CN102339617B - 基于计步数据的作曲系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于计步数据的作曲系统及其方法，通过感测计步数据，并且将计步数据转换成音乐控制指令，以便根据音乐控制指令调整乐器数字界面档案的节拍信息及事件信息并进行播放，用以达成提高得知计步数据变化的便利性的技术功效。

Description

基于计步数据的作曲系统及其方法

技术领域

本发明为有关于一种作曲系统及其方法，特别是指一种能够根据计步数据调整乐器数字界面档案的作曲系统及其方法。

背景技术

近年来，随着半导体科技的蓬勃发展与保健意识的提升，许多能够感测生理数据的健身器材，如：计步器及跑步机等，便如雨后春笋般冒出。然而，随着大众需求的提升，仅能感测生理数据的健身器材已逐渐无法于市场中生存。

一般而言，健身器材能够通过感应器将使用者运动所产生的物理量转换为数据，以便提供使用者得知当前的运动状态。以计步器为例，在使用者行走时，计步器将感应使用者的步伐速度、步伐大小、步伐幅度……等等，用以产生相应的计步数据并进行显示。然而，单纯显示计步数据并无法提升使用者的运动兴致，而且使用者在运动中亦不便得知计步数据的变化。

有鉴于此，便有厂商提出结合音乐播放的计步装置。如此一来，使用者即可在运动过程中聆听音乐。不过，以此方式虽然能够通过播放音乐的方式，进而提升使用者的运动兴致，但是仍然无法有效帮助使用者得知计步数据的变化。

综上所述，可知现有技术中长期以来一直存在无法让使用者直接感受到计步数据的变化的问题，因此实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

有鉴于现有技术存在的问题，本发明遂公开一种基于计步数据的作曲系统及其方法。

本发明所公开的基于计步数据的作曲系统，其系统包含：储存模块、选择模块、感测模块、作曲模块及输出模块。其中，储存模块用以储存乐器数字界面(Musical Instrument Digital Interface,MIDI)档案，其中每一乐器数字界面档案均包含节拍及事件信息；选择模块用以选择其中一乐器数字界面档案，并且载入所选择的乐器数字界面档案及其所包含的节拍信息及事件信息；感测模块用以持续感测计步数据，所述计步数据包含步伐速度、步伐大小及步伐幅度；作曲模块用以将计步数据转换为音乐控制指令，并执行此音乐控制指令以调整载入的节拍信息及事件信息，其中，所述步伐速度用以转换为节拍参数，所述步伐大小转换为音量参数，所述步伐幅度转换为音高参数；输出模块用以依序读取调整后的节拍信息及事件信息以产生相应的音色。

至于本发明的基于计步数据的作曲方法，其步骤包括：提供乐器数字界面档案，其中每一乐器数字界面档案均包含节拍信息及事件信息；选择其中一乐器数字界面档案，并且载入所选择的乐器数字界面档案及其所包含的节拍信息及事件信息；持续感测计步数据，所述计步数据包含步伐速度、步伐大小及步伐幅度；将计步数据转换为音乐控制指令，并执行此音乐控制指令以调整载入的节拍信息及事件信息，其中，所述步伐速度用以转换为节拍参数，所述步伐大小转换为音量参数，所述步伐幅度转换为音高参数；依序读取调整后的节拍信息及事件信息以产生相应的音色。

本发明所公开的系统与方法如上，与现有技术之间的差异在于本发明是通过感测计步数据，并且将计步数据转换成音乐控制指令，以便根据音乐控制指令调整乐器数字界面档案的节拍信息及事件信息并进行播放。如此一来，便能通过产生的计步数据调整音乐曲风，不但趣味性大增，且使用者更能通过音乐曲风的变化得知当前运动状态，使计步数据不再是单纯显示的数据。

