CN1953051B

CN1953051B - 人声音频定调方法

Info

Publication number: CN1953051B
Application number: CN2005101093911A
Authority: CN
Inventors: 林文信
Original assignee: COLORSCORE Co Ltd
Current assignee: COLORSCORE Co Ltd
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: CN1953051A

Abstract

本发明提供一种人声音频定调方法，其步骤包括：依受测者设定受测者人因；再由该受测者哼唱曲音并同步录音；然后由音频计算器计算音频；再由记录器记录最高基本频率；最后经由音域估算器估算其合适的最高音频；进而转为音符代号，以得出受测者最佳音频。该人声音频定调方法可非常简易且快速的测出受测者当下最佳的音域，并据而准确得出自己在哼唱歌曲前的调(key)，并借由调整该歌曲的调(key)配合自己的音域，达到轻松自然的哼唱出歌曲的目的。

Description

人声音频定调方法

技术领域

本发明涉及一种人声音频定调方法，特别是估算出受测者最适合自己的最高音频，并用来调整及决定歌唱乐曲的调(key)，以适合受测者歌唱音域的音频定调方法。

背景技术

一般人在唱歌时，往往不知道自己适合什么样的调(key)或是适合自己的音域在哪里，当配合的伴奏乐器或乐音的调太高或太低时，歌唱者便不能很轻松自然的唱出曲音，此时便发生失去音准而走调，或是极为勉强升高或遽降音域，而使音质或音色变差，这种现象常见于有伴唱音乐带的场合(如卡拉0K、KTV)唱歌时，歌唱者所点播的伴唱歌曲的调不符合自己的调(key)而产生唱音失准的尴尬情形，又如大型的歌剧或演唱会，现场演唱者必需在演出前多次与伴奏乐团试音搭配而找出彼此配合的音调，这也相对造成正式演出前的试音工作繁杂及耗费时间等缺点，又因人的音频是声音频率的表现情形，为人发出声音在一定时间内音波振动的次数，次数多，则音调高，反之则音调低，故人的音频会因气候、心情、身体当时的状况及时间的不同而改变，另外，人的性别及年龄的不同也会造成音频的变化，纵使演唱者知悉自己的音域，或是与伴奏乐团试音搭配多次均能完善，但是于正式演出当日，也可能因为时空环境的不同及个人的身体状况差异而使自己的惯性音域偏离，若演唱者无法在极短时间内测定出自己当下的音域，就会产生演唱失去音准而走调或音色不尽人意的现象。

有鉴于此，发明人本于多年从事相关技术的研究开发与设计经验，针对上述的目标，详加设计与审慎评估后，终得一确具实用性的本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种人声音频定调方法，特别是指一种快速、准确且简易的测定出人哼唱曲音的正确音频方法，并借以调整哼唱歌曲的调(key)，以适合自己的歌唱。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

该人声音频定调方法的步骤包括：依受测者设定受测者人因；再由该受测者哼唱曲音并同步录音；然后由音频计算器计算音频；再由记录器记录基本频率；最后经由音域估算器估算其合适的音频；进而转为音符代号，以得出受测者最佳音频。

本发明所述人声音频定调方法，能够以程序语言形成计算机可读取及产生功能的软件以及依附在一接口上使用，也可广泛运用于各式电子设备或乐器设备或于因特网上，进而构成一人声音频定调的硬件设备。

由于采用了上述技术方案，本发明人声音频定调方法具有如下有益效果：可非常简易且快速的测出受测者当下最佳的音域，并据而准确得出自己在哼唱歌曲前的调(key)，并借由调整该歌曲的调(key)配合自己的音域，达到轻松自然的哼唱出歌曲的目的。

附图说明

图1是本发明人声音频定调方法的流程图；

图2是本发明音域估算器的估算流程图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明的人声音频定调方法的较佳实施例，每个人唱歌时都有其适合的音域，本发明中我们借由哼唱或逐音练唱的过程，连续侦测歌声音频并记录其最高音频的频率，然后由此频率估算歌唱者适合的音域，以方便对欲唱的歌曲定出合适的调，如图1所示，首先，依受测者设定受测者人因1，其包括受测者是否为“女生的调或男生的调”；以及受测者是否为“有受过声乐训练或没受过声乐训练”，其特征在于，所述女生的调包含未成年或尚未变声的男性，接着将受测者的声音经过一“录音装置”2，由此录音装置2进行连续录音，而且每次录制一小段的声音，随即将此录制的声音经由“音频计算器”3计算此段声音的基本频率(fundamental frequency)，再接着由“记录器”4比较此基本频率并记录最高基本频率，最后判断“是否停止定调”5，若是，则将最高基本频率经由“音域估算器”6估算受测者的音域，然后结束定调过程，否则回到“录音装置”2继续录音测试。

上述的“录音装置”2可为数字化录音，乃将声音讯号转为数字声音数据，其每次录制一小段的声音约为0.1秒；“音频计算器”3乃是计算此段声音的基本频率，它可由计算最大值的自相关函数(autocorrelation function)获得；“记录器”4是记录所算出的最高或最低基本频率；“音域估算器”6可由受测者的最高音，估算出受测者所适合的最高音频，借以调整歌曲的调。

