CN114120939A - 一种古琴调音器的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种古琴调音器的实现方法，涉及古琴调音技术领域。本发明包括：S1、创建数据结构I，用于描述古琴七条弦的音高，并对音高进行编号；S2、创建数据结构II，用于描述古琴的曲调属性和音高的标准音偏量信息；S3、根据以上数据结构I和数据结构II的属性值，计算出七条弦应有的音高作为比对数据，自动计算对应出实际古琴七条弦应有的音高值；S4、通过手持应用端听筒获取到的每条弦的音高和比对数据对比，进行调音，判断弦序；S5、根据以上属性值，在手持应用端中体现出来。本发明避免需要去背记古琴每根弦的音高值以及计算方法，使用数字化的方式去计算不同曲调中不同音高下每根弦的音高，快速识别每根弦的音准是否准确。
Description
技术领域
本发明属于古琴调音技术领域，特别是涉及一种古琴调音器的实现方法。
背景技术
古琴是中国古老的弦乐器，一般有七条弦，又称七弦琴；在不同曲目中，七条弦之间有着固定的音高关系，每种不同音高组合称之为曲调或弦式，常见的曲调有正调、蕤宾调、慢角调等，蕤宾调又称为紧五弦，慢角调又称为慢三弦。
不同曲调中，七条弦有着固定的相对音高关系，但是绝对音高可以不尽相同。为了适应时代的发展，定义了古琴的标准音高，a1＝440Hz，也就是五弦等于A(110Hz)为标准音高的弦式，以便于其它乐器相配合。在标准音高时正调的七条弦散音音高分别是(C,D,F,G，A，c,d)。我们可以使用通用的调音器来对古琴进行调音，在如紧五弦定调下，将五弦降低一个半音得到(C,D,F,G，Bb，c,d)的音高组合。
但是实际的个人使用过程中，使用的古琴音高不是绝对音高，很多初学者会将固定的绝对音高降低如两个半音，而保持相对音高不变，从而获得(Bb,C,Eb,F，G，Bb,c)的组合，降低了弦的张力，更方便弹奏，或者不使用440Hz作为标准音高，而使用降低不同程度的音高作为标准定弦。
常规的调音器只提供检测出声音的频率功能，在调音时需要自己去背记标准音高的频率值，如果不是标准音高定弦，还需要去人工计算出每条弦的实际频率，从而进行调音的步骤，如果是不同的曲调，则会加大计算的复杂度。
发明内容
本发明提供了一种古琴调音器的实现方法，解决了以上问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的一种古琴调音器的实现方法，基于带有听筒和扬声器的手持应用端实现，包括如下步骤：
S1、创建数据结构I，用于描述古琴七条弦的音高，并对音高进行编号；
S2、创建数据结构II，用于描述古琴的曲调属性和音高的标准音偏量信息，具体是描述曲调和降低标准音的半音个数以及标准音的偏移量；
S3、根据以上数据结构I和数据结构II的属性值，计算出七条弦应有的音高作为比对数据，自动计算对应出实际古琴七条弦应有的音高值；
S4、通过手持应用端听筒获取到的每条弦的音高和比对数据对比，进行调音，判断弦序；
S5、根据以上属性值，在手持应用端中体现出来。
进一步地，所述S1步骤中，数据结构I具体采用计算机程序语言使用0-127编号标记不同的绝对音高，每编号值相差半音，然后使用编号数组标记七条弦的音高。
进一步地，所述S2步骤中，数据结构II采用一个数组表示曲调，曲调记录每根弦的相对音高关系。
进一步地，所述S2步骤中，数据结构II的标准音偏量信息具体是通过如下两种方式实现：
(1)改变440Hzb标准音的方式，对音高进行调整后，记作calib＝410，使用410Hz作为标准音定弦，如果只修改此值，是不影响音高值的显示，只作为计算时的音高偏差；
(2)改变半音数量来进行调整，通常为降低，记作move＝-2，即将琴弦音高整体降低两个半音。
进一步地，所述S4步骤中，通过接受古琴音频数据进行分析并计算出实际的音高，与S3的计算结果进行比对，从而判断出当前的音高是否准确，并判断出弦序。
进一步地，所述S5步骤中，手持应用端的调音器知道古琴的实际音高后，在古琴音乐播放时，调整音乐整体音高，以与古琴的实际音高相符合，实现跟弹功能。
