CN103093786A - 音乐播放器及其实施方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于乐曲分析和实时天气的音乐播放器及实施方法，扫描模块，用于扫描音乐库的音乐文件，检查新添加和/或未进行分析的音乐文件；分析模块，用于对音乐文件进行分析，音乐播放器查找该音乐文件数据中相关的数据段，并将该相关的数据段进行对应的初始化；运算模块，用于对于初始化后的数据段进行运算，寻找音乐节拍相关时间，然后得到自相关序列R；节拍感知模块，用于运算得到节拍时间值，然后根据节拍时间值将音乐文件进行分类；天气数据模块，用于当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新网络数据并搜索获取所包含天气状态信息，将相应的音乐文件添加到该音乐播放器播放列表中。

Description

音乐播放器及其实施方法

技术领域

本发明涉及一种音乐播放器，尤其涉及一种基于乐曲分析和实时天气的音乐播放器及实施方法。

背景技术

随着通讯设备的发展，音乐播放器已经成为手机或者MP4等其他消费类电子产品的基本功能之一。就当前市场来看，大部分都具有根据播放列表播放的功能，如最近添加、经常播放或用户偏好风格等播放列表。

但是这些主流的音乐播放器，不能对音乐文件的内容进行分析，只能由用户或算法进行控制，其音乐播放器不具备自动对音乐文件分类的功能，也不具备整合处理实时天气数据的能力。

1)最近添加、经常播放及类似的播放列表，只是设置了文件修改时间、播放频率等条件限制，并将通过筛选条件的音乐文件添加到列表中。

2)用户偏好风格及类似的播放列表，在设置筛选条件的基础上进行了数据的预测，在本质上仍属于传统的播放列表模式，不能实现现实与虚拟的交互。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开一种基于乐曲分析和实时天气的音乐播放器，其特征在于，包括：

扫描模块，用于扫描音乐库的音乐文件，检查新添加和/或未进行分析的音乐文件；

分析模块，用于对音乐文件进行分析，音乐播放器查找该音乐文件数据中相关的数据段，并将该相关的数据段进行对应的初始化；

运算模块，用于对于初始化后的数据段进行运算，寻找音乐节拍相关时间，然后得到自相关序列R；

节拍感知模块，用于运算得到节拍时间值，然后根据节拍时间值将音乐文件进行分类。

所述的音乐播放器，其特征在于，还包括：

天气数据模块，用于当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新网络数据并搜索获取所包含天气状态信息，将相应的音乐文件添加到该音乐播放器播放列表中。

所述的音乐播放器，其特征在于，所述分析模块还包括：

截取数据段模块，用于查找音乐文件中标签的数据段，并将该标签对应的标签值初始化；截取音乐文件的数据段，并将该数据段输入到系统滤波器组，系统滤波器组的数量为n组，则将其分解成n个互不重叠的频率子带，其中n≥1。

所述的音乐播放器，其特征在于，所述运算模块还包括：

信号运算模块，用于滤波得到的频率子带a，对a的信号值进行平方运算，计算出该信号值的平方值sqr(a)；将信号平方值sqr(a)通过截止频率为15Hz的3阶巴特沃斯低通滤波器处理后，将得到的信号进行开平方运算，得到对应的信号值sqrt(a)；将信号sqrt(a)与200ms的半汉宁窗卷积，再对结果进行采样，得到幅度信号m(a)；频率子带a的一阶差分函数D(m)＝A(m+1)-A(m)，根据该函数提取幅度上升最快的点作为音乐节拍起始时间；由于音乐的节拍由强拍与弱拍周期性的重复来体现，对于频率子带a的起始时间序列D(m)，其自相关函数根据基音检测算法的定义，可以得到函数R(a)；得到所有频率子带的自相关函数，并将其叠加，可以得到总的自相关序列R。

所述的音乐播放器，其特征在于，所述节拍感知模块还包括：

分类模块，用于计算自相关序列R中某一段区域内相邻最大值出现的时间，如果该区域内最大值的数量大于2且为偶数，则计算相邻最大值出现时间的平均值；根据节拍的时间值可以得到该音乐文件的节拍信息，根据节拍的不同将音乐文件中的“TAG”标签写入不同的值。

所述的音乐播放器，其特征在于，所述天气数据加载模块还包括：

加载模块，用于当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新URL，得到当前时间某个地区的天气数据，并搜索获取的XML文件中标签为状态的标签项所包含天气状态信息；根据获取的状态值搜索匹配风格的播放列表，音乐节拍类型相同的曲目将被添加到该播放列表中。