“音域估算器”6的算法如下：

假设由上述“记录器”4所记录的最高基本频率是受测者所能唱出的最高音基本频率，如图2所示，则

1、将最高基本频率10转换为音符代号11，设为X。

2、若为男生的调12，则令X＝X+12个半音(一个8度)，即调高12个半音13。

3、若有受过声乐训练16则其估算出合适唱歌的最高音为X-n1个半音，即调低n1个半音14。

4、若没受过声乐训练16则其估算出合适唱歌的最高音为X-n2个半音，即调低n2个半音15。

其中，n1，n2是大于或等于零的经验值，乃由实际的测试中得到。

借由上述方法步骤的设计，就本发明实施例及达成功效说明如下：

如图1所示，在定调前先让受测者设定其为“女生的调或男生的调”，其次让受测者设定其为“有受过声乐训练或没受过声乐训练”，接着开始录音测试，在录音时可利用几种哼唱的方式测试，如一次哼唱一小段歌曲，然后让音调逐渐升高，一直到受测者觉得舒适满意为止，另一种方法是让受测者唱出某个高音音符，然后让音符逐渐升高音阶，一直到受测者觉得无法再升高为止，这些方法，其n1，n2经验值会有所不同，在步骤“录音装置”2中，设定声音格式为单音16bits，取样频率为44100Hz，每次录制的长度为0.1秒，接着在步骤“音频计算器”3中，计算音频的方法如下，假设所录制的声音为x(n)，

n＝0，1，2...，N-1，N＝4410，则

1、计算自相关函数r_x(k)，其中

r_x(k)＝∑_nx(n)x(n-k)，n＝0，1，2...，N-1，

k＝22，23，24，...，674

k值的范围代表所欲侦测的频率范围：

44100/22～44100/674＝2004.54～65.43Hz

2、寻找k_max＝arg(max(r_x(k))/_k)，k_max代表当r_x(k)最大值时的k值

3、基本频率f₀＝44100/k_max

然后由“记录器”4记录最高基本频率，并重复步骤“录音装置”2到“记录器”4，直到测试停止，最后经“音域估算器”3(如图2所示)估算其合适的最高音频，假设所得出的最高基本频率为440Hz，将其转为音符代号之后为A4，假设为男生的调，则其最高基本频率转换为音符代号后为A5，假设其没受过声乐训练且假设n2＝3，则其合适的最高音为F^#5，在决定歌曲的调时，其歌曲的最高音应调整使其不超过F^#5。

本发明的人声音频定调方法，可将此方法以程序语言搭配录音、储存、计算的电子、电路组件及处理器组件而依附在一接口上使用，可广泛运用于各式电子设备或乐器设备或因特网上，进而构成一人声音频定调的硬件设备。

本发明人声音频定调方法具有如下优点：

1、本发明借由该人声音频定调方法的创新设计，可非常简易且快速的测出受测者当下最佳的音域，并据而准确得出自己在哼唱歌曲前的调(key)，并借由调整该歌曲的调(key)配合自己的音域，可达到轻松自然的哼唱出歌曲的进步性功效。

2、借由本发明可准确测出受测者的音频，可避免演唱者与伴奏乐团多次的试音配合，也可令演唱者在正式表演前测出当下最佳的音域，可防止演唱当时的身体状况、气候、心情、时间与昔日试音的状态不同，而发生音域偏离伴奏乐团或伴唱乐音的调(key)，进而达到演唱音域与伴奏乐团或伴唱乐音搭配完美及提升演唱会成功率的最佳效益。

前文针对本发明的较佳实施例为本发明的技术特征进行具体的说明；熟悉此项技术的技术人员当可在不脱离本发明的精神与原则下对本发明进行变更与修改，而该等变更与修改，皆应涵盖于本发明权利要求书所界定的范畴中。

Claims

1.一种人声音频定调方法，其特征在于，所述人声音频定调方法包括下述步骤：依受测者设定受测者人因；再由该受测者哼唱曲音并同步录音；然后由音频计算器计算音频；再由记录器记录最高基本频率；最后经由音域估算器估算受测者所能唱出的最高基本频率，将所述最高基本频率转换为音符代号；以得出受测者最佳音频；

所述设定受测者人因，包括受测者是否为女生的调或男生的调；

所述设定受测者人因，包括受测者是否为有受过声乐训练或没受过声乐训练；

所述音域估算器估算方法，其包括：将受测者所能唱出的最高基本频率转换为音符代号，设为X，若为男生的调，则令X＝X+12个半音，12个半音为一个8度，即调高12个半音，若有受过声乐训练则其估算出合适唱歌的最高音为X-n1个半音，即调低n1个半音，若没受过声乐训练则其估算出合适唱歌的最高音为X-n2个半音，即调低n2个半音，其中，n1，n2是大于或等于零的经验值，乃由实际的测试中得到。

2.如权利要求1所述的一种人声音频定调方法，其特征在于，所述同步录音由一数字录音装置来进行。

3.如权利要求1所述的一种人声音频定调方法，其特征在于，此方法以程序语言搭配录音、储存、计算的电子、电路组件及处理器组件而依附在一接口上使用；或广泛运用于各式电子设备或乐器设备或网际网络上，进而构成一人声音频定调的硬件设备。