CN106297760A - 一种软件快速演奏乐器的算法 - Google Patents

Abstract

一种软件快速演奏乐器的算法，具体应用在音乐类的系统开发中，属于多媒体创作技术领域。算法围绕着寻找简谱中的“节点”(音符‘0’～‘7’)，对简谱进行数据块分割，每个数据块都有自己的音乐特征——音高和音长；利用音高计算方法，通过该“节点”的相对音高r(n,d)、该数据块的增值音高a(n,i)和整首音乐的基础调式basis得到该数据块对应的音频资源s(n)；利用音长计算方法，通过该数据块的延时跨度t(n,j)和单位延时跨度time得到该音频资源对应的播放时长y(n)；可以通过修改basis和time的值来改变整首音乐的音高和节奏；每个“节点”对应的数据块的特征值为{s(n),y(n)}；最终，一个音乐简谱被翻译成大的数据块集合{{s(0),y(0)},{s(1),y(1)},…{s(n),y(n)}}。本发明节约开发时间，运行效率高，操作简便，实用性强。

Description

一种软件快速演奏乐器的算法

技术领域

本发明涉及一种软件快速演奏乐器的算法，具体应用在音乐类的系统开发，属于多媒体创作技术领域。

背景技术

目前，音乐类的算法主要集中于音乐的分类、检索与推荐，并没有多少针对于音乐创作方面的算法。而音乐创作类的软件多数应用数据库对资源进行存储管理，没有对算法进行过深入的探讨。在现有的文献及发明中，很少有对这类的算法进行研究的，使用软件快速演奏乐器相关的算法更是一片空白。

另外，国内音乐创作类的软件发展比较滞后，音乐创作类的软件市场多被国外主流公司垄断，国内的相关软件参差不齐，没有形成竞争力，其中的一个主要原因就是很少可以找到相关的技术支持。所以，此类的软件开发门槛较高，从事相关方面的研究人员更是少之又少，于是出现了“使用软件的音乐爱好者多、从事开发的专业人员少”的局面，因为既懂音乐又懂开发技术的人不多。

发明内容

针对现在软件演奏乐器这一算法领域的空白，本发明提供了一种软件快速演奏乐器的算法。

本发明从简谱“节点”定位、音频资源关联和时间调度三个方面对数字化简谱进行译谱分析，降低音乐创作类软件的开发难度，缩短开发周期。

一种软件快速演奏乐器的算法的具体内容如下：

S1:简谱输入；

S2:对简谱按照“节点”进行分割，“节点”就是“0”～“7”这8个乐符，一个完整的简谱一定是由若干个以“节点”为中心的数据块组成；定位“节点”的方法就是从简谱的起始位置开始顺序向简谱结尾位置遍历，遇上“0”～“7”就进行位置标定；“节点”定位完成以后，需要围绕“节点”对简谱进行拆分，得到若干个数据块；

S3:通过设定基础音高basis和和基础音长time的值，确定整体的音乐节奏和风格；

S4:确定第n个“节点”对应的音高；每个“节点”位置的值d对应一个相对音高r(n,d),当前“节点”数据块范围内的表示音高变化的k个音符都各自对应一个增值音高a(n,i),整首音乐的基础调式对应一个基本音高basis，最终该“节点”对应的音频资源的音高为

S5:确定第n个“节点”对应的音长；即每个“节点”对应的音频文件有各自播放的时长；当前“节点”数据块内的表示时间的m个音符都各自对应一个延时跨度t(n,j)，单位延时跨度为time，那么当前“节点”对应的音频资源的播放时长为

$y\left(n\right)=time*\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}t(n,j)$

S6:一个完整的数字化简谱就被拆分成各个“节点”数据块，对应了各个音频资源和播放时长，即{{s(0),y(0)},{s(1),y(1)},…{s(n),y(n)}}，其中y表示音长，s表示音高，n为节点号。

本发明有以下优势：

(1)算法协议简单，应用该算法，开发人员可以快速的编写音乐创作软件；

(2)使用者不须学习专业的乐理知识就可以进行译谱和音乐创作；

(3)算法生成的音乐文本文件小巧，可以直接跨平台播放，便于传播和编辑；

(4)本算法运行效率高，结构清晰，大大缩短了开发周期。

附图说明

图1为本发明的算法流程图。

图2为本发明的算法过程。

图3为本发明的WINDOWS输入平台。

图4为本发明的ISO输入平台。

图5为本发明的FPGA输入平台。

具体实施方式

为使本发明的一种软件快速演奏乐器的算法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明做进一步详细说明，但是，应当说明的是，以下所描述的具体实施例仅用于说明本发明，但不用来限定本发明的范围。

1、图1是本发明的算法流程图。如图1所示，

该算法涉及三个用户输入单元和若干个算法处理单元。

用户输入单元可以是各种具有数据交互功能的软硬件终端，如电脑、手机、带有按键的微处理器平台及其相关的系统软件等。用户输入单元内容包括“音乐简谱输入”、“音乐的基础音高”(即basis)和“音乐的基础音长”(即time)。输入方式可以是软件操作界面的交互，如编辑框输入、按钮点击等，也可以是硬件平台的交互，如键盘、触摸屏等。

算法处理单元按照功能分为三大模块。第一个模块包括“节点定位”和“数据块划分”，主要完成的功能是对简谱按照“节点”进行分割；第二个模块包括“确定节点音高”和“音频资源关联”，主要功能是结合输入的“音乐基础音高”，按照音高计算公式计算当前“节点”对应的音高，并通过所得到的音高值找到相关的音频资源；第三个模块包括“确定节点音长”和“时间调度”，主要功能是结合输入的“音乐基础音长”，按照音长计算公式计算当前“节点”对应的音频资源的播放时长。

