CN111862269A - 一种绘制曲线转化音乐旋律的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绘制曲线转化音乐旋律的方法，包含以下步骤：步骤1，绘制曲线并转化为图像；步骤2，对获取的曲线图像进行栅格化处理；步骤3，对栅格化后的曲线图像进行输出；步骤4，绘制曲线音乐旋律的生成；步骤5，将生成的旋律信息以MIDI文件的形式保存。本发明的方法通过对任意绘制的曲线，在存储设备获取图像，数字图像像素数目的数值会远大于音高数组中的元素数目，对数字图像进行栅格化处理，输出时对图像数据进行压缩，减小处理的数据量。将栅格化处理的图像转化为音乐旋律中音符和音高信息，产生一段音乐旋律。

Description

一种绘制曲线转化音乐旋律的方法
技术领域
本发明涉及信息技术在印刷应用技术领域，特别涉及一种绘制曲线转化音乐旋律的方法。
背景技术
随着互联网及手机用户的普及，纸质包装印刷产品互动性、趣味性的提升对于纸媒体来说需求量越来越大。基于常用的LabVIEW，随机绘制一条曲线，将曲线导入电脑进行栅格化处理输出，转化为音乐旋律，实现图文和声音并茂的效果，提高包装印刷产品的趣味性，应用于包装印刷产品中，尤其是儿童读物中，可以启发儿童音乐创作的潜力。
现有技术中，申请号为201410135119.X、专利申请名称为“一种以线条绘画的形式生成音乐旋律的方法”的技术方案，是通过灰度直方图的方法完成音乐旋律的转换。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种绘制曲线转化音乐旋律的方法，该方法通过对任意绘制的曲线，在存储设备获取图像，数字图像像素数目的数值会远大于音高数组中的元素数目，对数字图像进行栅格化处理，输出时对图像数据进行压缩，减小处理的数据量。将栅格化处理的图像转化为音乐旋律中音符和音高信息，产生一段音乐旋律。该方法解决了现有包装产品互动性差的问题，提升了阅读者的体验感。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种绘制曲线转化音乐旋律的方法，包含以下步骤：
步骤1，绘制曲线并转化为图像；
步骤2，对获取的曲线图像进行栅格化处理；
步骤3，对栅格化后的曲线图像进行输出；
步骤4，绘制曲线音乐旋律的生成；
步骤5，将生成的旋律信息以MIDI文件的形式保存。
所述步骤1，具体为：在纸张上绘制任意的形状的曲线并拍照，得到曲线图像，并对曲线图像做适当裁剪。
所述步骤1，具体为：在LabVIEW程序内完成曲线的绘制；在LabVIEW中编写绘制图像的vi；在LabVIEW中绘制曲线vi的过程中，事件结构包括了超时、绘图、重绘、停止四个事件；通过事件结构内的代码完成曲线的绘制、重置、图像输出；输出while循环的图像数据通过属性节点向下一级处理vi传递；图像的绘制通过记录鼠标移动的坐标的方式进行，记录的坐标以二维数组的形式进行传递。
所述步骤2，具体为：通过设置栅格化规格r为4～16，将获取的灰度图像进行栅格化，以规格r选取一列像素，对选取出的一列像素分为r行，对每一行像素值求和，最终输出最小的一列所在的索引数，将其作为索引值；循环对图像进行上述处理，最终得到经处理的栅格化图像；输入的图像经过处理即获得以像素为r×r的栅格图。
所述步骤3，具体为：通过顶层vi调用子vi完成图像获取、处理、转化；通过栅格化vi对输出图像进行处理，输出表示旋律线的数组；图像处理的程序框中设置超时为5-10秒、绘图、导入图片；运行程序时在完成绘图操作或读取图像操作完成后触发，对输入的图像数据进行处理后输入至旋律生成vi中。
所述步骤4，具体为：通过对音高数组的频率值进行索引生成一段音乐旋律：导入格式为jpg、png、bitmap的数字图像文件进行处理；触发导入图片事件，完成目标数字图像的导入与获取；设置4-8个音的频率，选取的某大调音阶，选取0～7的索引值；生成索引值数组的方式见公式(1)，由索引值生成的频率生成新的数组该数组构成了一条旋律线；
Bi＝(S-1)·Ai/Amax (1)
式中：
B——数组Array中第i个元素；
S——音符构成数组的大小；
Ai——数组Array中第i个元素；
Amax——数组Array中的最大值；
音乐旋律的生成由旋律生成vi完成；根据公式(1)对上一级vi中输出的数组进行数据的处理，将数组的元素转化为索引值对频率数组进行索引，通过beep.vi进行播放，同时输出由索引出的频率值构成的新数组与生成数目。
所述步骤5，具体为：设置拍速Bpm为60-140；时值为一拍的音的tick数为80-140；设置音色为0～7在程序中通过类型转换控件将十进制数值转化为十六进制；建立一个MIDI文件生成vi，将生成的音乐旋律以MIDI文件的形式记录下来，以便于后期的查看与编辑；为实现生成MIDI文件中的事件信息，需要将轨道块中的音高序号进行输入，将由数字图像生成的带有音高出现顺序的新数组中的频率数值转化为MIDI文件中的音高序号；将生成的音乐旋律转化MIDI文件需要将新数组中频率数值转化为MIDI文件中的音高序号，频率转化为音高序号Ii。Ii的求解公式如下：