一种音乐播放器的实施方法，其特征在于，包括：

步骤101，扫描音乐库的音乐文件，检查新添加和/或未进行分析的音乐文件；

步骤102，对音乐文件需要进行分析，音乐播放器查找该音乐文件数据中相关的数据段，并将该相关的数据段进行对应的初始化；

步骤103，对于初始化后的数据段进行运算，寻找音乐节拍相关时间，然后得到自相关序列R；

步骤104，运算得到节拍时间值，然后根据节拍时间值将音乐文件进行分类。

所述的音乐播放器的实施方法，所述方法还包括步骤105，当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新网络数据并搜索获取所包含天气状态信息，将相应的音乐文件添加到该音乐播放器播放列表中。

所述的音乐播放器的实施方法，其特征在于，所述步骤102还包括：

步骤201，查找音乐文件中标签的数据段，并将该标签对应的标签值初始化；

步骤202，截取音乐文件的数据段，并将该数据段输入到系统滤波器组，系统滤波器组的数量为n组，则将其分解成n个互不重叠的频率子带，其中n≥1。

所述的音乐播放器的实施方法，其特征在于，所述步骤103还包括：

步骤301，滤波得到的频率子带a，对a的信号值进行平方运算，计算出该信号值的平方值sqr(a)；

步骤302，将信号平方值sqr(a)通过截止频率为15Hz的3阶巴特沃斯低通滤波器处理后，将得到的信号进行开平方运算，得到对应的信号值sqrt(a)；

步骤303，将信号sqrt(a)与200ms的半汉宁窗卷积，再对结果进行采样，得到幅度信号m(a)；

步骤304，频率子带a的一阶差分函数D(m)＝A(m+1)-A(m)，根据该函数提取幅度上升最快的点作为音乐节拍起始时间；

步骤305，由于音乐的节拍由强拍与弱拍周期性的重复来体现，对于频率子带a的起始时间序列D(m)，其自相关函数根据基音检测算法的定义，可以得到函数R(a)；

步骤306，重复步骤301-305得到所有频率子带的自相关函数，并将其叠加，可以得到总的自相关序列R。

所述的音乐播放器的实施方法，其特征在于，所述步骤104还包括：

步骤401，计算自相关序列R中某一段区域内相邻最大值出现的时间，如果该区域内最大值的数量大于2且为偶数，则计算相邻最大值出现时间的平均值；

步骤402，根据节拍的时间值可以得到该音乐文件的节拍信息，根据节拍的不同将音乐文件中的“TAG”标签写入不同的值。

所述的音乐播放器的实施方法，其特征在于，所述步骤105还包括：

步骤501，当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新URL，得到当前时间某个地区的天气数据，并搜索获取的XML文件中标签为状态的标签项所包含天气状态信息；

步骤502，根据获取的状态值搜索匹配风格的播放列表，音乐节拍类型相同的曲目将被添加到该播放列表中。

一种电子终端，包括上述任一所述的音乐播放器。

本发明实现了一种具有乐曲分析功能的音乐播放器，相比传统的设计方案能够自动分析音乐文件的风格并进行分类，还通过实时天气信息自动选取适合的播放列表，能够大幅提高音乐播放器的智能化程度和用户友好度。

附图说明

图1为本发明的运行工作流程图；

图2为本发明的模块化系统流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明是在音乐播放器的运行过程中，对添加到音乐库的音乐文件进行内容分析，实现音乐播放器对音乐文件分类的自动化处理；通过实时天气数据实现音乐的自动播放。

1)发明所要解决问题说明

本发明的目的是通过设计并实现一种具有乐曲分析功能的音乐播放器，通过对添加到音乐库的音乐文件进行内容分析，并根据分析结果自动生成播放列表，还通过实时天气信息自动选取适合的播放列表，实现音乐播放器的自动化播放。

2)发明特征

本发明的特征为采用音乐文件内容分析技术，通过对添加到音乐库的曲目进行内容分析，并将生成的结果作为标签值写入到音乐文件中，通过该标签能够实现播放列表的自动分类；解析并处理通过数据网络获取的实时天气数据文件：