通过上述的技术手段，本发明可以达到提高得知计步数据变化的便利性的技术功效。

附图说明

第1图为本发明基于计步数据的作曲系统的系统方块图。

第2图为本发明基于计步数据的作曲方法的方法流程图。

第3图为应用本发明的计步装置的示意图。

第4图为本发明所述乐器数字界面档案的示意图。

第5图为应用本发明调整节拍信息及事件信息的示意图。

第6图为应用本发明以音量参数调整事件信息中的音量的示意图。

【主要元件符号说明】

101 储存模块

102 选择模块

103 感测模块

104 作曲模块

105 输出模块

300 计步装置

310 显示元件

311 乐器数字界面档案的档案名称

320 选择元件

330 感测元件

340 重置元件

350 扬声器

400 乐器数字界面档案的十六进制码

510、530 事件信息

511、531 状态

512、532 音高

513、533 音量

513a 调整后的音量

520、540 节拍信息

具体实施方式

以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在说明本发明所公开的基于计步数据的作曲系统及其方法之前，先对本发明所自行定义的名词作说明，本发明所述的节拍信息是指乐器数字界面(MIDI)档案内所纪录的时间(delta time)，此时间为事件(event)与事件的间的间隔时间。另外，所述事件信息是指乐器数字界面档案内所纪录的事件，此事件至少包含状态(例如：开启或关闭)、音高及音量。

以下配合图式对本发明基于计步数据的作曲系统及其方法作进一步说明，请参阅图1，图1为本发明基于计步数据的作曲系统的系统方块图，其包含：储存模块101、选择模块102、感测模块103、作曲模块104及输出模块105。其中，储存模块101用以储存乐器数字界面档案，所述乐器数字界面档案为二进制编码(Binary code)的档案，其包含节拍信息及事件信息，由于所述节拍信息及事件信息已于前述自行定义的名词中作说明，故在此不再多作赘述。

选择模块102用以提供使用者选择其中一个乐器数字界面档案，并且载入所选择的乐器数字界面档案内所包含的节拍信息及事件信息，在实际实施上，可通过显示元件来显示储存模块101中所储存的乐器数字界面档案，以便使用者根据乐器数字界面档案的档案名称来进行选择，而其选择方式则可通过按压功能键或触控点选来实现。

感测模块103用以持续感测计步数据，所述计步数据包含步伐速度、步伐大小及步伐幅度。在实际实施上，其感测方式是通过感应器将物理量转换为数据以进行记录，甚至可再搭配计时器来计算此数据。一般而言，其感应器可使用三轴加速度感应器、水平仪、重力感应器……等等。

作曲模块104用以将计步数据转换为音乐控制指令，并执行此音乐控制指令以调整载入的节拍信息及事件信息。举例来说，假设计步数据为“120；30；40”，其代表步伐速度为每分钟行走一百二十步、步伐大小为一步三十公分、步伐幅度为一步四十公分。接着，作曲模块104将计步数据中的步伐速度转换为节拍参数，如：将数据“120”转换为十六进制“0x78”以作为节拍参数；将计步数据中的步伐大小转换为音量参数，如：直接将数据“30”转换为十六进制“0x30”以作为音量参数；将计步数据中的步伐幅度转换为音高参数，如：将数据“40”转换为十六进制“0x04”以作为音高参数。特别要说明的是，上述转换并非仅直接将十进制转换为十六进制表示，其转换过程中可具有相应的计算，例如：步伐大小的数据“30”是直接将其转换为十六进制的“0x30”而非“0x1E”，以及步伐幅度的数据“40”是除以数值“10”后，再将其结果转换为十六进制。虽然本发明以上述举例说明转换前后的结果，然而并未以此限定其转换计算方式，任何可将数值进行转换及计算的方式皆不脱离本发明的应用范畴。

承上所述，当转换成节拍参数、音量参数及音高参数后，作曲模块104会将这三个参数嵌入音乐控制指令，并且执行此音乐控制指令以根据这三个参数调整乐器数字界面档案内的节拍信息及事件信息。以音量参数为例，假设音乐控制指令中的音量参数为“0x30”，则乐器数字界面档案的事件信息中，其代表音量的数据将被“0x30”覆写或是进行累加。至于节拍参数及音高参数的处理方式与音量参数雷同，其差异仅在于覆写或累加的位置不同，故在此不再多作赘述。

输出模块105用以依序读取调整后的节拍信息及事件信息以产生相应的音色。在实际实施上，其音色是通过音源器(Sound Module)所产生，此音源器可使用软体方式或硬体方式来实现，由于根据乐器数字界面档案内的节拍信息及事件信息产生相应的音色为公知技术，故在此不再多作赘述。

