TWI467567B

TWI467567B - 樂曲辨識系統及方法

Info

Publication number: TWI467567B
Application number: TW98140451A
Authority: TW
Inventors: Hou Hsien Lee; Chang Jung Lee; Chih Ping Lo
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2015-01-01
Also published as: TW201118859A

Description

樂曲辨識系統及方法

本發明係關於一種樂曲辨識系統及方法。

近年來樂曲辨識技術在各個領域得到了廣泛應用。如，電子玩具可基於樂曲辨識技術實現與人或其他玩具之間的互動，又如，樂曲檢索系統中可內建樂曲辨識系統，當人們搜索樂曲時，可不透過輸入樂曲名稱的檢索方式，而直接以聲訊的方式進行檢索。習知之樂曲辨識技術是將樂曲各小節的音符、音長、節拍等資訊透過一定的轉化規則轉化為頻率資訊，該等頻率資訊作為樂曲特徵，兩個樂曲之間的樂曲特徵進行比對之後，即可判斷出該兩樂曲是否相同。然，當兩個樂曲僅僅是調式、節拍不同時，經人耳可判斷出該兩個樂曲相同，而採用習知之樂曲辨識技術則會判定該兩樂曲不同，故，習知之樂曲辨識技術準確性和智慧程度還有待提高。

鑒於上述內容，有必要提供一種樂曲辨識系統及方法，可準確判斷兩樂曲是否相同。

一種樂曲辨識系統，包括一音階記錄單元、一特徵擷取單元、一存儲單元及一比較單元，該音階記錄單元用於分別記錄一第一樂曲、一第二樂曲的每個音符的音階，並分別將該第一、第二樂曲的每一音符的音階傳送給該特徵擷取單元，該特徵擷取單元記錄該第一樂曲的音階變化及該第二樂曲的音階變化，並將該第一樂曲的音階變化轉化為一第一樂曲特徵值，以及將該第二樂曲的音階變化轉化為一第二樂曲特徵值，該存儲單元存儲該第一、第二樂曲特徵值，該比較單元對該存儲單元中的第一、第二樂曲特徵值進行比較，以判斷該第一、第二樂曲是否相同。

一種樂曲辨識方法，包括以下步驟：分別記錄一需辨識樂曲的每個音符的音階及一樣本樂曲的每個音符的音階；通過對比該需辨識樂曲及該樣本樂曲的相鄰兩個音符的音階，以獲取該需辨識樂曲的音階變化及該樣本樂曲的音階變化，並將該需辨識樂曲的音階變化轉化為一樂曲特徵值，將樣本樂曲的音階變化轉化為一樣本特征值；存儲該樂曲特徵值及樣本特征值；以及將存儲的需辨識樂曲的樂曲特徵值與該樣本特徵值進行比較，以判斷該需辨識樂曲是否與該樣本樂曲相同。

前述樂曲辨識系統及方法透過記錄樂曲的每個音符的音階並將其變化轉化為樂曲特徵值，即使兩個相同樂曲之間的調式、節拍不同，該樂曲辨識系統及方法亦可準確判斷出該兩樂曲相同，該樂曲辨識系統具有較高的智慧程度。

1‧‧‧樂曲辨識系統

10‧‧‧音階記錄單元

20‧‧‧特徵擷取單元

30‧‧‧存儲單元

40‧‧‧比較單元

50‧‧‧樂譜

A-G‧‧‧音符

圖1是本發明樂曲辨識系統較佳實施例的模組圖。

圖2為一樂曲的樂譜。

圖3是本發明樂曲辨識方法較佳實施例的流程圖。

下面結合附圖及較佳實施例對本發明作進一步詳細描述：請參閱圖1，本發明樂曲辨識系統1的較佳實施例包括一音階記錄單元10、一特徵擷取單元20、一存儲單元30及一比較單元40。該樂曲辨識系統1用於判斷一第一樂曲及一第二樂曲是否相同。

該音階記錄單元10用於分別記錄該第一、第二樂曲的每個音符的音階，並分別將該第一、第二樂曲的每一音符的音階傳送給該特徵擷取單元20。該特徵擷取單元20記錄該第一樂曲的音階變化及該第二樂曲的音階變化，並將該第一樂曲的音階變化轉化為一第一樂曲特徵值、將該第二樂曲的音階變化轉化為一二樂曲特徵值。該存儲單元30用於存儲該第一、第二樂曲的樂曲特徵值。該比較單元40用於對該存儲單元30中的第一、第二樂曲特徵值進行比較，以判斷該第一、第二樂曲是否相同。

本實施例中，該第一樂曲為一樣本樂曲，該第一樂曲特徵值可作為樣本特徵值並預先存儲在該存儲單元30中，以與其他樂曲進行比較。該第一、第二樂曲特徵值分別包括一組順序排列的數位值，其中第一個數字值為一基準值，該基準值之外的每一數位值表示兩相鄰音符中後一音符與前一音符的音階之差，每組數字值是按照對應的第一或第二樂曲的音符的順序排列的。比如，第二個數位值表示第二個音符與第一個音符的音階之差，第三個數位值表示第三個音符與第二個音符的音階之差。

