CN107068166A - 一种基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，将基于混沌算法合成的单音轨音乐作为主旋律，并结合主旋律特点合成分解和弦及纵向和弦作为主旋律的伴奏音轨，再将主音轨和伴奏音轨通过MIDI合成机制合成耳鸣康复音。通过本发明所提供的方法获得的耳鸣康复音具有很强的音乐流动性及连贯性，韵律丰富而优美，增强了耳鸣康复音的适听性，实现耳鸣治疗效果的提升。

Description

一种基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法

技术领域

本发明涉及耳鸣康复音生成技术，具体涉及一种基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法。

背景技术

耳鸣主要表现为非外部声音产生的听觉感知，因其发病率较高，严重影响人的正常生活而越来越受到关注。声音疗法是目前公认的一种有效的耳鸣治疗方法，尤其采用相似而不重复的音乐可作为耳鸣康复音来缓解耳鸣症状。然而，目前生成的用于治疗耳鸣康复的音乐主要是针对单音轨音乐，音乐形式单一，治疗效果不尽理想；此外，目前已出现的作为耳鸣治疗音的多音轨音乐中，多个音轨之间的音调之间没有必然联系，导致音乐连贯性不强，太过分散，易引发听者不良情绪，不利于耳鸣治疗。因此，现有的合成音乐还存在无法与试听者个性化匹配和治疗效果较差等诸多问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明将提供一种基于音乐和弦与混沌序列相结合来生成耳鸣康复音的方法，以得到较为丰富、连续的治疗音乐，提高声音治疗的效果。

本发明提供的一种基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，包括以下步骤：

S1、生成主音轨的音调值序列与音符时值序列；

S2、对主音轨的音调值序列进行分组，每组匹配一个相对应和弦，将每组所对应的和弦以分解和弦的形式逐一展开到第二音轨的对应组中，对应生成第二音轨的音调值序列；

S3、对主音轨的音调值序列进行分析，以每一小节为一组，并匹配与每小节相对应的和弦，将每小节所对应和弦的组成音符分别映射到不同音轨的对应小节中，生成多个轨的音调值序列；

S4、将上述各音轨的音调值序列及音符时值序列，通过MIDI合成机制，生成以主音轨为主旋律，其余音轨为伴奏的耳鸣康复音。

进一步的，步骤S1中的主音轨的音调值序列与音符时值序列通过以下步骤生成：

S11、通过混沌系统得到原始混沌序列，并通过线性变换得到混沌整数序列；

S12、对所述混沌整数序列进行映射，得到主音轨的音调值序列和音符时值序列。

进一步的，将混沌整数序列与五声音阶组合或者七声音阶组合进行映射，得到主音轨的音调值序列。

进一步的，将混沌整数序列与一定的节拍组合形式进行映射，得到主音轨的音符时值序列。

进一步的，将主音轨中的音调值序列进行分组，并以每组的首个音符所对应的和弦作为该组的匹配和弦。

进一步的，将主音轨中的音调值序列以四个音符为一组进行分组。

进一步的，所述第二音轨的节奏形式设置为与主音轨一致，以确保第二音轨的分解和弦与主音轨音调之间形成互相配合。

进一步的，所述步骤S3中，每小节所匹配的和弦为该小节的首个音符所对应的和弦。

进一步的，所述步骤S3中，每小节所匹配的和弦为该小节的首个音符所对应的大三和弦，所述大三和弦的根音、三音和五音分别作为第三、第四、第五音轨的对应小节的音符构成。

进一步的，第三、第四、第五音轨的每小节中的音符的时长为一个小节时长。

本发明相比现有技术的有益效果主要体现在：

本发明提供的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，基于混沌算法合成的单音轨音乐作为主旋律，所生成的主旋律具有整体相似而不重复的特征，较好的满足了耳鸣治疗音的要求。此外，本发明的方法还结合所生成主旋律的特点，匹配生成对应的分解和弦音轨以及通过多个音轨对和弦进行纵向的展开。最后由多音轨合成的耳鸣康复音具有很强的流动性及连贯性，更加丰富而优美，增强了耳鸣康复音的适听性，实现耳鸣治疗效果的提升。