接着，请参阅图2所示意，图2为本发明基于计步数据的作曲方法的方法流程图，其步骤包括：提供乐器数字界面档案，其中每一乐器数字界面档案均包含节拍信息及事件信息(步骤210)；选择其中一乐器数字界面档案，并且载入所选择的此乐器数字界面档案及其所包含的节拍信息及事件信息(步骤220)；持续感测计步数据(步骤230)；将计步数据转换为音乐控制指令，并执行此音乐控制指令以调整载入的节拍信息及事件信息(步骤240)；依序读取调整后的节拍信息及事件信息以产生相应的音色(步骤250)。通过上述步骤，即可通过感测计步数据，并且将计步数据转换成音乐控制指令，以便根据音乐控制指令调整乐器数字界面档案中的节拍信息及事件信息并进行播放。

以下配合图3至图6以实施例的方式进行如下说明，请先参阅图3，图3为应用本发明的计步装置的示意图，其计步装置300包含：显示元件310、乐器数字界面档案的档案名称311、选择元件320、感测元件330、重置元件340及扬声器350。特别要说明的是，本发明并未以此限定计步装置300所包含的元件数量及其类型。

当使用者开启应用本发明的计步装置300时，可通过显示元件310浏览储存模块101中所储存的所有乐器数字界面档案的档案名称311，如：“a.mid、b.mid、c.mid”。接着，使用者可通过选择元件320选择其中一个乐器数字界面档案，以便选择模块102载入被选的乐器数字界面档案及其所包含的节拍信息及事件信息。

接下来，当使用者欲开始计步时，可通过感测元件330使感测模块103持续感测计步数据。另外，若使用者欲停止计步则可通过重置元件340对计步装置300进行重置，例如：取消已选择的乐器数字界面档案、清除计步数据。在实际实施上，当使用者开始计步时，由于感测模块103持续感测计步数据，故作曲模块104会将此计步数据转换为音乐控制指令，并执行此音乐控制指令以调整载入的节拍信息及事件信息，然后输出模块105依序读取调整后的节拍信息及事件信息来产生相应的音色，此音色是通过扬声器350进行播放，稍后将配合图式针对作曲模块104如何将计步数据转换为音乐控制指令，以及如何调整节拍信息与事件信息的方式作详细说明。

请参阅图4，图4为本发明所述乐器数字界面档案的示意图。前面提到，使用者选择其中一个乐器数字界面档案后，其选择模块102将载入此乐器数字界面档案及其包含的节拍信息与事件信息。在实际实施上，此乐器数字界面档案的档案内容为二进制码(binary code)，而为了解说方便则以乐器数字界面档案的十六进制码400来表示。

在图4中，其乐器数字界面档案的十六进制码400是具有单一音高：“中音C(Do)”的乐器数字界面档案(MIDI File)的档案内容，其中，纵轴代表位址(例如：“00H”、“10H”、“20H”及“30H”)、横轴则代表纵轴位址的个位数部分(由于为十六进制码，故为“0”至“F”)，在此例中，位址“00H”所记录的位元组为“4DH”、位址“01H”所记录的位元组为“54H”……并以此类推至最后一个位址“3DH”所记录的位元组为“00H”，而“00H”至“31H”的位元组(Bytes)包含乐器数字界面档案的基本格式资料，如：识别位元、资料长度、档案格式、音轨数量、每小节几拍、音符设定、每一拍的时间……等等，而在“31H”至“3AH”的位元组则包含节拍信息及事件信息、“3BH”至“3DH”的位元组则为结束区块。由于作曲模块104将计步数据转换为音乐控制指令后，将调整节拍信息与事件信息，因此以下搭配图式说明“31H”至“3AH”的位元组如何被调整。

如图5所示，图5为应用本发明调整节拍信息及事件信息的示意图。前面提到，在“31H”至“3AH”的位元组包含节拍信息及事件信息，其中，节拍信息540若小于“0x80”则占一个位元组，反之则占一个以上的位元组，如：节拍信息520。以节拍信息540“0x00”为例，其代表时间间隔为“0”。而以节拍信息520“0x820x30”为例，其转换为二进制为“1000001000110000”，其中最左边的“1”代表下一个位元组仍然为节拍信息，故在计算此节拍信息520为多少间隔时间(单位为tick)时，仅将二进制“1000110000”转换为十进制“560”即可代表间隔时间为“560tick”。

另外，事件信息(510、530)包含状态(511、531)、音高(512、532)及音量(513、533)。以事件信息510为例，其状态511“0x90”代表通道(channel)“0”的音符开启(note on)、音高512“0x3C”代表“中音C(Do)”，音量513则为“0x50”(范围从数值“0”至数值“127”，并代表音量由小至大)。同样地，事件信息530亦大同小异，其差异在于状态531“0x80”代表通道(channel)“0”的音符关闭(note off)。这两个事件信息(510、530)时间间隔为节拍信息520所纪录的“0x820x30”(即前述所计算出的“560tick”)。

