專利名稱：電子音樂產生方法
技術領域：
本發明涉及一種電子音樂產生方法，屬于電子音樂技術領域。
背景技術：
隨著電子技術的進步，電子音樂技術得到了發展。電子琴、電吉他等成為 常見的電子樂器。電子琴是通過鍵盤彈奏方式產生電子音樂。電吉他是通過撥 弦方式產生電子音樂。
此外，專利01118622. 4公布了一種"利用計算機實現電子鍵盤彈奏出真實 樂器聲音的方法"，該方法包括a、彈奏真實的樂器，將每一樂器每一個音符 的每一彈奏方式的聲音都以數字形式錄制下來，形成一種包含各種真實樂器聲 音的數據庫。在該數據庫里，每一樂器的每一音符的每一種彈奏方式都有對應 的聲音數據。b、利用和計算機聯機的電子鍵盤彈奏音樂，鍵盤每一按鍵對應 一識別碼，計算機根據傳輸來的按鍵識別碼調用真實樂器聲音數據庫中對應的 聲音數據，傳輸給聲卡發出聲音。該方法優點在于在已有計算機的情況下，用 很少的費用即可實現能彈奏出各種真實樂器聲音的高級電子琴的功能，同時還 可實現即使在中低檔聲卡上也能夠高質量地欣賞MIDI音樂的功能。但是，上述 方法要求必須有計算機設備才能實現，無論是臺式機還是筆記本電腦，體積仍 然相對較大；其音樂產生方式仍然是傳統的鍵盤彈奏方式。
發明內容
為克服已有電子音樂技術只能以鍵盤彈奏方式或撥弦方式產生電子音樂的 不足，本發明提出一種新的電子音樂產生方法，該方法通過揮動產生的加速度 或角速度信號觸發產生電子音樂。
本發明的技術方案是
一種電子音樂產生方法，包括以下步驟
1. 采樣揮動產生的動態加速度信號值^^… ；
2. 根據步驟1的加速度采樣信號值確定信號處理時間范圍T，對于一次揮 動動作過程，其運動狀態變化過程為靜止一運動一靜止，其速度變化 過程為零一該過程最大速度一零，其動態加速度變化過程為零一正加 速度一零一負加速度一零，因此，信號處理時間范圍T的確定標準是 記加速度采樣信號值由零變為正的時刻為~，記加速度采樣信號值由負變 為零的時刻為/2， ^到^的時間段為信號處理時間范圍T，時間范圍T內 的加速度采樣信號值為…a,, (1S m < " S AO ;
3. 確定信號處理時間范圍T內的指令信號S，指令信號S可以是時間范圍T
內的力n 速
|化卜max"l，k"
采樣信號絕對值的最大值 z」)(m&^M);或者是時間范圍T內的加速度采樣
信號絕對值的平均值
1
4.根據步驟3得到的指令信號S，按照預先設定的對應關系讀取真實樂器 樂音聲數據庫中的相應數據；預先設定的對應關系是設定指令信號最 小值《m和最大值A,皿；當指令信號是加速度采樣信號絕對值的最大值 maxla,l或加速度采樣信號絕對值的平均值iq時，根據揮動動作實驗，Am,,， 取為0g， A^取值范圍為(3g 5g)，其中g表示重力加速度；將《n和lx 之間值分為M個區間，M為正整數，區間端點為A)， A， A…、，其中， A^《i,，， ~ = Amax;真實樂器樂音聲數據庫中存儲的是M個以數字信號
存儲的真實樂器樂音聲數據，可以是鼓、釵等各種不同真實打擊樂器演 奏的節奏聲數據，或者是多種打擊樂器演奏的合成節奏樂段聲數據，或 者是鋼琴、小提琴等各種不同真實樂器演奏的樂音聲數據，或者是多種
樂器演奏的合成旋律樂段聲數據，用x,，;v..Xm表示；區間(A,， 4)， (a,, A)…、)分別對應著真實樂器樂音聲數據x,，^…xm;當指令 信號S滿足A,"S〈^ (j = l，…M)時，就讀取相應的真實樂器樂音聲數據
5. 將步驟4讀取的真實樂器樂音聲數據輸出發聲；
6. 重復步驟l-5，產生不同的電子節奏或旋律。
另一種電子音樂產生方法，包括以下步驟
1. 采樣揮動產生的角速度信號值W，^…^;
2. 根據步驟1的角速度采樣信號值確定信號處理時間范圍T，對于一次揮 動動作過程，其運動狀態變化過程為靜止一運動一靜止，其角速度變 化過程為零一該過程最大角速度一零，因此，信號處理時間范圍T的 確定標準是記角速度采樣信號值由零變為非零值的時刻為f,，記角速度 采樣信號值由非零值變為零的時刻為^ ，、到^的時間段就是信號處理時 間范圍T，時間范圍T內的角速度采樣信號值為氣,氣,，(BmaSAO;
3. 確定信號處理時間范圍T內的指令信號S，指令信號S可以是時間范圍T
內的角速度采樣信號絕對值的最大值
—"l)(m^^M);或者是時間范圍T內的角速度采樣
max則二 max(
信號絕對值的平均值
