CN104485101A - 一种基于模板自动生成音乐旋律的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于模板自动生成音乐旋律的方法，解决非音乐专业人士不能亲自参与创作音乐中的问题。本发明包括旋律模板选取、旋律走向处理、旋律随机生成、乐句处理、变奏处理、重复音处理、稳定音处理等技术。本发明为不懂作曲的大众提供创作音乐的途径，也可为专业作曲人提供创作灵感。

Description

一种基于模板自动生成音乐旋律的方法

技术领域

 本发明涉及自动创作音乐旋律的方法，具体地说，涉及一种以旋律模板为基础自动生成新的音乐旋律的方法。

背景技术

旋律是现代流行乐的基础，作曲在现代流行歌曲中也是占有非常重要的地位。在现代社会，流行音乐已经深入渗透到群众的生活中。

传统作曲需要作曲家具有一定的乐理知识，并结合灵感和创作经验，才能创作出完整的音乐旋律。创作出好听的旋律在乐理上有较多要求，如旋律和节奏的统一、主题的表现手法、曲式的组合等。而要创作出具有特定风格和情感的旋律，更是一些乐理上条件限制的集合。

对于普通人来说，这些条件限制形成了很高的门槛，让很多热爱音乐的非专业人群都未能参与到创作音乐中。

随着计算机技术的发展，已经有不少辅助非专业音乐爱好者创作音乐的工具出现。但市面上的工具大部分都集中在音乐编曲、混音等专业辅助功能上，少数能提供自动创作旋律功能的工具，也只能创作一些无法辨识风格和情感的旋律，未能满足现代人们创作流行音乐旋律的要求。

综上所述，自动创作音乐旋律，尤其是能自动创作具有特定风格和情感的完整旋律，一直是需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于模板自动生成音乐旋律的方法，使得非音乐专业的群众也可以参与到音乐旋律的创作中。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于模板自动生成音乐旋律的方法，包括以下步骤：

（1）从旋律模板库中选取旋律模板，旋律模板包含音符音高、音符节奏、乐句属性、节拍、速度；

（2）利用音乐上倒影、逆行、上行二度、下行二度、维持不变的手法，并分别定义这五种手法采用的概率，根据概率随机采用其中一种手法，分别改变模板原来旋律中每个乐句的旋律走向，根据改变后的旋律走向趋势，保持和原旋律模板重复音属性、乐句结尾稳定音属性、节奏信息、调式信息不变，重新随机生成新的乐句音符信息；

（3）根据模板的乐句信息，对重复乐句作重复处理，对变奏乐句作变奏处理。

进一步地，所述乐句属性包括乐句、重复乐句、变奏乐句、结束乐句。其中乐句是指一般性的乐句，重复乐句是指对之前某一乐句进行重复的乐句，变奏乐句是指对之前某一乐句进行变奏的乐句，结束乐句是指代表旋律结束的乐句。

再进一步地，所述改变模板原来旋律中每个乐句的旋律走向的步骤如下：

A、随机使用倒影、逆行、上行二度、下行二度、维持不变中的其中一种手法，作用于旋律模板的所有乐句；其中倒影是指使乐句音域的中间值作为镜面音高点，分别对乐句所有音符的音高对镜面作倒影；其中逆行是使乐句中音符音高顺序颠倒；其中上行二度是指使乐句中音符音高值上升二度；其中下行二度是指使乐句中的音符音高值下降二度；其中维持不变指不作任何改变；

B、按照改变后的旋律模板的旋律走向，定义乐句中下一个音符自前一个音符上行或下行n个音阶的概率（n=0,1,2,3,4,5），其中乐句第一个音符以原旋律模板第一个音符作为前一个音符，以此概率分布自动生成每个乐句的音符音高信息，节奏信息保持不变；

C、当原旋律模板中出现重复音时，即音高和前一个音符一致时，对应的新生成的音符音高直接取前一个音符的音高；

D、确定新生成的乐句最后一个音符的稳定音属性，需要和原旋律模板对应乐句最后一个音符的稳定音属性一致，即如果原旋律模板对应乐句最后一个音符是稳定音（一、三、五级音），则生成乐句对应音符也必须是稳定音，如果原旋律模板对应乐句最后一个音符是非稳定音，则生成乐句对应音符也必须是非稳定音；

E、确定新生成音符只生成调式内的音阶。

更进一步地，所述的变奏处理有以下两种方式：

a、变奏后的乐句前半段（音符数目向下取整）的音符和变奏前的乐句一致，后半段重新按照原旋律模板的旋律走向重新生成；

b、变奏后的乐句前半段（音符数目向下取整）的音符和变奏前的乐句一致，后半段乐句的音符是变奏前的乐句后半段的倒影，镜面音高点取乐句前半段最后一个音符音高。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明适用于不懂作曲的大众，为其提供创作音乐的途径，也可为专业作曲人提供创作灵感。