根据算法的调度，一个完整的简谱最终被拆分成若干个“节点”数据块，每个“节点”对应着自己的音高和音长，所以输出音乐时就有对应的音频资源和播放时长，达到软件快速演奏乐器的效果。

2、图2是本发明的算法过程图；如图2所示，该过程包括：

步骤1：如图3、4、5所示，通过多平台输入音乐简谱；

步骤2：对输入的简谱，进行“节点”分割和定位。首先对简谱“节点”定位，设定“节点”为“0”～“7”这8个乐符，一个完整的简谱是由若干个以“节点”为中心的数据块组成；定位“节点”的方法就是从简谱的起始位置开始顺序向简谱结尾位置遍历，遇上“0”～“7”就进行位置标定，“节点”定位完成以后，围绕“节点”对简谱进行拆分，得到若干个数据块；具体步骤如下：

假设节点为Node，简谱为Buffer[]，那么寻找节点的操作的主体示例程序可以表示为：

WHILE(Buffer[Node]<’0’||Buffer[Node]>’7’){Node++；…}

步骤3：通过设定基础音高basis和和基础音长time的值，确定整体的音乐节奏和风格。

步骤4：确定该“节点”对应的音高；每个“节点”的音符d对应一个相对音高r(n,d),当前“节点”数据块范围内的表示音高变化的k个音符都各自对应一个增值音高a(n,i),整首音乐的基础调式对应一个基本音高basis，最终该“节点”对应的音频资源的音高为

$s\left(n\right)=r(n,d)+\underset{i-1}{\overset{k}{\&Sigma;}}a(n,i)+basis$

其中，r(n,d)的值对应于下表：

表1

d	0	1	2	3	4	5	6	7
									r(n,d)	0	0	2	4	5	7	9	11

其中，a(n,i)的值对应于下表：

表2

音符	>	<	#	b
					a(n,i)	12	-12	1	-1

其中，basis的值对应于下表：

表3

调式	A	B	C	D	E	F	G
								basis	49	51	40	42	44	45	47

假设当前节点位置为Node1，上一节点位置为Node0，简谱为Buffer，音高为S，那么音高计算的主体示例程序可以表示为：

步骤5：确定各个“节点”对应的音长，即每个“节点”对应的音频文件有各自播放的时长；当前“节点”数据块内的表示时间的m个音符都各自对应一个延时跨度t(n,j)，单位延时跨度time，那么当前“节点”对应的音频资源的播放时长为

其中，t(n,j)的值对应于下表：

表4

音符	-	-	.
				t(n,j)	(()+1)	(()×0.5)	(()×1.5)

假设当前节点位置为Node1，下一节点位置为Node2，简谱为Buffer，音长为y，那么音长计算的主体示例程序可以表示为：

步骤6：最后，一个完整的数字化简谱就被拆分成各个“节点”数据块，对应了各个音频资源和播放时长，即{{s(0),y(0)},{s(1),y(1)},…{s(n),y(n)}}，其中y表示音长，s表示音高，n为节点号。

Claims (6)

1.一种软件快速演奏乐器的算法，其特征在于，包括以下步骤：

S1:简谱输入；

S2:设定“节点”，并将简谱进行分割和定位，得到若干个数据块；

S3:设定整体的音乐节奏和风格；

S4:确定当前“节点”音高；

S5:确定当前”节点”音长；

S6:将各“节点”的特征值数据块组合，对应音频资源和播放时长。

2.根据权利要求1所述的一种软件快速演奏乐器的算法，其特征在于：所述步骤2中：设定节点为“0”～“7”这8个乐符，将简谱从起始位置开始向结尾位置进行遍历，并寻找节点，遇上“0”～“7”就进行标定；每次WHILE循环结束后的Node指向的位置就是一个节点，具体步骤如下：

WHILE(Buffer[Node]<’0’||Buffer[Node]>’7’){Node++；…}

其中Node为节点，Buffer[]为简谱 。

3.根据权利要求1所述的一种软件快速演奏乐器的算法，其特征在于：所述步骤3中：通过设定基础音高basis和和基础音长time的值，可以确定整体的音乐节奏和风格。

4.根据权利要求1所述的一种软件快速演奏乐器的算法，其特征在于：所述步骤4中：确定当前第n个“节点”对应的音高；即每个“节点”位置的值d对应一个相对音高r(n,d),当前“节点”数据块范围内的表示音高变化的k个音符都各自对应一个增值音高a(n,i),整首音乐的基础调式对应一个基础音高basis，最终该“节点”对应的音频资源的音高为：

。

5.根据权利要求1所述的一种软件快速演奏乐器的算法，其特征在于：所述步骤5中：确定当前第n个“节点”对应的音长，即每个“节点”对应的音频文件有各自播放的时长；当前“节点”数据块内的表示时间的m个音符都各自对应一个延时跨度t(n,j)，而单位延时跨度为time，那么当前“节点”对应的音频资源的播放时长为

。

6.根据权利要求1所述的一种软件快速演奏乐器的算法，其特征在于：所述步骤6中：一个完整的数字化简谱由各“节点”数据块组成，对应了音频资源和播放时长，即{{s(0),y(0)},{s(1),y(1)},…{s(n),y(n)}}，其中y表示音长，s表示音高，n为节点号。