专利名称：电子音乐产生方法
技术领域：
本发明涉及一种电子音乐产生方法，属于电子音乐技术领域。
背景技术：
随着电子技术的进步，电子音乐技术得到了发展。电子琴、电吉他等成为 常见的电子乐器。电子琴是通过键盘弹奏方式产生电子音乐。电吉他是通过拨 弦方式产生电子音乐。
此外，专利01118622. 4公布了一种"利用计算机实现电子键盘弹奏出真实 乐器声音的方法"，该方法包括a、弹奏真实的乐器，将每一乐器每一个音符 的每一弹奏方式的声音都以数字形式录制下来，形成一种包含各种真实乐器声 音的数据库。在该数据库里，每一乐器的每一音符的每一种弹奏方式都有对应 的声音数据。b、利用和计算机联机的电子键盘弹奏音乐，键盘每一按键对应 一识别码，计算机根据传输来的按键识别码调用真实乐器声音数据库中对应的 声音数据，传输给声卡发出声音。该方法优点在于在已有计算机的情况下，用 很少的费用即可实现能弹奏出各种真实乐器声音的高级电子琴的功能，同时还 可实现即使在中低档声卡上也能够高质量地欣赏MIDI音乐的功能。但是，上述 方法要求必须有计算机设备才能实现，无论是台式机还是笔记本电脑，体积仍 然相对较大；其音乐产生方式仍然是传统的键盘弹奏方式。
发明内容
为克服已有电子音乐技术只能以键盘弹奏方式或拨弦方式产生电子音乐的 不足，本发明提出一种新的电子音乐产生方法，该方法通过挥动产生的加速度 或角速度信号触发产生电子音乐。
本发明的技术方案是
一种电子音乐产生方法，包括以下步骤
1. 采样挥动产生的动态加速度信号值^^… ；
2. 根据步骤1的加速度采样信号值确定信号处理时间范围T，对于一次挥 动动作过程，其运动状态变化过程为静止一运动一静止，其速度变化 过程为零一该过程最大速度一零，其动态加速度变化过程为零一正加 速度一零一负加速度一零，因此，信号处理时间范围T的确定标准是 记加速度采样信号值由零变为正的时刻为~，记加速度采样信号值由负变 为零的时刻为/2， ^到^的时间段为信号处理时间范围T，时间范围T内 的加速度采样信号值为…a,, (1S m < " S AO ;
3. 确定信号处理时间范围T内的指令信号S，指令信号S可以是时间范围T
内的力n 速
|化卜max"l，k"
采样信号绝对值的最大值 z」)(m&^M);或者是时间范围T内的加速度采样
信号绝对值的平均值
1
4.根据步骤3得到的指令信号S，按照预先设定的对应关系读取真实乐器 乐音声数据库中的相应数据；预先设定的对应关系是设定指令信号最 小值《m和最大值A,皿；当指令信号是加速度采样信号绝对值的最大值 maxla,l或加速度采样信号绝对值的平均值iq时，根据挥动动作实验，Am,,， 取为0g， A^取值范围为(3g 5g)，其中g表示重力加速度；将《n和lx 之间值分为M个区间，M为正整数，区间端点为A)， A， A…、，其中， A^《i,，， ~ = Amax;真实乐器乐音声数据库中存储的是M个以数字信号
存储的真实乐器乐音声数据，可以是鼓、钗等各种不同真实打击乐器演 奏的节奏声数据，或者是多种打击乐器演奏的合成节奏乐段声数据，或 者是钢琴、小提琴等各种不同真实乐器演奏的乐音声数据，或者是多种
乐器演奏的合成旋律乐段声数据，用x,，;v..Xm表示；区间(A,， 4)， (a,, A)…、)分别对应着真实乐器乐音声数据x,，^…xm;当指令 信号S满足A,"S〈^ (j = l，…M)时，就读取相应的真实乐器乐音声数据
5. 将步骤4读取的真实乐器乐音声数据输出发声；
6. 重复步骤l-5，产生不同的电子节奏或旋律。
另一种电子音乐产生方法，包括以下步骤
1. 采样挥动产生的角速度信号值W，^…^;
2. 根据步骤1的角速度采样信号值确定信号处理时间范围T，对于一次挥 动动作过程，其运动状态变化过程为静止一运动一静止，其角速度变 化过程为零一该过程最大角速度一零，因此，信号处理时间范围T的 确定标准是记角速度采样信号值由零变为非零值的时刻为f,，记角速度 采样信号值由非零值变为零的时刻为^ ，、到^的时间段就是信号处理时 间范围T，时间范围T内的角速度采样信号值为气,气,，(BmaSAO;