本发明相对于现有技术包括有以下有益效果：
本发明能够避免需要去背记古琴每根弦的音高值以及计算方法，使用数字化的方式去计算不同曲调中不同音高下每根弦的音高，从而快速识别每根弦的音准是否准确，由于调音器记录了当前古琴的实际音高值，以方便在不同曲调中，不同非标准音高下，快速识别音高并判断弦序，解决需要人为计算在不同曲调中不同音高下每根弦的音高，从而可以用于其他场合，如自动播放古琴音乐时，根据调音结果，实时改变播放音乐的音高，让播放和弹奏的音高相同，便于跟弹练习，并适用于其它依赖次调音结果的应用场景。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例中调音器自动校准识别琴弦的界面图；
图2为本发明具体实施例中音高编号和频率之间的关系图；
图3为本发明具体实施例中古琴中的不同弦式曲调图；
图4为本发明具体实施例中慢三弦定调音高计算图；
图5为本发明具体实施例以秋风词1来自动播放场景下的应用图；
图6为现有的气弦古琴结构图；
图7为现有的通用调音器的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
古琴是中国古老的弦乐器，一般具有七条弦，又称为七弦琴，如图6所示；在不同曲目中，七条弦之间有着固定的音高关系，每种不同的音高组合，称之为曲调或弦式，常见的曲调有正调、蕤宾调、慢角调等，蕤宾调又称为紧五弦，慢角调又称为慢三弦等，标准音高下曲调如图3所示；我们可以实用通用的调音器来对古琴进行调音，在如紧五弦定调下，将五弦降低一个半音得到(C,D,F,G，Bb，c,d)的音高组合。常规的调音器，如图7所示，只提供检测出声音的频率功能，我们需要自己去背记标准音高的频率值，如果不是标准音高定弦，还需要去人工计算每条弦的实际频率，从而进行调音的步骤。如果是不同的曲调，那么也会加大计算的复杂度，因此针对以上问题，提供一种古琴调音器的实现方法具有重要意义。
请参阅图1-2以及图4-5所示，本发明的一种古琴调音器的实现方法，基于带有听筒和扬声器的手持应用端实现，包括如下步骤：
S1、创建数据结构I，用于描述古琴七条弦的音高，并对音高进行编号；
S2、创建数据结构II，用于描述古琴的曲调属性和音高的标准音偏量信息，具体是描述曲调和降低标准音的半音个数以及标准音的偏移量；
S3、根据以上数据结构I和数据结构II的属性值，计算出七条弦应有的音高作为比对数据，自动计算对应出实际古琴七条弦应有的音高值；
S4、通过手持应用端听筒获取到的每条弦的音高和比对数据对比，进行调音，判断弦序；
S5、根据以上属性值，在手持应用端中体现出来。
其中，S1步骤中，数据结构I具体采用计算机程序语言使用0-127编号标记不同的绝对音高，每编号值相差半音，然后使用编号数组标记七条弦的音高；我们将440Hz频率的编号定为69。在标准音高下，五弦散音的频率是45＝110Hz＝A，那么在正调下，七条弦的音高可以用一个数组表示，数组的值为[36,38,41,43,45,48,50]，等同显示为[C,D,F,G,A,c,d]。
其中，如图3和图4所示，在S2步骤中，数据结构II采用一个数组表示曲调，曲调记录每根弦的相对音高关系；例如，在“慢三弦”曲调中，我们可以记作[0,0,-1,0,0,0,0]，“紧五弦”可以记作[0,0,0,0,1,0,0]，代表每根弦相对正调音高下偏移的半音数量。
其中，S2步骤中，数据结构II采用一个数组表示曲调，曲调记录每根弦的相对音高关系。
其中，S2步骤中，数据结构II的标准音偏量信息具体是通过如下两种方式实现：
(1)改变440Hzb标准音的方式，对音高进行调整后，记作calib＝410，使用410Hz作为标准音定弦，如果只修改此值，是不影响音高值的显示，只作为计算时的音高偏差；
(2)改变半音数量来进行调整，通常为降低，记作move＝-2，即将琴弦音高整体降低两个半音。
其中，如图4所示，S3步骤中的计算方法，我们以“慢三弦”定调为例，在降低两个标准音高下，通过计算可以得知此时每根弦应有的音高分别是[A1#,C,D,F,G,A#,c]。