11WI (m");或者是時間范圍T內角
打 一 附+1:…
速度采樣信號值的積分，即轉角值0=(2^ (m^^n); 4.根據步驟3得到的指令信號S，按照預先設定的對應關系讀取真實樂器 樂音聲數據庫中的相應數據，預先設定的對應關系是設定指令信號最
小值A,，和最大值《"當指令信號是角速度采樣信號絕對值的最大值 maxhl或角速度采樣信號絕對值的平均值pl時，根據揮動動作實驗，《,n 取為0rad/s， A^取值范圍為(;r 2;r)rad/s;當指令信號是轉角值卯寸， 《,'取為0、 4_取值范圍為(9(T 360。)；將Amill和Amax之間值分為M個區 間，M為正整數，區間端點為^， A,， f《，其中，A)=《,,，，A,A隨; 真實樂器樂音聲數據庫中存儲的是M個以數字信號存儲的真實樂器樂音 聲數據，可以是鼓、釵等各種不同真實打擊樂器演奏的節奏聲數據，或 者是多種打擊樂器演奏的合成節奏樂段聲數據，或者是鋼琴、小提琴等 各種不同真實樂器演奏的樂音聲數據，或者是多種樂器演奏的合成旋律 樂段聲數據，用x,，X2…&表示；區間(A， A)， (A， A) AM) 分別對應著真實樂器樂音聲數據x,，;v"^ ;當指令信號S滿足 A,,〈S〈A, (j = l，…M)時，就讀取相應的真實樂器樂音聲數據義,；
5. 將步驟4讀取的真實樂器樂音聲數據輸出發聲；
6. 重復歩驟l-5，產生不同的電子節奏或旋律。
本發明的有益效果是由于采用了以下技術，即檢測揮動產生的加速度或 角速度信號，根據加速度或角速度信號確定指令信號，按照預先設定的對應關 系，根據指令信號從預先存儲的真實樂器樂音聲數據庫中讀取相應真實樂器樂 音聲數據并輸出發聲，從而實現了通過揮動產生的加速度或角速度信號觸發產 生電子音樂。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖l是本發明實施方式的電子音樂產生方法流程圖； '圖2是本發明實施方式的一次揮動過程速度和加速度示意圖3是本發明實施方式的一次揮動過程角速度示意圖； 圖4是本發明實施方式2的轉角對應不同音高樂音原理示意圖。
實施例一
一種電子音樂產生方法，包括以下步驟
1. 采樣揮動產生的動態加速度信號值A，A… ；
2. 根據步驟1的加速度采樣信號值確定信號處理時間范圍T，對于一次揮 動動作過程，其運動狀態變化過程為靜止一運動一靜止，參閱圖2， 其速度變化過程為零--該過程最大速度一零，其加速度變化過程為 零一正加速度一零一負加速度一零，因此，信號處理時間范圍T的確定 標準是記加速度采樣信號值由零變為正的時刻為~,記加速度采樣信號 值由負變為零的時刻為^， f,到/,的時間段為信號處理時間范圍T;
3. 確定信號處理時間范圍T內的指令信號S，指令信號S為時間范圍T內 的加速度采樣信號絕對值的最大值 max|a,.| 二 max(|am|，|a〃,+I|(m S / n);
4. 根據步驟3得到的指令信號S，按照預先設定的對應關系讀取真實樂器
樂音聲數據庫中的相應數據，預先設定的對應關系是設定指令信號最
小值《,,,=( ，最大值4_ =3g，其中g表示重力加速度，將0和3g之間 的加速度值分為15 (M=15)個區間，區間端點為0g， A,， …3g，真實
樂器樂音聲數據庫中存儲的是以數字信號存儲的小軍鼓演奏的不同強弱 的節奏聲x,，;v.;c,5，區間(0g， A,)， (4， …(A,4， 3g)分別對應
著節奏聲;c,，;v ，當指令信號S滿足 ^.—"S〈A, (j=l，…M)時，就讀取 相應的真實樂器節奏聲數據、；
5. 將步驟4讀取的真實樂器節奏聲數據輸出發聲；
6. 重復步驟l-5，產生不同的電子節奏。
另外，步驟3中的指令信號S還可以為時間范圍T內的加速度采樣信號絕
對值的平均值<formula>formula see original document page 10</formula>另外，步驟4中根據指令信號S讀取的真實樂器樂音聲數據庫中的相應數 據還可以是除小軍鼓外別的真實打擊樂器演奏的節奏聲數據，或者是多種打擊 樂器演奏的合成節奏樂段聲數據，或者是鋼琴、小提琴等各種不同真實樂器演 奏的樂音聲數據，或者是多種樂器演奏的合成旋律樂段聲數據。
實施例二
一種電子音樂產生方法，包括以下步驟
1. 采樣揮動產生的角速度信號值^，叫…^;