3. 确定信号处理时间范围T内的指令信号S，指令信号S可以是时间范围T
内的角速度采样信号绝对值的最大值
—"l)(m^^M);或者是时间范围T内的角速度采样
max则二 max(
信号绝对值的平均值
11WI (m");或者是时间范围T内角
打 一 附+1:…
速度采样信号值的积分，即转角值0=(2^ (m^^n); 4.根据步骤3得到的指令信号S，按照预先设定的对应关系读取真实乐器 乐音声数据库中的相应数据，预先设定的对应关系是设定指令信号最
小值A,，和最大值《"当指令信号是角速度采样信号绝对值的最大值 maxhl或角速度采样信号绝对值的平均值pl时，根据挥动动作实验，《,n 取为0rad/s， A^取值范围为(;r 2;r)rad/s;当指令信号是转角值卯寸， 《,'取为0、 4_取值范围为(9(T 360。)；将Amill和Amax之间值分为M个区 间，M为正整数，区间端点为^， A,， f《，其中，A)=《,,，，A,A隨; 真实乐器乐音声数据库中存储的是M个以数字信号存储的真实乐器乐音 声数据，可以是鼓、钗等各种不同真实打击乐器演奏的节奏声数据，或 者是多种打击乐器演奏的合成节奏乐段声数据，或者是钢琴、小提琴等 各种不同真实乐器演奏的乐音声数据，或者是多种乐器演奏的合成旋律 乐段声数据，用x,，X2…&表示；区间(A， A)， (A， A) AM) 分别对应着真实乐器乐音声数据x,，;v"^ ;当指令信号S满足 A,,〈S〈A, (j = l，…M)时，就读取相应的真实乐器乐音声数据义,；
5. 将步骤4读取的真实乐器乐音声数据输出发声；
6. 重复歩骤l-5，产生不同的电子节奏或旋律。
本发明的有益效果是由于采用了以下技术，即检测挥动产生的加速度或 角速度信号，根据加速度或角速度信号确定指令信号，按照预先设定的对应关 系，根据指令信号从预先存储的真实乐器乐音声数据库中读取相应真实乐器乐 音声数据并输出发声，从而实现了通过挥动产生的加速度或角速度信号触发产 生电子音乐。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图l是本发明实施方式的电子音乐产生方法流程图； '图2是本发明实施方式的一次挥动过程速度和加速度示意图3是本发明实施方式的一次挥动过程角速度示意图； 图4是本发明实施方式2的转角对应不同音高乐音原理示意图。
实施例一
一种电子音乐产生方法，包括以下步骤
1. 采样挥动产生的动态加速度信号值A，A… ；
2. 根据步骤1的加速度采样信号值确定信号处理时间范围T，对于一次挥 动动作过程，其运动状态变化过程为静止一运动一静止，参阅图2， 其速度变化过程为零--该过程最大速度一零，其加速度变化过程为 零一正加速度一零一负加速度一零，因此，信号处理时间范围T的确定 标准是记加速度采样信号值由零变为正的时刻为~,记加速度采样信号 值由负变为零的时刻为^， f,到/,的时间段为信号处理时间范围T;
3. 确定信号处理时间范围T内的指令信号S，指令信号S为时间范围T内 的加速度采样信号绝对值的最大值 max|a,.| 二 max(|am|，|a〃,+I|(m S / n);
4. 根据步骤3得到的指令信号S，按照预先设定的对应关系读取真实乐器
乐音声数据库中的相应数据，预先设定的对应关系是设定指令信号最
小值《,,,=( ，最大值4_ =3g，其中g表示重力加速度，将0和3g之间 的加速度值分为15 (M=15)个区间，区间端点为0g， A,， …3g，真实
乐器乐音声数据库中存储的是以数字信号存储的小军鼓演奏的不同强弱 的节奏声x,，;v.;c,5，区间(0g， A,)， (4， …(A,4， 3g)分别对应