附图说明

图1为本发明实施例的基于和弦和混沌序列生成耳鸣康复音的过程示意图；

图2为本发明实施例的主音轨与第二音轨的音符对照示意图；

图3为本发明实施例的主音轨与和声音轨组的音符对照示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法做进一步的阐述说明。应当注意的是，以下实施例并不能构成对本发明实施方式的限制。

参阅图1-3所示，本发明提供的一种基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，包括以下步骤：

S1、生成主音轨的音调值序列与音符时值序列；

S2、对主音轨的音调值序列进行分组，将每组所对应的和弦以分解和弦的形式逐一展开到第二音轨的对应组中，对应生成第二音轨的音调值序列；

S3、对主音轨的音调值序列进行分析，以每一小节为一组，并匹配与每小节相对应的和弦，将每小节所对应和弦的组成音符分别映射到不同音轨的对应小节中，生成多个轨的音调值序列；

S4、将上述各音轨的音调值序列及音符时值序列，通过MIDI合成机制，生成以主音轨为主旋律，其余音轨为伴奏的耳鸣康复音。

作为优选的实施方案，上述步骤S1中的主音轨的音调值序列与音符时值序列通过以下步骤生成：

S11、通过混沌系统得到原始混沌序列，并通过线性变换得到混沌整数序列；

S12、对所述混沌整数序列进行映射，得到主音轨的音调值序列和音符时值序列。

将原始混沌序列通过线性处理后，得到范围波动较大的混沌整数序列。此时，若将混沌整数序列直接映射为音调值序列，则会出现音调突变或超出MIDI文件音调值范围等情况。作为优选的，将混沌整数序列与多种音调组合形式进行一一映射，即一种组合形式对应混沌整数序列中的一个值，这样可使合成的主音轨具有音乐流动性，变换形式更多。作为具体的优选实施方案，将混沌整数序列与五声音阶或者七声音阶组合形式进行一一映射，得到主音轨的音调值序列；通过该映射规则得到的音乐的音调具有整体的相似不重复特性，同时保证音域内部音调的和谐，避免音调突变及相同音调不断重复，从而提升所生成音乐的适听性。以七声音阶为例，七声音阶是由原有的五声音阶宫、商、角、徵、羽(C、D、E、G、A)五音加上变徵与变宫两音而成(C、D、E、#F、G、A、B)，根据其不同的排列组合，七声音阶的音调值共有7*6*5*4*3*2*1＝5040种组合形式。将混沌原始序列通过线性变换处理，并将混沌整数序列值范围控制在1～5040范围以内，根据一定的映射规则，将不同的七声音阶的音调值组合形式与不同的整数序列值进行一一对应，如当音调值组合形式为(C A B#F D E G)时指定代表值为1200，当组合形式为(A C D G#F B E)时指定代表值为101，即对不同的音调值组合形式进行不重复编号。此时，若混沌整数序列中出现值1200时，映射为(C A B#F D EG)的音调值序列，当出现值101时，映射为(A C D G#F B E)，依此类推，可得出主音轨的音调值序列。通过此方法最终得到的音调值序列，既不会出现音调突变，也不会出现同一音调连续重复多次(同一音调最多连续重复两次)的情况，增加了音乐的适听性。