2. 根據步驟1的角速度采樣信號值確定信號處理時間范圍T，對于一次揮動 動作過程，其運動狀態變化過程為靜止一運動一靜止，參閱圖3，其 角速度變化過程為零一該過程最大角速度--零，因此，信號處理時間范 圍T的確定標準是記角速度釆樣信號值由零變為非零值的時刻為《，記
角速度采樣信號值由非零值變為零的時刻為^ ， ^到^的時間段就是信號 處理時間范圍T ，時間范圍T內的角速度采樣信號值為 <formula>formula see original document page 10</formula>
3. 確定信號處理時間范圍T內的指令信號S，指令信號S是時間范圍T內角 速度采樣信號值的積分值<formula>formula see original document page 10</formula>，表示從時刻^到時刻^轉過的
轉角；
4. 根據步驟3得到的指令信號S，按照預先設定的對應關系讀取真實樂器
樂音聲數據庫中的相應數據，預先設定的對應關系是設定指令信號最小 值UCT，最大值/U =180°,參閱圖4，將0禾Q18CT之間的轉角值均分為
14(M44)個區間，區間端點為(T， A， A…18(T，真實樂器樂音聲數據庫
中存儲的是以數字形式錄制下來的真實鋼琴演奏的簡譜"12 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5 6 7 "的樂音聲數據，用w.x,4表示，區間(0°， A,)， ( A, ， )… (Al3， 180°)分別對應著真實樂器樂音聲數據x,^…&，當指令信號S滿 足A^〈S〈^(j^，…M)時，就讀取相應的真實樂器節奏聲數據、.；
5. 將步驟4讀取的真實樂器樂音聲數據輸出發聲；
6. 重復步驟l-5，產生不同的電子旋律。
另外，步驟3中的指令信號S還可以是時間范圍T內的角速度采樣信號絕 對值的最大值maxlw卜ma4y,，,l，lw,wl…kl)(附^'^);或者是時間范圍T內的角速
:采樣信號絕對值的平均值
(附^ " W)
"一 m +1
另外，歩驟4中根據指令信號S讀取的真實樂器樂音聲數據庫中的相應數 據還可以是鼓、釵等各種不同真實打擊樂器演奏的節奏聲數據，或者是多種打 擊樂器演奏的合成節奏樂段聲數據，或者是除鋼琴外別的真實樂器演奏的樂音
聲數據，或者是多種樂器演奏的合成旋律樂段聲數據。
權利要求
1.一種電子音樂產生方法，包括以下步驟步驟1采樣揮動產生的動態加速度信號值a1，a2，…aN；步驟2根據步驟1的加速度采樣信號值確定信號處理時間范圍T記加速度采樣信號值由零變為正的時刻為t1，記加速度采樣信號值由負變為零的時刻為t2，t1到t2的時間段為信號處理時間范圍T；步驟3確定信號處理時間范圍T內的指令信號S，指令信號S是時間范圍T內的加速度采樣信號絕對值的最大值max|ai|＝max(|am|，|am+1|…|an|)(m≤i≤n)；或者是時間范圍T內的加速度采樣信號絕對值的平均值<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mo>|</mo><msub> <mover><mi>a</mi><mo>‾</mo> </mover> <mi>i</mi></msub><mo>|</mo><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><mi>n</mi><mo>-</mo><mi>m</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></mfrac><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mi>m</mi> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mo>|</mo><msub> <mi>a</mi> <mi>i</mi></msub><mo>|</mo><mo>,</mo><mrow> <mo>(</mo> <mi>m</mi> <mo>≤</mo> <mi>i</mi> <mo>≤</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>;</mo> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id="icf0001" file="A2007100184160002C1.gif" wi="235" he="41" img-content="drawing" img-format="tif"/--> 