Ii＝log1.05964(Bi/16.345) (2)
式中：
Bi——新数组中第i个元素，每个元素的数值大小为频率的数值大小；
Ii——MIDI文件中第i个音对应的音高序号；
将生成的旋律信息以MIDI文件的形式保存，可以直接播放。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明通过某一方式绘制曲线，通过LabVIEW将图像栅格化处理，输出该栅格化图像，生成一段音乐旋律，通过MIDI文件的方式进行储存并播放。
附图说明
图1是绘图vi程序框图；
图2是绘制图像栅格化处理流程图；
图3是栅格化图像输出及旋律生成图；
图4是任意绘制的曲线；
图5是栅格化处理图像；
图6是转化后的图像；
图7是生成的五线谱。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
一种绘制曲线转化音乐旋律的方法，包含以下步骤：
步骤1，绘制曲线并换换为图像：
在LabVIEW程序内完成曲线的绘制，在LabVIEW中编写绘制图像的vi，完成在电脑上绘制曲线的功能以便于获取旋律线。具体在LabVIEW中绘制曲线vi的过程中，通过while循环，事件结构中包括了超时、绘图、重绘、停止四个事件。通过事件结构内的代码完成曲线的绘制、重置、图像输出。输出while循环的图像数据通过属性节点向下一级处理vi传递。图像的绘制通过记录鼠标移动的坐标的方式进行，记录的坐标以二维数组的形式进行传递。如图1所示。
步骤2，对获取的图像信息进行栅格化处理：
通过设置栅格化规格r为4～16将获取的灰度图像进行栅格化，以r(4-16))的规格选取一列像素，对选取出的一列像素分为r(4-16)行，对每一行像素值求和，最终输出最小的一列所在的索引数，将其作为索引值。循环对图像进行上述处理，最终得到经处理的栅格化图像。程序流程如图2所示，输入的图像经过处理即可获得以像素为r×r的栅格图。如图2所示。
步骤3，栅格化图像的输出
通过顶层vi调用子vi完成图像获取、处理、转化。通过曲线转化音乐旋律的程序框图如图3所示，通过栅格化vi对输出图像进行处理，输出表示旋律线的数组。图像处理的程序框中设置超时为5-10秒、绘图、导入图片。运行程序时在完成绘图操作或读取图像操作完成后触发，对输入的图像数据进行处理后输入至旋律生成vi中。
步骤4具体为：绘制曲线音乐旋律的生成；
导入图片，格式为jpg、png、bitmap的数字图像文件进行处理。运行程序，如图4所示导入图片按钮，触发导入图片事件。选取需要处理的图片，完成目标数字图像的导入与获取。设置4-8个音的频率，选取的某大调音阶，选取0～7的索引值。生成索引值数组的方式见公式(1)，由索引值生成的频率生成新的数组该数组构成了一条旋律线音乐旋律的生成由旋律生成vi完成。根据公式(1)对上一级vi中输出的数组进行数据的处理，将数组的元素转化为索引值对频率数组进行索引，通过beep.vi进行播放，同时输出由索引出的频率值构成的新数组与生成数目。如图3所示。
步骤5具体为：MIDI文件的生成
设置拍速Bpm为60-140；时值为一拍的音的tick数为80-140；设置音色为0～7在程序中通过类型转换控件将十进制数值转化为十六进制。建立一个MIDI文件生成vi，将生成的音乐旋律以MIDI文件的形式记录下来，以便于后期的查看与编辑。为实现生成MIDI文件中的事件信息，需要将轨道块中的音高序号进行输入，将由数字图像生成的带有音高出现顺序的新数组中的频率数值转化为MIDI文件中的音高序号。将生成的音乐旋律转化MIDI文件需要将新数组中频率数值转化为MIDI文件中的音高序号，频率转化为音高序号。
实施例二
现以随机绘制某一张图片产生音乐旋律为例来说明本发明的制作与操作过程。
(1)绘制曲线并转化为图像：在纸张上绘制任意的形状的曲线通过手机拍照导入到电脑中，在日光灯条件下使用手机或者相机进行拍摄，拍摄精度在300-600DPI。在电脑中应用PS软件裁剪成边长为70-100mm尺寸；
将A4打印纸裁剪成边长为8.5mm的正方形纸片，使用记号笔进行绘制，使用华为某一款手机在室光下进行拍摄，将相片导入电脑，使用Photoshop进行裁切边缘的处理。如图4所示。
步骤2，对获取的图像信息进行栅格化处理。
将栅格化规格设置为8，MIDI生成的参数中音色设为0、音量设置为80、bpm设置为120、生成音乐旋律使用的音阶设置为自然音阶。如图5所示。
步骤3，栅格化图像的输出
图像处理的程序框中设置超时为5-10秒、绘图、导入图片。运行程序时在完成绘图操作或读取图像操作完成后触发，对输入的图像数据进行处理后输入至旋律生成vi中。栅格化输出图像如图6所示。