①本发明中的音乐文件内容分析技术，并非传统的从音乐文件中提取标签信息的方法，而是对音乐文件的数据内容进行分析处理。

②本发明中的音乐文件内容分析算法，能够对音乐的速度和节拍进行检测，从而分析出音乐的风格类型。

③本发明中音乐播放器能够解析处理XML格式的实时天气数据文件。

④本发明中对于具有乐曲分析功能的音乐播放器的实现，能够显著提高播放器的智能化程度和用户友好程度。

在音乐播放器的运行过程中，对添加到音乐库的音乐文件进行内容分析，解析实时天气数据并选择播放列表，从而实现音乐播放器对音乐文件分类的自动化处理。

如图1所示本发明的工作流程步骤：

1)实现音乐文件内容分析即音乐速度与节拍分析算法。

2)实现网络数据文件内容的解析与处理。

3)本发明的具体实施流程如下：

步骤S101，音乐播放器扫描音乐库，检查是否有新添加或未进行分析的音乐文件。

步骤S102，如有音乐文件需要进行分析，以一个MP3音乐文件为例，该文件采用ID3V1规范，音乐播放器查找该文件数据中格式为“char Header[3]”且标签头为“TAG”的数据段，并将该标签对应的标签值初始化。

步骤S103，截取音乐文件中的数据段，并将该数据段输入到系统滤波器组，系统滤波器组的数量为n组，则将其分解成n个互不重叠的频率子带。

步骤S104，滤波得到的频率子带a，对a的信号值进行平方运算，计算出该信号值的平方值sqr(a)。

步骤S105，将信号平方值sqr(a)通过截止频率为15Hz的3阶巴特沃斯低通滤波器处理后，将得到的信号之进行开平方运算，得到对应的信号值sqrt(a)，即sqr(a)对应的开平方信号值。

步骤S106，将信号sqrt(a)与200ms的半汉宁窗卷积，再对结果进行采样，得到幅度信号m(a)。不同于一般技术方案中信号内容非常容易相互干扰的情况，经过处理的幅度信号m(a)具有信号分离度较高的特点。

步骤S107，频率子带a的一阶差分函数D(m)＝A(m+1)-A(m)，根据该函数提取幅度上升最快的点作为音乐节拍起始时间。通过对提取的点进行排序与标记，相邻点之间的时间可以作为音乐节拍计算的原始数据。

步骤S108，由于音乐的节拍由强拍与弱拍周期性的重复来体现，对于频率子带a的起始时间序列D(m)，其自相关函数根据基音检测算法的定义，可以得到函数R(a)，即频率子带a对应的自相关函数。

步骤S109，根据设定的系统滤波器的组数n，重复n次步骤S104-108的操作，得到所有频率子带的自相关函数，并将其叠加，可以得到总的自相关序列R。由于采用了先并行分离计算，后合并分析的计算方法，具有处理速度快与预测准确率高的特点。

步骤S110，计算自相关序列R中某一段区域内相邻最大值出现的时间，如果该区域内最大值的数量大于2且为偶数，则计算相邻最大值出现时间的平均值，计算得到的时间值即为节拍的时间值。

步骤S111，根据节拍的时间值可以得到该音乐文件的节拍信息，根据节拍的不同将音乐文件中的“TAG”标签写入不同的值，如音乐节拍较为舒缓则写入“Smooth”即节拍较慢的标签值，音乐节拍非常激烈则写入“Fast”即节拍较快的标签值。

步骤S112，当开始播放音乐时，首先启动数据网络，通过预先定义的实时天气更新URL，其格式为“www.weather.com/China/BeiJing/now.xml”，代表当前时间某个地区的天气数据，并搜索获取的XML文件中标签为“status”即“状态”标签项所包含天气状态信息。

步骤S113，根据获取的“status”值搜索与天气状态信息风格匹配的播放列表，音乐节拍类型相同的曲目将被添加到该播放列表中，从而实现了音乐播放器的自动播放。例如，2/4拍的特点是节奏强弱交替，多用于表现欢快的情绪，因此天气状态值为晴天时，匹配音乐节拍为2/4拍的播放列表；4/4拍是四二拍的重合而把第二个重拍淡化，一般用于表现抒情，因此天气状态值为多云时，可以匹配音乐节拍为4/4拍的播放列表。

本发明的另一具体实施方式为，首先向音乐播放器添加新的音乐文件，音乐播放器读取并清空音乐文件特定的标签。通过音乐速度与节拍算法分析后，将该音乐文件对应的节拍信息写入该特定标签中，某一类型风格的播放列表，标签值符合该播放列表的音乐文件将自动被添加。启动音乐播放器时，获取并解析实时天气数据，并选取适合的播放列表，从而实现了音乐播放器的自动播放。

