用简单、单一的规则产的演化形态.规则是利用当前时刻邻居元胞的状态生复杂的行为,其产生的优美演化图案与音乐曲谱来确定下一时刻核心状态的动力学函数,它可以记具有一定的相似性,很多科学家将元胞自动机产生为f:st+1ttti=f(si,sN),sN为t时刻的邻居状态组合,的复杂图案通过变换将其表达为音乐,这不仅丰富i[2]st为t时刻核心元胞的状态.了元胞自动机的应用领域,也为音乐自动生成技术[1]一种规则和一种初始状态对应一种元胞自动机提供一种新的方案.的状态,不同规则和初始状态的元胞能够演化出不同的图案.如一维元胞自动机
7、,其演化的状态可分为收稿日期:2009-01-12;修回日期:2009-03-12基金项目:国家自然科学基金项目(60573124);辽宁省自然科学基金项目(20072197);高校科研项目计划项目(20060146)6微电子学与计算机2010年四种动力学行为,如图1所示,主要包括平稳型、周5种.其中前4种映射中的每个元胞的状态只有0、1期型、混沌型和复杂型.平稳型为自任何初始状态开两种状态,第5种是通过偏移量来构建的.始,经过一定时间运行后,元胞空间趋于一个空间平(1)简单音乐的生成算法稳的构形,不随时间变化而变化.周期型是经一
8、定时每一列元胞代表一个固定的音符,将一维自动间运行,元胞空间趋于一系列简单的固定结构(Sta机的演化状态中的每个元胞对应一组八度音节.这blePaterns)或周期结构(PerlodicalPatterns).混沌种映射函数没有加任何的音乐节奏和