相较于音调值序列，音符时值序列的波动范围更小，否则容易导致音乐节奏过于混乱。因此，针对音符时值序列，可将混沌整数序列中的值从十进制到二进制进行重新编码处理。如当混沌整数序列中出现10时，转换为二进制形式则为101 0，当出现13时，转换为二进制形式则为110 1，依此类推。在二进制形式下，以两个字符为一组，形式共有四种，分别为：“00”，“01”，“10”，“11”。每一种形式对应一种音符时值，如“00”对应0.5秒，“01”对应0.25秒，“10”对应1秒，“11”对应0.75秒，具体对应形式需根据实际情况确定。进一步优选的，将混沌整数序列与一定的节拍组合形式一一映射，得到主音轨音符时值序列。具体的，可将混沌整数序列与现有歌曲的节拍组合形式进行映射，得到音符时值序列。以某歌曲为例，其节拍组合形式有四种，以字母“M”表示一个音符，则四种节拍组合形式分别为：(M-，M),(M，M，M，M)，(M--)，(M，M，M)，以每一种节拍组合形式对应一种音符时值组合，如“00”对应(M-，M)，“01”对应(M，M，M，M)，“10”对应(M--)，“11”对应(M，M，M)。以此得到音符时值序列。

作为优选的实施方案，上述步骤S2中将主音轨中的音调值序列进行分组，所述分组可以为音乐概念上的音乐小节，以相邻的若干音调值划分为一组，作为一种可选择的实施方式，将主音轨中的音调值序列以四个音符为一组进行分组，并以每组的首个音符所对应的和弦作为该组的匹配和弦。作为另一种优选，可根据每个划分小组中的音调值出现次数最多或者音符时长较长的音符配以所对应的和弦。进一步的，将每组所对应的和弦以分解和弦的形式逐一展开到第二音轨的对应组中，对应生成第二音轨的音调值序列；所述第二音轨的节奏形式设置为与主音轨完全一致，以确保第二音轨的分解和弦与主音轨音调之间形成互相配合。如图2所示为主音轨与第二音轨的音符对照示意图，“X”为音轨中可能会出现的任意音符，C、D、E、F、G、A、B则为基本音符标号。图2中所示，将主音轨中的音调值以四个音符为一组进行分组，通过虚线标示将相邻两组的音符分开，并将每组的首个音符所对应的和弦以分解和弦的形式逐一展开到第二音轨的对应组中，对应生成第二音轨的音调值序列。如图2中，主音轨的第一组的组开头的音符为“C”，则对应的将第二音轨中的第一组音符的音调设置为C和弦的分解和弦“C G E G”。第二音轨中其它小组的音符构成可依次类推而得出。将和弦中各音先后连续奏出，则称之为分解和弦，以钢琴演奏为例，柱式和弦是三个或四个音一起弹的和弦，而分解和弦是一种把和弦的各和音顺次弹出的奏法，

作为优选的实施方案，所述步骤S3中，对主音轨的音调值序列进行分析，以每一音乐小节为一组，每小节所匹配的和弦为该小节的首个音符所对应的和弦，或者，可根据每个划分小节中的音调值出现次数最多或者音符时长较长的音符配以所对应的和弦。

作为优选的实施方案，所述步骤S3中，每小节所匹配的和弦为该小节的首个音符所对应的大三和弦，所述大三和弦的根音、三音和五音分别作为第三、第四、第五音轨的对应小节的音符构成。即第三、第四、第五音轨共同构成主音轨的和声音轨。进一步的，第三、第四、第五音轨的每小节中的音符的时长为一个小节时长。如图3所示为本实施例的主音轨与和声音轨的音符对照示意图，图中主音轨的第一小节的首个音符“C”所对应的大三和弦为C和弦，C和弦的根音C，三音E，以及五音G分别作为第三、四、五音轨的第一小节的音调值。由于第三、四、五音轨的音调是根据大三和弦和主音轨音调生成的，为保证其流畅性，这三个音轨中每小节所对应音符的时长均设置为一个小节时长，即如图3所示的实施例中的第三、第四、第五音轨的第一小节所分别对应的音调值C、E、G的时长设置为一个小节时长。图3中以所采用的节奏模式为3/4拍为例，即以四分音符为一拍，每小节三拍。虚线标示出的为识别到的主音轨中的每一个小节，每小节为一组，每小节里音符个数不固定。假设一拍的时长为0.5秒，则一小节的时长为1.5秒，即本实施例中的第三、第四、第五音轨的每个小节所分别对应的音调值时长均为1.5秒。依次类推，即可得到与主音轨相互匹配的三个音轨的音调值序列。