假设感测模块103感测到的计步数据为“30”，其代表步伐大小为一步三十公分。因此，作曲模块104可将此计步数据“30”转换为“0x30”作为音量参数，并根据此音量参数产生音乐控制指令，接着执行此音乐控制指令以将音量参数“0x30”与音量513“0x50”相加，并且将相加后的数值“0x80”覆写在音量513。

请参阅图6所示，图6为应用本发明以音量参数调整事件信息中的音量的示意图，并且请同时搭配参阅图5。前面提到，作曲模块104在调整事件信息510中的音量513时，会将相加后的数值“0x80”覆写在音量513上。以上例而言，作曲模块104在进行覆写后，事件信息510的音量513将如图6所示意从原本音量513的数值“0x30”变成调整后的音量513a“0x80”。最后，输出模块105依序读取调整后的节拍信息(520、540)及事件信息(510、530)以产生相应的音色并通过扬声器350(请参阅图3)进行播放，由于音量513由数值“0x30”调整成数值“0x80”，因此在播放“中音C(Do)”时将比原先来得大声，特别要说明的是，由于上述举例的乐器数字界面档案仅开启单一个音符，故根据音量参数调整音量时，同样仅调整此一开启的音符的音量513。然而，倘若乐器数字界面档案中包含开启多个音符时，其调整方式将同时调整所有音符的音量，而非仅调整单一音符的音量513。至于节拍参数及音高参数的调整方式与音量参数仅差别在覆写的位置不同，故在此不再多作赘述。

综上所述，可知本发明与现有技术之间的差异在于通过感测计步数据，并且将计步数据转换成音乐控制指令，以便根据音乐控制指令调整乐器数字界面档案的节拍信息及事件信息并进行播放，借由此一技术手段可以解决现有技术所存在的问题，进而达成提高得知计步数据变化的便利性的技术功效。

虽然本发明以前述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定者为准。

Claims (6)

1.一种基于计步数据的作曲系统，其特征在于，该系统包含：

一储存模块，用以储存多个乐器数字界面档案，其中每一乐器数字界面档案均包含多个节拍信息及多个事件信息；

一选择模块，用以选择该些乐器数字界面档案其中之一，并且载入所选择的乐器数字界面档案及其所包含的该些节拍信息及该些事件信息；

一感测模块，用以持续感测一计步数据，该计步数据包含一步伐速度、一步伐大小及一步伐幅度；

一作曲模块，用以将该计步数据转换为一音乐控制指令，并执行该音乐控制指令以调整载入的该些节拍信息及该些事件信息，其中，该步伐速度用以转换为一节拍参数，该步伐大小转换为一音量参数，该步伐幅度转换为一音高参数；及

一输出模块，用以依序读取调整后的该些节拍信息及该些事件信息以产生相应音色。

2.如权利要求1所述的基于计步数据的作曲系统，其特征在于，该些事件信息至少包含状态、音高及音量。

3.如权利要求1所述的基于计步数据的作曲系统，其特征在于，该节拍参数、该音量参数及该音高参数嵌入该音乐控制指令。

4.一种基于计步数据的作曲方法，其特征在于，其步骤包括：

提供多个乐器数字界面档案，其中每一乐器数字界面档案均包含多个节拍信息及多个事件信息；

选择该些乐器数字界面档案其中之一，并且载入所选择的乐器数字界面档案及其所包含的该些节拍信息及该些事件信息；

持续感测一计步数据，该计步数据包含一步伐速度、一步伐大小及一步伐幅度；

将该计步数据转换为一音乐控制指令，并执行该音乐控制指令以调整载入的该些节拍信息及该些事件信息，其中，该步伐速度用以转换为一节拍参数，该步伐大小转换为一音量参数，该步伐幅度转换为一音高参数；及

依序读取调整后的该些节拍信息及该些事件信息以产生相应音色。

5.如权利要求4所述的基于计步数据的作曲方法，其特征在于，该些事件信息至少包含状态、音高及音量。

6.如权利要求4所述的基于计步数据的作曲方法，其中其特征在于，该节拍参数、该音量参数及该音高参数嵌入该音乐控制指令。

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