步骤4具体为：绘制曲线音乐旋律的生成；
以bitmap格式导入图片，运行程序，如图3所示导入图片按钮，触发导入图片事件。选取需要处理的图片，完成目标数字图像的导入与获取。根据图3所示运行程序，设置7个音的频率。选取的C大调音阶频率，索引值由0至7依次排列，建立C大调音阶通过对音高频率值进行索引生成一段音乐旋律。生成音乐旋律使用的音阶设置为自然音阶。如图7所示。
(5)生成播放的MIDI文件：
设置MIDI生成的参数中音色设为0、音量设置为80Bpm为120时，时值为一拍的音的tick数为120，十六进制中为78。时值为半拍的音tick数为60，十六进制中为3C。音量与音色数值的数据类型需要转化为8位，0-7的钢琴音色生成MIDI文件。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种绘制曲线转化音乐旋律的方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1，绘制曲线并转化为图像；
步骤2，对获取的曲线图像进行栅格化处理；
步骤3，对栅格化后的曲线图像进行输出；
步骤4，绘制曲线音乐旋律的生成；
步骤5，将生成的旋律信息以MIDI文件的形式保存。
2.根据权利要求1所述绘制曲线转化音乐旋律的方法，其特征在于，所述步骤1，具体为：在纸张上绘制任意的形状的曲线并拍照，得到曲线图像，并对曲线图像做适当裁剪。
3.根据权利要求1所述绘制曲线转化音乐旋律的方法，其特征在于，所述步骤1，具体为：在LabVIEW程序内完成曲线的绘制；在LabVIEW中编写绘制图像的vi；在LabVIEW中绘制曲线vi的过程中，事件结构包括了超时、绘图、重绘、停止四个事件；通过事件结构内的代码完成曲线的绘制、重置、图像输出；输出while循环的图像数据通过属性节点向下一级处理vi传递；图像的绘制通过记录鼠标移动的坐标的方式进行，记录的坐标以二维数组的形式进行传递。
4.根据权利要求1所述绘制曲线转化音乐旋律的方法，其特征在于，所述步骤2，具体为：通过设置栅格化规格r为4～16，将获取的灰度图像进行栅格化，以规格r选取一列像素，对选取出的一列像素分为r行，对每一行像素值求和，最终输出最小的一列所在的索引数，将其作为索引值；循环对图像进行上述处理，最终得到经处理的栅格化图像；输入的图像经过处理即获得以像素为r×r的栅格图。
5.根据权利要求4所述绘制曲线转化音乐旋律的方法，其特征在于，所述步骤3，具体为：通过顶层vi调用子vi完成图像获取、处理、转化；通过栅格化vi对输出图像进行处理，输出表示旋律线的数组；图像处理的程序框中设置超时为5-10秒、绘图、导入图片；运行程序时在完成绘图操作或读取图像操作完成后触发，对输入的图像数据进行处理后输入至旋律生成vi中。
6.根据权利要求5所述绘制曲线转化音乐旋律的方法，其特征在于，所述步骤4，具体为：通过对音高数组的频率值进行索引生成一段音乐旋律：导入格式为jpg、png、bitmap的数字图像文件进行处理；触发导入图片事件，完成目标数字图像的导入与获取；设置4-8个音的频率，选取的某大调音阶，选取0～7的索引值；生成索引值数组的方式见公式(1)，由索引值生成的频率生成新的数组该数组构成了一条旋律线；
Bi＝(S-1)·Ai/Amax (1)
式中：
B——数组Array中第i个元素；
S——音符构成数组的大小；
Ai——数组Array中第i个元素；
Amax——数组Array中的最大值；
音乐旋律的生成由旋律生成vi完成；根据公式(1)对上一级vi中输出的数组进行数据的处理，将数组的元素转化为索引值对频率数组进行索引，通过beep.vi进行播放，同时输出由索引出的频率值构成的新数组与生成数目。
7.根据权利要求6所述绘制曲线转化音乐旋律的方法，其特征在于，所述步骤5，具体为：设置拍速Bpm为60-140；时值为一拍的音的tick数为80-140；设置音色为0～7在程序中通过类型转换控件将十进制数值转化为十六进制；建立一个MIDI文件生成vi，将生成的音乐旋律以MIDI文件的形式记录下来，以便于后期的查看与编辑；为实现生成MIDI文件中的事件信息，需要将轨道块中的音高序号进行输入，将由数字图像生成的带有音高出现顺序的新数组中的频率数值转化为MIDI文件中的音高序号；将生成的音乐旋律转化MIDI文件需要将新数组中频率数值转化为MIDI文件中的音高序号，频率转化为音高序号Ii；Ii的求解公式如下：
Ii＝log1.05964(Bi/16.345) (2)
式中：
Bi——新数组中第i个元素，每个元素的数值大小为频率的数值大小；
Ii——MIDI文件中第i个音对应的音高序号；
将生成的旋律信息以MIDI文件的形式保存，可以直接播放。
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