作为优选的，为增加耳鸣康复音多样性，还可对各音轨设置不同的音色，或设置不同的初始值，以满足听者的个性化需求。

在音乐中，按照三度或非三度音程关系重叠起来的三个以上的音的结合，叫做和弦。按三度音程关系构成的和弦，由于各音间保持一定的紧张度，音响协调丰满，并合乎泛音的自然规律，因而被广泛采用。其中，分解和弦是和弦按顺序依次弹出的一种演奏方法，为一种和弦的装饰性或音型化处理方法，它在音乐伴奏方面具有广泛的应用。分解和弦具有很强的流动性，加入分解和弦后的音乐具有更强的连贯性，音乐更加优美流畅。因此，本发明将与主音轨的旋律关联匹配的和弦以分解和弦以及纵向和弦的形式来构建伴奏音轨，将主音轨的所匹配的和弦以纵向和弦形式展开，即将几个音同时演奏的形式，最后，将作为主旋律的主音轨以及作为伴奏的多个音轨通过MIDI设备合成音频，并以之作为耳鸣康复音。所合成的音频由于采用了混沌序列而获得了相似而不重复的主旋律，另外，基于该主旋律的特征而匹配的和弦伴奏音轨，使得所合成的音频的音乐性更为丰富、饱满，极大的提高了耳鸣康复音的适听性，有助于提升耳鸣康复效果。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、生成主音轨的音调值序列与音符时值序列；

S2、对主音轨的音调值序列进行分组，每组匹配一个相对应和弦，将每组所对应的和弦以分解和弦的形式逐一展开到第二音轨的对应组中，对应生成第二音轨的音调值序列；

S3、对主音轨的音调值序列进行分析，以每一小节为一组，并匹配与每小节相对应的和弦，将每小节所对应和弦的组成音符分别映射到不同音轨的对应组中，生成多个轨的音调值序列；

S4、将上述各音轨的音调值序列及音符时值序列，通过MIDI合成机制，生成以主音轨为主旋律，其余音轨为伴奏的耳鸣康复音。

2.根据权利要求1所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，步骤S1中的主音轨的音调值序列与音符时值序列通过以下步骤生成：

S11、通过混沌系统得到原始混沌序列，并通过线性变换得到混沌整数序列；

S12、对所述混沌整数序列进行映射，得到主音轨的音调值序列和音符时值序列。

3.根据权利要求2所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，将混沌整数序列与五声音阶组合或者七声音阶组合进行映射，得到主音轨的音调值序列。

4.根据权利要求3所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，将混沌整数序列与一定的节拍组合形式进行映射，得到主音轨的音符时值序列。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，所述步骤S2中，将主音轨中的音调值序列进行分组，并以每组的首个音符所对应的和弦作为该组的匹配和弦。

6.根据权利要求5所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，将主音轨中的音调值序列以四个音符为一组进行分组。

7.根据权利要求1所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，所述第二音轨的节奏形式设置为与主音轨一致，以确保第二音轨的分解和弦与主音轨音调之间形成互相配合。

8.根据权利要求1所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，所述步骤S3中，每小节所匹配的和弦为该小节的首个音符所对应的和弦。

9.根据权利要求8所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，所述步骤S3中，每小节所匹配的和弦为该小节的首个音符所对应的大三和弦，所述大三和弦的根音、三音和五音分别作为第三、第四、第五音轨的对应小节的音符构成。

10.根据权利要求9所述的基于和弦与混沌序列生成耳鸣康复音的方法，其特征在于，第三、第四、第五音轨的每小节中的音符的时长为一个小节时长。