附图说明

图1是具体实施方式中使用的模板歌曲《洋娃娃与小熊跳舞》的五线谱附带乐句信息的曲谱图。

图2是具体实施方式中最终生成音乐旋律的五线谱附带乐句信息的曲谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

一种基于模板自动生成音乐旋律的方法，包括以下步骤：

1、从模板库选取特定模板，之后的步骤按此模板生成新的旋律。由于已有模板的音乐风格和情感都是已知的，所以在选取特定模板后，已经大致确定了生成音乐的风格和情感。

2、改变模板中旋律走向，使得生成的旋律更多变化。在实施例中，定义倒影、逆行、上行二度、下行二度、维持不变这五种手法采用的概率分别为0.2，根据概率利用随机算法计算出采用的手法，分别改变模板旋律中每个乐句的旋律走向。其中倒影是指以乐句音域的中间值作为镜面音高点，分别对乐句所有音符的音高对镜面作倒影；其中逆行是指使乐句中音符音高顺序颠倒；其中上行二度是指使乐句中音符音高值上升二度；其中下行二度是指使乐句中的音符音高值下降二度；其中维持不变指不作任何改变。

3、按照改变后新模板的旋律走向，重新生成旋律音高。生成旋律音高的概率分布是由前一个音符音高值p、模板中当前对应音符的音高值m、模板中乐句最后一个音符的音高值e（所有音高值只计算调式内的音阶）、乐句剩余音符数r（包括当前生成的音符）这四者决定。生成旋律音高的范围是前一个音符音高下行n个音阶到上行n个音阶（一般n取值为5）；而m和e的高低则影响生成音符上行或下行的概率，乐句剩余音符数r越小则影响越大。

定义上行因子为up，下行因子为down，默认

up = r

down = r

当m > p时，上行因子增加数值(m - p)

up = up + (m - p)

当m < p时，下行因子增加数值(p - m)

down = down + (p - m)

当e > p时，上行因子增加数值(e - p)

up = up + (e - p)

当e < p时，下行因子增加数值(p - e)

down = down + (p - e)

定义生成音符的上行概率为

下行概率为

然后，我们定义音符上行或下行n个音阶的概率，一般取n为5，并根据经验定义n=1,2,3,4,5的概率分别为0.6,0.35,0.04,0.0099,0.0001（此处的n值和概率分布的数值可根据需要重新定义）。

当音符是乐句第一个音符时，可以使n=1,2,3,4,5的概率和小于1，也就是留有一定概率使生成的音符音高值不移动,一般可以留0.5的概率使第一个音符音高不移动，即n=1,2,3,4,5的概率分别是0.3,0.175,0.02,0.00495,0.00005。

4、在重新生成乐句音符音高时：

a、当模板中出现重复音时，对应生成的音符音高值直接取前一个生成的音符音高值；

b、生成的乐句最后一个音符的稳定音属性（一、三、五级音是稳定音，其他音级是非稳定音），需要和模板对应乐句最后一个音符的稳定音属性一致；结束乐句最后一个音符只能取较稳定的一级音或五级音。生成音符时，只保留符合条件的音高值出现的概率，并作归一化处理。

c、生成的所有音符只能是调式内的音阶，当模板中出现非调式内的音阶时，则把模板中音高值按音阶比例转换为小数运算。如，默认定义C音为1，则C大调的#C音，音高值定义为1.5；纯五度C调的F音，音高值定义为3.33。

5、根据模板的乐句信息，对重复乐句作重复处理，对变奏乐句作变奏处理。

乐句信息标记出重复乐句和变奏乐句的原乐句。重复乐句就是对原乐句在音高值上的重复。变奏乐句就是对原乐句在音高值或节奏上的变奏。

变奏的处理方法按均等概率随机采用以下方法之一：

a、变奏后的乐句前半段（音符数目向下取整）的音符和变奏前的乐句一致，以前半段最后一个音符为前一个音符，后半段重新按照旋律模板的旋律走向重新生成。

b、变奏后的乐句前半段（音符数目向下取整）的音符和变奏前的乐句一致，后半段乐句的音符是变奏前的乐句后半段的倒影，镜面音高点取乐句前半段最后一个音符音高。

以模板歌曲《洋娃娃与小熊跳舞》举例，按照本发明的方法生成新的旋律。

1、模板歌曲五线谱信息见图1，旋律音高值如下：

1234（乐句a1），55543（乐句a2）,44432（乐句a3），135（乐句a4），

1234（重复乐句a1），55543（重复乐句a2）,44432（重复乐句a3），131（变奏乐句a’4），

66654（乐句b1）,55543（乐句b2），44432（乐句b3），135（乐句b4），

66654（重复乐句b1）,55543（重复乐句b2），44432（重复乐句b3），131（变奏乐句b’4）。

2、由于实施例中，倒影、逆行、上行二度、下行二度、维持不变五种手法采用的概率是均等，通过获取0~4的随机整数，当结果为0时采用倒影手法，当结果为1时采用逆行手法，当结果为2时采用上行二度手法，当结果为3时采用下行二度手法，当结果为4时采用维持不变手法，最终获取的随机整数结果是0，则以倒影手法改变模板的旋律走向（其他手法处理也类似），得出以下旋律音高值：