着节奏声;c,，;v ，当指令信号S满足 ^.—"S〈A, (j=l，…M)时，就读取 相应的真实乐器节奏声数据、；
5. 将步骤4读取的真实乐器节奏声数据输出发声；
6. 重复步骤l-5，产生不同的电子节奏。
另外，步骤3中的指令信号S还可以为时间范围T内的加速度采样信号绝
对值的平均值<formula>formula see original document page 10</formula>另外，步骤4中根据指令信号S读取的真实乐器乐音声数据库中的相应数 据还可以是除小军鼓外别的真实打击乐器演奏的节奏声数据，或者是多种打击 乐器演奏的合成节奏乐段声数据，或者是钢琴、小提琴等各种不同真实乐器演 奏的乐音声数据，或者是多种乐器演奏的合成旋律乐段声数据。
实施例二
一种电子音乐产生方法，包括以下步骤
1. 采样挥动产生的角速度信号值^，叫…^;
2. 根据步骤1的角速度采样信号值确定信号处理时间范围T，对于一次挥动 动作过程，其运动状态变化过程为静止一运动一静止，参阅图3，其 角速度变化过程为零一该过程最大角速度--零，因此，信号处理时间范 围T的确定标准是记角速度釆样信号值由零变为非零值的时刻为《，记
角速度采样信号值由非零值变为零的时刻为^ ， ^到^的时间段就是信号 处理时间范围T ，时间范围T内的角速度采样信号值为 <formula>formula see original document page 10</formula>
3. 确定信号处理时间范围T内的指令信号S，指令信号S是时间范围T内角 速度采样信号值的积分值<formula>formula see original document page 10</formula>，表示从时刻^到时刻^转过的
转角；
4. 根据步骤3得到的指令信号S，按照预先设定的对应关系读取真实乐器
乐音声数据库中的相应数据，预先设定的对应关系是设定指令信号最小 值UCT，最大值/U =180°,参阅图4，将0禾Q18CT之间的转角值均分为
14(M44)个区间，区间端点为(T， A， A…18(T，真实乐器乐音声数据库
中存储的是以数字形式录制下来的真实钢琴演奏的简谱"12 3 4 5 6 7
1 2 3 4 5 6 7 "的乐音声数据，用w.x,4表示，区间(0°， A,)， ( A, ， )… (Al3， 180°)分别对应着真实乐器乐音声数据x,^…&，当指令信号S满 足A^〈S〈^(j^，…M)时，就读取相应的真实乐器节奏声数据、.；
5. 将步骤4读取的真实乐器乐音声数据输出发声；
6. 重复步骤l-5，产生不同的电子旋律。
另外，步骤3中的指令信号S还可以是时间范围T内的角速度采样信号绝 对值的最大值maxlw卜ma4y,，,l，lw,wl…kl)(附^'^);或者是时间范围T内的角速
:采样信号绝对值的平均值
(附^ " W)
"一 m +1
另外，歩骤4中根据指令信号S读取的真实乐器乐音声数据库中的相应数 据还可以是鼓、钗等各种不同真实打击乐器演奏的节奏声数据，或者是多种打 击乐器演奏的合成节奏乐段声数据，或者是除钢琴外别的真实乐器演奏的乐音
声数据，或者是多种乐器演奏的合成旋律乐段声数据。
权利要求
1.一种电子音乐产生方法，包括以下步骤步骤1采样挥动产生的动态加速度信号值a1，a2，…aN；步骤2根据步骤1的加速度采样信号值确定信号处理时间范围T记加速度采样信号值由零变为正的时刻为t1，记加速度采样信号值由负变为零的时刻为t2，t1到t2的时间段为信号处理时间范围T；步骤3确定信号处理时间范围T内的指令信号S，指令信号S是时间范围T内的加速度采样信号绝对值的最大值max|ai|＝max(|am|，|am+1|…|an|)(m≤i≤n)；或者是时间范围T内的加速度采样信号绝对值的平均值<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"/--> 