如图2所示的一种基于乐曲分析和实时天气的音乐播放器，其特征在于，包括：

扫描模块100，用于扫描音乐库的音乐文件，检查新添加和/或未进行分析的音乐文件；

分析模块200，用于对音乐文件需要进行分析，音乐播放器查找该音乐文件数据中相关的数据段，并将该相关的数据段进行对应的初始化；

运算模块300，用于对于初始化后的数据段进行运算，寻找音乐节拍相关时间，然后得到自相关序列R；

节拍感知模块400，用于运算得到节拍时间值，然后根据节拍时间值将音乐文件进行分类；

天气数据模块500，用于当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新的网络数据并搜索获取所包含天气状态信息，将相应的音乐文件添加到该音乐播放器播放列表中。

所述的音乐播放器，其特征在于，所述分析模块还包括：

截取数据段模块，用于查找音乐文件中标签的数据段，并将该标签对应的标签值初始化；截取音乐文件的数据段，并将该数据段输入到系统滤波器组，系统滤波器组的数量为n组，则将其分解成n个互不重叠的频率子带，其中n≥1。

所述的音乐播放器，其特征在于，所述运算模块还包括：

信号运算模块，用于滤波得到的频率子带a，对a的信号值进行平方运算，计算出该信号值的平方值sqr(a)；将信号平方值sqr(a)通过截止频率为15Hz的3阶巴特沃斯低通滤波器处理后，将得到的信号进行开平方运算，得到对应的信号值sqrt(a)；将信号sqrt(a)与200ms的半汉宁窗卷积，再对结果进行采样，得到幅度信号m(a)；频率子带a的一阶差分函数D(m)＝A(m+1)-A(m)，根据该函数提取幅度上升最快的点作为音乐节拍起始时间；由于音乐的节拍由强拍与弱拍周期性的重复来体现，对于频率子带a的起始时间序列D(m)，其自相关函数根据基音检测算法的定义，可以得到函数R(a)；得到所有频率子带的自相关函数，并将其叠加，可以得到总的自相关序列R。

所述的音乐播放器，其特征在于，所述节拍感知模块还包括：

分类模块，用于计算自相关序列R中某一段区域内相邻最大值出现的时间，如果该区域内最大值的数量大于2且为偶数，则计算相邻最大值出现时间的平均值；根据节拍的时间值可以得到该音乐文件的节拍信息，根据节拍的不同将音乐文件中的“TAG”标签写入不同的值。

所述的音乐播放器，其特征在于，所述天气数据加载模块还包括：

加载模块，用于当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新URL，得到当前时间某个地区的天气数据，并搜索获取的XML文件中标签为状态的标签项所包含天气状态信息；根据获取的状态值搜索匹配风格的播放列表，音乐节拍类型相同的曲目将被添加到该播放列表中。

本发明实现了一种具有乐曲分析功能的音乐播放器，相比传统的设计方案能够自动分析音乐文件的风格并进行分类，再通过实时天气信息自动选取适合的播放列表，能够大幅提高音乐播放器的智能化程度和用户友好度。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种音乐播放器，其特征在于，包括：

扫描模块，用于扫描音乐库的音乐文件，检查新添加和/或未进行分析的音乐文件；

分析模块，用于对音乐文件进行分析，音乐播放器查找该音乐文件数据中相关的数据段，并将该相关的数据段进行对应的初始化；

运算模块，用于对于初始化后的数据段进行运算，寻找音乐节拍相关时间，然后得到自相关序列R；

节拍感知模块，用于运算得到节拍时间值，然后根据节拍时间值将音乐文件进行分类。

2.如权利要求1所述的音乐播放器，其特征在于，还包括：

天气数据模块，用于当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新网络数据并搜索获取所包含天气状态信息，将相应的音乐文件添加到该音乐播放器播放列表中。

3.如权利要求1所述的音乐播放器，其特征在于，所述分析模块还包括：

截取数据段模块，用于查找音乐文件中标签的数据段，并将该标签对应的标签值初始化；截取音乐文件的数据段，并将该数据段输入到系统滤波器组，系统滤波器组的数量为n组，则将其分解成n个互不重叠的频率子带，其中n≥1。