步驟4根據步驟3得到的指令信號S，按照預先設定的對應關系讀取真實樂器樂音盧數據庫中的相應數據，預先設定的對應關系是設定指令信號最小值Amin和最大值Amax；當指令信號是加速度采樣信號絕對值的最大值max|ai|或加速度采樣信號絕對值的平均值時，Amin取為0g，Amax取值范圍為(3g～5g)，其中g表示重力加速度；將Amin和Amax之間值分為M個區間，M為正整數，區間端點為A0，A1，A2…AM，其中，A0＝Amin，AM＝Amax；真實樂器樂音聲數據庫中存儲的是M個以數字信號存儲的真實樂器樂音聲數據，或者是鼓、釵等各種不同真實打擊樂器演奏的節奏聲數據，或者是多種打擊樂器演奏的合成節奏樂段聲數據，或者是鋼琴、小提琴等各種不同真實樂器演奏的樂音聲數據，或者是多種樂器演奏的合成旋律樂段聲數據，用x0，x1，x2，…xM表示；區間(A0，A1)，(A1，A2)…(AM-1，AM)分別對應著真實樂器樂音聲數據x0，x1，x2，…xM；當指令信號S滿足Aj-1＜S＜Aj(j＝0，1，…M)時，讀取相應的真實樂器樂音聲數據xj；步驟5將步驟4讀取的真實樂器樂音聲數據輸出發聲；步驟6重復步驟1-5，演奏出不同的電子節奏或旋律。
2.'種電子音樂產生方法，包括以下步驟步驟1:采樣揮動產生的角速度信號值叫,2 — ；步驟2:根據步驟1的角速度采樣信號值確定信號處理時間范圍T:記 角速度采樣信號值由零變為非零值的時刻為f,，記角速度采樣信號值由非零 值變為零的時刻為 2 ， ^到^的時間段就是信號處理時間范圍T;步驟3:確定信號處理時間范圍T內的指令信號S:指令信號S是時間 范圍T內的角速度采樣信號絕對值的最大值mXh| = maX(|w i,h +1|..>,,|) (,"&:");或者是吋間范圍T內的角速度釆樣信號-Zhl—^^/z);或者是時間范圍T內角速度采絕對值的平均值，w—附+1:樣信號值的積分，即轉角值^J^, (m^、")；步驟4:根據步驟3得到的指令信號S，按照預先設定的對應關系讀取真實樂器樂音聲數據庫中的相應數據，預先設定的對應關系是設定指令信 號最小值A,和最大值Amax ;當指令信號是角速度采樣信號絕對值的最大值 maxhl或角速度采樣信號絕對值的平均值悶時，《,,,取為01^(1/3， /U取值范 圍為(兀 2冗)rad/s;當指令信號是轉角值卵寸，《,n取為(T, A隨取值范圍 為(9(T 360');將《m和《ax之間值分為M個區間，M為正整數，區間端點 為A)， A， A…4，其中，乓=^ ，真實樂器樂音聲數據庫中 存儲的是M個以數字信號存儲的真實樂器樂音聲數據，或者是鼓、釵等各種 不同真實打擊樂器演奏的節奏聲數據，或者是多種打擊樂器演奏的合成節奏 樂段聲數據，或者是鋼琴、小提琴等各種不同真實樂器演奏的樂音聲數據， 或者是多種樂器演奏的合成旋律樂段聲數據，用z。x,，;v.;表示；區間(A)， A,)， (A,, A)…(AM_,， AM)分別對應著真實樂器樂音聲數據A,;Cp;v..義M ; 當指令信號S滿足A,— <S〈 A, (j=0， 1，…M)時，就讀取相應的真實樂器樂音聲數據、；步驟5:將步驟4讀取的真實樂器樂音聲數據輸出發聲； 步驟6:重復步驟l-5，演奏出不同的電子節奏或旋律。
全文摘要
本發明公開了一種新的電子音樂產生方法，屬于電子音樂技術領域。該方法通過檢測揮動產生的加速度或角速度信號，根據加速度或角速度信號確定指令信號，按照預先設定的對應關系，根據指令信號從預先存儲的真實樂器樂音聲數據庫中讀取相應真實樂器樂音聲數據并輸出發聲，從而實現了通過揮動產生的加速度或角速度信號觸發產生電子音樂，是一種新的電子音樂產生方法，新穎有趣。可用作電子樂器、電子玩具等。
文檔編號G10H7/00GK101105937SQ20071001841
公開日2008年1月16日 申請日期2007年8月3日 優先權日2007年8月3日
發明者洋 何, 呂湘連, 毛堯輝, 王傳清, 苑偉政 申請人:西北工業大學