請一併參閱圖2，為一樂曲的樂譜50，該音階記錄單元10記錄該樂譜50中的音符A-G的音階，該特徵擷取單元20以該樂譜50中的首個音符B的音階為一基準值0，該基準值0為該樂曲的樂曲特徵值的第一個數位值，該特徵擷取單元20以後續每一個音符與前一個音符的音階之差來表示該樂譜50中音符的音階變化，本實施例中，以一個半音的增加為一單位1進行轉化，如，由於第二個音符C的音階比該首個音符B的音階增大半音，故該樂曲的樂曲特徵值的第二個數字值為1，由於後續每一個音符都比前一個音符增加半個音階，故該樂曲的樂曲特徵值即可表示為(0，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1，1)，該樂曲特徵值存儲於該存儲單元30中。

該樂曲辨識系統1可採用上述方法擷取到另一樂曲的樂曲特徵值，如(0，1，1，1，1，1，1，0，1，1，1，1，1，-2，1，1)，並將該樂曲特徵值存儲到該存儲單元30中，該樂曲特徵值中的第八個數字值“0”表示對應的前後兩個音符的音階相同，倒數第三個數字值“-2”表示對應的後一音符的音階比其前一個音符的音階減少2，即兩個半音，該比較單元40判斷前述兩個樂曲特徵值的相同度是否大於一預設值，如85%，當前述兩個樂曲特徵值的相同度大於該預設值時，則判定對應的樂曲相同，由於前述兩樂曲特徵值中有14個數字值相同，其相同度為87.5%，故，前述兩樂曲相同。

請參閱圖3，本發明樂曲辨識方法的較佳實施例應用於圖1中的樂曲辨識系統1，該樂曲辨識方法包括以下步驟：

步驟S1：該音階記錄單元10記錄一需辨識樂曲的每個音符的音階及一樣本樂曲的每個音符的音階。

步驟S2：該特徵擷取單元20接收該需辨識樂曲及該樣本樂曲的每個音符的音階以獲取該樂曲的音階變化，並將該樂曲的音階變化轉化為對應的樂曲特徵值，將樣本樂曲的音階變化轉化為一樣本特征值。

步驟S3：該存儲單元30存儲該樂曲特徵值及樣本特征值。

步驟S4：該比較單元40將該樂曲特徵值與該樣本特徵值進行比較，判斷該樂曲是否與該樣本樂曲相同。本實施例中，該比較單元40透過計算該樂曲特徵值與該樣本特徵值的相同度，並將該樂曲特徵值與該樣本特徵值的相同度與一預設值進行比較，以判斷該樂曲是否與該樣本樂曲相同。

該樂曲辨識系統及方法透過記錄樂曲的每個音符的音階，獲取該樂曲的音階變化並將其轉化為樂曲特徵值，由於樂曲的音階變化不會隨調式(比如C大調、G大調等)、節拍發生改變，故即使兩個相同樂曲之間的調式、節拍不同，該樂曲辨識系統及方法亦能準確判斷出該兩樂曲相同，故，該樂曲辨識系統及方法具有較高的智慧程度。

綜上所述，本發明確已符合發明專利的要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明的較佳實施方式，本發明的範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝的人士爰依本發明的精神所作的等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims

一種樂曲辨識系統，包括一音階記錄單元、一特徵擷取單元、一存儲單元及一比較單元，該音階記錄單元用於分別記錄一第一樂曲、一第二樂曲的每個音符的音階，並分別將該第一、第二樂曲的每一音符的音階傳送給該特徵擷取單元，該特徵擷取單元記錄該第一樂曲的音階變化及該第二樂曲的音階變化，並將該第一樂曲的音階變化轉化為一第一樂曲特徵值，以及將該第二樂曲的音階變化轉化為一第二樂曲特徵值，該存儲單元存儲該第一、第二樂曲特徵值，該比較單元對該存儲單元中的第一、第二樂曲特徵值進行比較，以判斷該第一、第二樂曲是否相同。
如申請專利範圍第1項所述之樂曲辨識系統，其中該第一、第二樂曲特徵值分別包括一組數位值，其中第一個數位值為一基準值，該基準值之外的每一數位值表示兩相鄰音符中後一音符與前一音符的音階之差，該第一、第二樂曲特徵值中的數位值分別是按照該第一、第二樂曲的音符的順序排列的。
一種樂曲辨識方法，包括以下步驟：分別記錄一需辨識樂曲的每個音符的音階及一樣本樂曲的每個音符的音階；通過對比該需辨識樂曲及該樣本樂曲的相鄰兩個音符的音階，以獲取該需辨識樂曲的音階變化及該樣本樂曲的音階變化，並將該需辨識樂曲的音階變化轉化為一樂曲特徵值，將樣本樂曲的音階變化轉化為一樣本特征值；存儲該樂曲特徵值及樣本特征值；以及將存儲的需辨識樂曲的樂曲特徵值與該樣本特徵值進行比較，以判斷該需辨識樂曲是否與該樣本樂曲相同。
如申請專利範圍第3項所述之樂曲辨識方法，其透過計算該需辨識樂曲的樂曲特徵值與該樣本特徵值的相同度，並將該需辨識樂曲的樂曲特徵值與該樣本特徵值的相同度與一預設值進行比較，以判斷該需辨識樂曲是否與該樣本樂曲相同。
如申請專利範圍第3項所述之樂曲辨識方法，其中該樂曲特徵值包括一組數位值，其中第一個數位值為一基準值，該基準值之外的每一數位值表示兩相鄰音符中後一音符與前一音符的音階之差，該需辨識樂曲的樂曲特徵值及樣本特徵值中的數位值分別是按照該需辨識樂曲及該樣本樂曲的音符的順序排列的。