本文所研究的旋律建模属于计算机音乐技术的一个重要分支，其目的是利用多项式函数为旋律构建一组基于情感的模型，该研究可为基于内容的检索、自动作曲、音乐的情感分析等提供基本模型。旋律是音乐的基本要素，以一定的调式和节拍为基础，按特定的音高、时值和音量构成，但总是遵循复杂并严谨的规则，是艺术表达的基石，对旋律建模的研究可以为计算机音乐的研究提供一些思路。本文提出了一种新的多项式轮廓表示法来构建数据模型描述旋律，旋律轮廓可以由一种曲线来表达，这种曲线由有效的多项式等式结合起始音符的音高生成。为了能在数字上表示轮廓，我们将同时研究旋律片段的时限和多项式等式的系数。在介绍了旋律轮廓的不同理论，启发式的分析方法和计算方法之后，本文通过一些实例说明了利用多项式来表征旋律是有效的，多项式曲线可以作为旋律信息计算处理的基本模型。音乐是情感的艺术，包含丰富而深刻的感情内涵。本文借鉴了以前的情感分类理论，将音乐的情感大致分成四种离散的类型，对每一种类型进行详细的样本采集，并对计算多项式轮廓的方法进行详细介绍，最后通过一个实例详细说明旋律建模的过程。模型建立以后，选取了一些旋律对模型进行验证，并对各种验证结果进行详细分析，来证明模型的准确性与有效性。以情感分类为基础，使用多项式来表达旋律轮廓是本文主要的创新点。这种模型除了可以减少生成旋律的成本之外，还可提高生产效率，降低情感表达的难度，对音乐情感检索、自动作曲及情感分析有一定的实用价值。在基于情感内容检索的过程中，说明了相似性度量的方法，同时探讨了该模型在自动作曲以及情感分析中的应用。该研究对算法作曲和基于情感对音乐进行检索具有一定的理论基础意义和实用价值。