4.如权利要求1所述的音乐播放器，其特征在于，所述运算模块还包括：

信号运算模块，用于滤波得到的频率子带a，对a的信号值进行平方运算，计算出该信号值的平方值sqr(a)；将信号平方值sqr(a)通过截止频率为15Hz的3阶巴特沃斯低通滤波器处理后，将得到的信号进行开平方运算，得到对应的信号值sqrt(a)；将信号sqrt(a)与200ms的半汉宁窗卷积，再对结果进行采样，得到幅度信号m(a)；频率子带a的一阶差分函数D(m)＝A(m+1)-A(m)，根据该函数提取幅度上升最快的点作为音乐节拍起始时间；由于音乐的节拍由强拍与弱拍周期性的重复来体现，对于频率子带a的起始时间序列D(m)，其自相关函数根据基音检测算法的定义，可以得到函数R(a)；得到所有频率子带的自相关函数，并将其叠加，可以得到总的自相关序列R。

5.如权利要求1所述的音乐播放器，其特征在于，所述节拍感知模块还包括：

分类模块，用于计算自相关序列R中某一段区域内相邻最大值出现的时间，如果该区域内最大值的数量大于2且为偶数，则计算相邻最大值出现时间的平均值；根据节拍的时间值可以得到该音乐文件的节拍信息，根据节拍的不同将音乐文件中的“TAG”标签写入不同的值。

6.如权利要求2所述的音乐播放器，其特征在于，所述天气数据加载模块还包括：

加载模块，用于当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新URL，得到当前时间某个地区的天气数据，并搜索获取的XML文件中标签为状态的标签项所包含天气状态信息；根据获取的状态值搜索匹配风格的播放列表，音乐节拍类型相同的曲目将被添加到该播放列表中。

7.一种音乐播放器的实施方法，其特征在于，包括：

步骤101，扫描音乐库的音乐文件，检查新添加和/或未进行分析的音乐文件；

步骤102，对音乐文件需要进行分析，音乐播放器查找该音乐文件数据中相关的数据段，并将该相关的数据段进行对应的初始化；

步骤103，对于初始化后的数据段进行运算，寻找音乐节拍相关时间，然后得到自相关序列R；

步骤104，运算得到节拍时间值，然后根据节拍时间值将音乐文件进行分类。

8.如权利要求7所述的音乐播放器的实施方法，所述方法还包括步骤105，当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新网络数据并搜索获取所包含天气状态信息，将相应的音乐文件添加到该音乐播放器播放列表中。

9.如权利要求7所述的音乐播放器的实施方法，其特征在于，所述步骤102还包括：

步骤201，查找音乐文件中标签的数据段，并将该标签对应的标签值初始化；

步骤202，截取音乐文件的数据段，并将该数据段输入到系统滤波器组，系统滤波器组的数量为n组，则将其分解成n个互不重叠的频率子带，其中n≥1。

10.如权利要求7所述的音乐播放器的实施方法，其特征在于，所述步骤103还包括：

步骤301，滤波得到的频率子带a，对a的信号值进行平方运算，计算出该信号值的平方值sqr(a)；

步骤302，将信号平方值sqr(a)通过截止频率为15Hz的3阶巴特沃斯低通滤波器处理后，将得到的信号进行开平方运算，得到对应的信号值sqrt(a)；

步骤303，将信号sqrt(a)与200ms的半汉宁窗卷积，再对结果进行采样，得到幅度信号m(a)；

步骤304，频率子带a的一阶差分函数D(m)＝A(m+1)-A(m)，根据该函数提取幅度上升最快的点作为音乐节拍起始时间；

步骤305，由于音乐的节拍由强拍与弱拍周期性的重复来体现，对于频率子带a的起始时间序列D(m)，其自相关函数根据基音检测算法的定义，可以得到函数R(a)；

步骤306，重复步骤301-305得到所有频率子带的自相关函数，并将其叠加，可以得到总的自相关序列R。

11.如权利要求7所述的音乐播放器的实施方法，其特征在于，所述步骤104还包括：

步骤401，计算自相关序列R中某一段区域内相邻最大值出现的时间，如果该区域内最大值的数量大于2且为偶数，则计算相邻最大值出现时间的平均值；

步骤402，根据节拍的时间值可以得到该音乐文件的节拍信息，根据节拍的不同将音乐文件中的“TAG”标签写入不同的值。

12.如权利要求8所述的音乐播放器的实施方法，其特征在于，所述步骤105还包括：

步骤501，当开始播放音乐时，首先启动网络数据，通过预先定义的实时天气更新URL，得到当前时间某个地区的天气数据，并搜索获取的XML文件中标签为状态的标签项所包含天气状态信息；

步骤502，根据获取的状态值搜索匹配风格的播放列表，音乐节拍类型相同的曲目将被添加到该播放列表中。

13.一种电子终端，包括权利要求1-5任一所述的音乐播放器。

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