28、嘈杂生物信号在音乐表演中的分析

嘈杂生物信号在音乐表演中的分析

在当今科技飞速发展的时代，生物信号传感器变得小巧、经济且无线化，这为其在音乐表演领域的应用带来了新的可能。然而，要将这些传感器有效应用于现场音乐表演，仍面临诸多挑战。本文将深入探讨如何克服这些挑战，实现生物信号在音乐表演中的创新应用。

1. 引言

将生物信号测量融入现场音乐表演是一种全新的尝试。其背后的动机源于对廉价便捷生物信号传感器的利用需求，但同时也面临两大技术挑战。

一方面，传感器提供的原始信号嘈杂且不可靠，无法直接用于音乐创作。例如，从嘈杂的心电图（ECG）信号中获取的心跳标记直接触发音符会因心跳缺失或误判而打乱节奏。另一方面，生物数据在时间和幅度上具有高度可变性，将生物信号融入音乐创作需要对数据进行处理。为了实现现场表演，我们需要一个在线解决方案来应对这些挑战。

我们的贡献主要体现在两个方面。一是提出了生物信号分析方法，将不规则生物信号的嘈杂测量转化为适合音乐使用的一致且不间断的输出。二是实现了将分析结果集成到现场音乐表演中的实际方案。

我们构建分析系统时，遵循了以下要求：
- 对音乐家可用 ：具有足够的输出范围以表达情感，能在嘈杂生物信号环境中保持稳健，且工作机制易于学习，有清晰的操作模型。
- 便于创作 ：表演者能够忠实传达作曲家的意图，我们更倾向于优先实现作曲家的意图，而非单纯追求生物信号的高保真表达。
- 服务于音乐表演 ：使信号分析的输出具有可调节性，并设想由一名“分析监督员”来监控和调整生理数据，以适应音乐表达的需求。

此外，