4321（乐句a1），33345（乐句a2）,22234（乐句a3），531（乐句a4），

4321（重复乐句a1），33345（重复乐句a2）,22234（重复乐句a3），313（变奏乐句a’4），

44456（乐句b1）,33345（乐句b2），22234（乐句b3），531（乐句b4），

44456（重复乐句b1）,33345（重复乐句b2），22234（重复乐句b3），313（变奏乐句b’4）。

3、按照概率分布，随机生成新的旋律音高值，得出以下旋律音高值：

4653（乐句a1），33345（乐句a2）,22234（乐句a3），521（乐句a4），

4653（重复乐句a1），33345（重复乐句a2）,22234（重复乐句a3），323（变奏乐句a’4），

44462（乐句b1）,33343（乐句b2），-1、-1、-1、0、2（乐句b3），545（乐句b4），

44462（重复乐句b1）,33343（重复乐句b2），-1、-1、-1、0、2（重复乐句b3），345（变奏乐句b’4）。

4、对于变奏乐句a’4和变奏乐句b’4，按变奏方法重新进行处理。在每一次变奏，变奏方法是根据均等概率随机选取，实施例中假设都采用变奏方法a作处理。

变奏乐句a’4以模板旋律走向313为基础，以乐句a4的第一个音符5为前一个音符，按变奏方法a重新生成后半段2个音符音高,得出：523（变奏乐句a’4）。

变奏乐句b’4以模板旋律走向313为基础，以乐句b4的第一个音符5为前一个音符，按变奏方法a重新生成后半段2个音符音高,得出：531（变奏乐句b’4）。

5、由于音符节奏信息并无更改，最终生成的音符时值不变，按新的旋律音高值重新生成五线谱，结果如图2所示。

按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于模板自动生成音乐旋律的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）从旋律模板库中选取旋律模板，旋律模板包含音符音高、音符节奏、乐句属性、节拍、速度；

（2）利用音乐上倒影、逆行、上行二度、下行二度、维持不变的手法，并分别定义这五种手法采用的概率，根据概率随机采用其中一种手法，分别改变模板原来旋律中每个乐句的旋律走向，根据改变后的旋律走向趋势，保持和原旋律模板重复音属性、乐句结尾稳定音属性、节奏信息、调式信息不变，重新随机生成新的乐句音符信息；

（3）根据模板的乐句信息，对重复乐句作重复处理，对变奏乐句作变奏处理。

2. 根据权利要求1所述的一种基于模板自动生成音乐旋律的方法，其特征在于，所述乐句属性包括乐句、重复乐句、变奏乐句、结束乐句。

3. 根据权利要求1所述的一种基于模板自动生成音乐旋律的方法，其特征在于，所述改变模板原来旋律中每个乐句的旋律走向的步骤如下：

A、定义倒影、逆行、上行二度、下行二度、维持不变五种手法的采用概率，根据概率随机采用其中一种手法，作用于旋律模板的所有乐句；

B、按照改变后的旋律模板的旋律走向，定义乐句中下一个音符自前一个音符上行或下行n个音阶的概率，其中乐句第一个音符以原旋律模板第一个音符作为前一个音符，以此概率分布自动生成每个乐句的音符音高信息，节奏信息保持不变；

C、当原旋律模板中出现重复音时，即音高和前一个音符一致时，对应的新生成的音符音高直接取前一个音符的音高；

D、确定新生成的乐句最后一个音符的稳定音属性，需要和原旋律模板对应乐句最后一个音符的稳定音属性一致，即如果原旋律模板对应乐句最后一个音符是稳定音，则生成乐句对应音符也必须是稳定音，如果原旋律模板对应乐句最后一个音符是非稳定音，则生成乐句对应音符也必须是非稳定音；

E、确定新生成音符只生成调式内的音阶；

其中，n=1，2，3，4，5。

4. 根据权利要求1所述的一种基于模板自动生成音乐旋律的方法，其特征在于，所述的变奏处理有以下两种方式：

a、变奏后的乐句前半段的音符和变奏前的乐句一致，后半段重新按照原旋律模板的旋律走向重新生成；

b、变奏后的乐句前半段的音符和变奏前的乐句一致，后半段乐句的音符是变奏前的乐句后半段的倒影，镜面音高点取乐句前半段最后一个音符音高。