音乐认知研究及其计算分析

论文摘要

音乐认知研究作为一个多学科交叉的领域已经成为国际上的研究热点,受到越来越多的关注。从跨文化的角度出发研究音乐对认知的影响更是一个新兴的课题。另一方面,采用“自然机制”来进行计算化研究的观点为人工智能走出困境指明了出路。本论文正是在此大背景下提出将音乐认知研究作为研究脑机制的切入点,从跨文化角度出发,深入探讨音乐对“注意”这一高级认知功能的影响及其神经机制。本论文首次详细探讨了具有中、西文化特征的古琴和钢琴音乐对注意的影响[1]。发现了古琴和钢琴音乐对注意的影响在三个维度上(长/短时影响;听/视觉通道;早/晚期加工阶段)均表现出极大差别。这一研究填补对古琴音乐认知研究的空白,从跨文化的角度首次进行了中西音乐对比研究。本论文还从莫扎特效应入手,深入探讨音乐对注意的影响机制[2]。发现了“莫扎特效应”对随意注意的影响在中国被试身上的反映与西方被试一致;第一次对莫扎特效应对非随意注意的影响进行了研究,发现了莫扎特效应对两种注意都会产生影响。基于这些研究结果,本文对未来的研究提出一些设想。包括进一步研究跨文化音乐对情绪控制、社会认知等其他认知能力的影响;将被试的文化背景因素引入到跨文化音乐认知研究中等。在论文研究的整个实验分析中,脑电分析技术和统计分析算法是始终贯穿其中的重要手段。除了经典的ERP分析方法,本文还对ICA聚类方法做了一些探讨性研究工作。利用认知科学的手段对中西音乐影响进行深入研究,一方面能够使我们更加科学地利用音乐改善生活,对人类智能的发展也具有深远影响。另一方面,以音乐认知研究为切入点,深入了解大脑的神经机制,对解开大脑之谜有深刻的意义。解开大脑之谜,对下一步的计算建模,智能模拟、仿真具有重要的现实意义。音乐认知研究包含相当丰富的研究内容,本文的研究工作只是其中很小的一个部分。还有大量的研究工作需要我们继续努力。认知机制的研究还只是第一步,要达到实现具有智、情、意三位一体的真正的人工智能还有很长的路要走。希望本文的研究成果能成为人工智能的发展添砖加瓦。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• Content
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 人工智能研究的困境
• 1.1.2 人工智能研究的新思路
• 1.2 研究内容和创新性
• 1.3 论文结构
• 第二章 音乐认知研究综述
• 2.1 对音乐认知的研究
• 2.1.1 音乐基本要素认知的神经基础
• 2.1.2 对音乐情绪认知的神经基础
• 2.1.3 音乐认知与语言认知的对比
• 2.2 音乐对认知影响的研究
• 2.2.1 音乐对大脑的可塑性
• 2.2.2 音乐对认知能力的影响
• 2.3 音乐与注意相互关系的研究
• 第三章 脑电信号分析相关技术
• 3.1 脑电的产生原理及特性
• 3.2 脑电数据的记录及分析方法
• 3.3 事件相关电位ERP
• 3.3.1 ERP的基本概念
• 3.3.2 ERP的实验内容
• 3.3.3 ERP分析技术
• 3.4 对脑电分析的探索性研究
• 3.4.1 脑电局限性及解决的途径
• 3.4.2 独立成分分析在ERP中的应用
• 3.4.3 脑电独立成分的聚类
• 第四章 具有不同文化特征的音乐对注意的影响研究
• 4.1 研究背景
• 4.1.1 跨文化音乐认知研究
• 4.1.2 跨文化音乐的选择
• 4.2 研究目的
• 4.3 研究一:两种音乐对听觉注意的影响
• 4.3.1 实验1a:两种音乐对听觉注意的短时影响
• 4.3.2 实验1b:两种音乐对听觉注意的长时影响
• 4.3.3 综合分析
• 4.3.4 小结
• 4.4 研究二:两种音乐对视觉注意的影响
• 4.4.1 实验2a:两种音乐对视觉注意的短时影响
• 4.4.2 实验2b:两种音乐对视觉注意的长时影响
• 4.4.3 综合分析
• 4.4.4 小结
• 4.5 总结
• 第五章 莫扎特效应对注意的影响研究
• 5.1 实验背景
• 5.2 实验目的
• 5.3 实验3a:莫扎特音乐对注意的影响
• 5.3.1 实验方法
• 5.3.2 实验结果
• 5.3.3 讨论和小结
• 5.4 实验3b:莫扎特效应与声音效应
• 5.4.1 实验方法
• 5.4.2 实验结果
• 5.4.3 讨论和小结
• 5.5 对ICA聚类的探索性研究
• 5.6 总结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 博士研究生期间的学术成果
• 博士研究生期间参与的科研项目
• 致谢