步骤4根据步骤3得到的指令信号S，按照预先设定的对应关系读取真实乐器乐音卢数据库中的相应数据，预先设定的对应关系是设定指令信号最小值Amin和最大值Amax；当指令信号是加速度采样信号绝对值的最大值max|ai|或加速度采样信号绝对值的平均值时，Amin取为0g，Amax取值范围为(3g～5g)，其中g表示重力加速度；将Amin和Amax之间值分为M个区间，M为正整数，区间端点为A0，A1，A2…AM，其中，A0＝Amin，AM＝Amax；真实乐器乐音声数据库中存储的是M个以数字信号存储的真实乐器乐音声数据，或者是鼓、钗等各种不同真实打击乐器演奏的节奏声数据，或者是多种打击乐器演奏的合成节奏乐段声数据，或者是钢琴、小提琴等各种不同真实乐器演奏的乐音声数据，或者是多种乐器演奏的合成旋律乐段声数据，用x0，x1，x2，…xM表示；区间(A0，A1)，(A1，A2)…(AM-1，AM)分别对应着真实乐器乐音声数据x0，x1，x2，…xM；当指令信号S满足Aj-1＜S＜Aj(j＝0，1，…M)时，读取相应的真实乐器乐音声数据xj；步骤5将步骤4读取的真实乐器乐音声数据输出发声；步骤6重复步骤1-5，演奏出不同的电子节奏或旋律。
2.'种电子音乐产生方法，包括以下步骤步骤1:采样挥动产生的角速度信号值叫,2 — ；步骤2:根据步骤1的角速度采样信号值确定信号处理时间范围T:记 角速度采样信号值由零变为非零值的时刻为f,，记角速度采样信号值由非零 值变为零的时刻为 2 ， ^到^的时间段就是信号处理时间范围T;步骤3:确定信号处理时间范围T内的指令信号S:指令信号S是时间 范围T内的角速度采样信号绝对值的最大值mXh| = maX(|w i,h +1|..>,,|) (,"&:");或者是吋间范围T内的角速度釆样信号-Zhl—^^/z);或者是时间范围T内角速度采绝对值的平均值，w—附+1:样信号值的积分，即转角值^J^, (m^、")；步骤4:根据步骤3得到的指令信号S，按照预先设定的对应关系读取真实乐器乐音声数据库中的相应数据，预先设定的对应关系是设定指令信 号最小值A,和最大值Amax ;当指令信号是角速度采样信号绝对值的最大值 maxhl或角速度采样信号绝对值的平均值闷时，《,,,取为01^(1/3， /U取值范 围为(兀 2冗)rad/s;当指令信号是转角值卵寸，《,n取为(T, A隨取值范围 为(9(T 360');将《m和《ax之间值分为M个区间，M为正整数，区间端点 为A)， A， A…4，其中，乓=^ ，真实乐器乐音声数据库中 存储的是M个以数字信号存储的真实乐器乐音声数据，或者是鼓、钗等各种 不同真实打击乐器演奏的节奏声数据，或者是多种打击乐器演奏的合成节奏 乐段声数据，或者是钢琴、小提琴等各种不同真实乐器演奏的乐音声数据， 或者是多种乐器演奏的合成旋律乐段声数据，用z。x,，;v.;表示；区间(A)， A,)， (A,, A)…(AM_,， AM)分别对应着真实乐器乐音声数据A,;Cp;v..义M ; 当指令信号S满足A,— <S〈 A, (j=0， 1，…M)时，就读取相应的真实乐器乐音声数据、；步骤5:将步骤4读取的真实乐器乐音声数据输出发声； 步骤6:重复步骤l-5，演奏出不同的电子节奏或旋律。
全文摘要
本发明公开了一种新的电子音乐产生方法，属于电子音乐技术领域。该方法通过检测挥动产生的加速度或角速度信号，根据加速度或角速度信号确定指令信号，按照预先设定的对应关系，根据指令信号从预先存储的真实乐器乐音声数据库中读取相应真实乐器乐音声数据并输出发声，从而实现了通过挥动产生的加速度或角速度信号触发产生电子音乐，是一种新的电子音乐产生方法，新颖有趣。可用作电子乐器、电子玩具等。
文档编号G10H7/00GK101105937SQ20071001841
公开日2008年1月16日 申请日期2007年8月3日 优先权日2007年8月3日
发明者洋 何, 吕湘连, 毛尧辉, 王传清, 苑伟政 申请人:西北工业大学