随着数字科技的发展，MP3凭借极高的压缩比与极小的失真，成为目前最受欢迎的数字音乐压缩格式，广泛在网络上流行。从大量的MP3音乐资料中检索出自己想要的歌曲，目前只能通过查询歌曲名或歌手名等信息进行检索。如果仅仅是知道一个曲调，就无法搜索到自己想要的歌曲。本文针对这种现况，主要对MP3音乐的哼唱检索进行了研究，使用户只要通过麦克风哼唱一首乐曲的旋律片段，就可以得到所要检索的MP3音乐。目前对哼唱检索系统的研究大部分都是对MIDI格式的检索，对MP3格式的处理研究的较少，另外对哼唱的要求多数是要求用特殊的哼唱方式，对于连续哼唱和带歌词哼唱研究较少。即使采用了连续哼唱的方式，也是提取出旋律轨迹信息后，使用用字符表示法表示，用字符匹配法进行匹配。在对哼唱信号的基频提取上，多数研究使用传统的方法对哼唱输入信号进行基频提取，在提取的过程中会出现种种的问题，对旋律轨迹的准确性造成一定程度的影响。由于连续哼唱方式下旋律轨迹数据量大，所以需要设计一个快速的旋律匹配算法进行旋律匹配计算。针对上面的问题，本文进行了如下的工作：在哼唱输入信号的特征提取模块中，对传统的基频提取算法进行了研究，发现了传统的基频提取算法中存在着各种各样的问题，针对要处理的带歌词哼唱和不带歌词哼唱两种哼唱输入信号，提出了一种小波变换结合自相关函数法对哼唱输入信号进行分析，提取基频轨迹的方法；在MP3旋律特征库的建立上，考虑到一首歌曲中最令人难忘的部分是人声演唱部分，所以首先对MP3音乐进行了预处理，将音乐中的人声信息提取出来，然后将人声部分的MP3音乐进行解码，在解码过程中提取基频；提出了一种精确音程表示法来表示旋律轮廓，使用音程表示法表示MP3旋律轮廓，并根据旋律轮廓建立MP3的旋律特征数据库；在旋律匹配检索模块中，提出了一种数值索引的方式，对旋律特征库中的音程信息建立索引，优化了动态时间规整(Dynamic Time Warping，DTW)算法；设计了一个基于哼唱的MP3音乐检索系统，针对各个模块进行实验模拟分析，证明了提出方法的有效性。