其中，S4步骤中，通过接受古琴音频数据进行分析并计算出实际的音高，从而判断出当前的音高是否准确，并判断出事几弦，如图1所示，当前是音高118Hz，在下方可以看到定位为六弦。
其中，S5步骤中，手持应用端的调音器知道古琴的实际音高后，在古琴音乐播放时，调整音乐整体音高，以与古琴的实际音高相符合，如图5所示，对应为秋风词1的琴谱，上方有“播放”按钮，可以根据实际的定弦自动播放不同音高的声音。
本发明的原理是：
我们知道弹奏古琴之前需要对古琴琴弦进行校准，在不同曲调不同音高标准下，每根弦的实际音高也不相同，但是我们可以通过计算得到在不同曲调中不同音高下的每条弦的实际音高，从而和古琴每根弦的音高做对比，即可判断当前古琴的音准是否准确。从而在无需人为计算下完成调音功能。
首先，定义数据结构，用于描述标准音高下正调中每根弦的音高为CDFGAcd，并用另外的数据结构描述曲调和降低标准音的半音个数，以及标准音的偏移量。通过以上几个属性值，我们可以计算出在此种情况下每根弦的实际音高，自动判断当前的音是哪条弦，跟实际是否符合，从而完成古琴的调音功能。
本发明通过对古琴音高特点进行数字化，描述其基本信息，在配合一套参数系统和交互规则完成古琴的调音工作，同时基于调音结果的上层应用。其特点是可以自动识别古琴每条弦的音高和通过音高判断弦序。可以根据实际的古琴音高在播放音乐时自动调整音高。
有益效果：
本发明能够避免需要去背记古琴每根弦的音高值以及计算方法，使用数字化的方式去计算不同曲调中不同音高下每根弦的音高，从而快速识别每根弦的音准是否准确，由于调音器记录了当前古琴的实际音高值，以方便在不同曲调中，不同非标准音高下，快速识别音高并判断弦序，解决需要人为计算在不同曲调中不同音高下每根弦的音高，从而可以用于其他场合，如自动播放古琴音乐时，根据调音结果，实时改变播放音乐的音高，让播放和弹奏的音高相同，便于跟弹练习，并适用于其它依赖次调音结果的应用场景。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (6)
1.一种古琴调音器的实现方法，基于带有听筒和扬声器的手持应用端实现，其特征在于，包括如下步骤：
S1、创建数据结构I，用于描述古琴七条弦的音高，并对音高进行编号；
S2、创建数据结构II，用于描述古琴的曲调属性和音高的标准音偏量信息，具体是描述曲调和降低标准音的半音个数以及标准音的偏移量；
S3、根据以上数据结构I和数据结构II的属性值，计算出七条弦应有的音高作为比对数据，自动计算对应出实际古琴七条弦应有的音高值；
S4、通过手持应用端听筒获取到的每条弦的音高和比对数据对比，进行调音，判断弦序；
S5、根据以上属性值，在手持应用端中体现出来。
2.根据权利要求1所述的一种古琴调音器的实现方法，其特征在于，所述S1步骤中，数据结构I具体采用计算机程序语言使用0-127编号标记不同的绝对音高，每编号值相差半音，然后使用编号数组标记七条弦的音高。
3.根据权利要求1所述的一种古琴调音器的实现方法，其特征在于，所述S2步骤中，数据结构II采用一个数组表示曲调，曲调记录每根弦的相对音高关系。
4.根据权利要求1所述的一种古琴调音器的实现方法，其特征在于，所述S2步骤中，数据结构II的标准音偏量信息具体是通过如下两种方式实现：
(1)改变440Hzb标准音的方式，对音高进行调整后，记作calib＝410，使用410Hz作为标准音定弦，如果只修改此值，是不影响音高值的显示，只作为计算时的音高偏差；
(2)改变半音数量来进行调整，通常为降低，记作move＝-2，即将琴弦音高整体降低两个半音。
5.根据权利要求1所述的一种古琴调音器的实现方法，其特征在于，所述S4步骤中，通过接受古琴音频数据进行分析并计算出实际的音高，与S3的计算结果进行比对，从而判断出当前的音高是否准确，并判断出弦序。
6.根据权利要求1所述的一种古琴调音器的实现方法，其特征在于，所述S5步骤中，手持应用端的调音器知道古琴的实际音高后，在古琴音乐播放时，调整音乐整体音高，以与古琴的实际音高相符合，实现跟弹功能。
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