专利名称：一种通过midi信息控制音频整体音效并且便于后期修改和补救的方法
一种通过MIDI信息控制音频整体音效并且便于后期修改和补救的方法技术领域这是在数字音频领域运用MIDI信息传输参数控制信息，从而实现对原始音频最终效果控 制的一种方法。实施该技术方案的人员应该具有MIDI、数字音频以及DSP处理的相关知识。技术背景传统意义上的音乐制作流程，首先是录音师录音，然后交给混音工程师混音，最后交给 母带工程师进行母带处理，最后交给工厂刻盘。在工程师处理过程中，大量运用均衡、压縮 以及混响等音频效果器，从而提升作品的听感——也就是让作品听起来更加好听。传统情况下，我们听到的CD或是MP3，同样的歌曲来源只能是一个，也就是唱片公司提 供的原版CD或音频文件。我们使用的听音设备不同，效果也会有所差异使用MP3随身听和 使用一套几十万元的HIFI音响设备来听同一首曲子，听觉效果大不相同。如果作品在发行后被发现有处理上的不当或者失误，也没有可能进行后期的修正~CD 都已经刻出，在不重新刻制修正盘更改是不可能的。即便是以MP3这种有损音质的格式传播， 也需要客户重新下载容量为MB单位的文件。因此，我们听到的音乐都是确定了的，广大听众 或者制作人都没有修改的余地。发明内容这种方法使用MIDI存储相关的控制信息来实现对于音频的控制作用，主要原因在于MIDI是广泛被应用于专业音乐制作领域的格式，兼容性非常好。可以编辑MIDI的软件 非常普及。不使用专有格式而使用MDI存储信息，可以更快地普及相关技术，也为制作端带 来很大的便利。MIDI是一种规范而全面的标准，足够存储相关的信息。并且MIDI具备容量上的优势， 通常的MIDI文件只有几个KB的大小，非常便于后期传输新的数据-本发明将控制信息分为以下5大类，下面进行分项详细描述1. 音量控制信息人类感知一段声音，首先感知的是声音音量的大小。因此传输的控制信息中，对于音量 的控制是必需的。2. 频率控制信息人类感知声音，另外一个重要就是频率成分组成，体现为音色。改变频率成分，就能改 变音色。传输的控制信息中，将会有一部分信息控制频率成分。这些控制信息，将表明什么 频率范围，范围多大，增益或者衰减多少音量这样的信息。3. 动态控制信息人类感知声音，会感觉到最大声音和最小声音。这两者的比值，就是通常所说的动态范 围，动态很影响声音的听感，因此传输的控制信息中，有一部分是属于对动态进行处理的控 制信息。4. 音高控制信息人类感知声音其中明显的感知之一就是音高，也就是说这个声音是高还是低。传输的 控制信息中。也有相关的控制信息5. 其他信息不属于上面4大类，但是对于实施控制信息有作用的信息、加上对于未来扩展效果器所预留的信息位，都属于这一类 控制信息的定义控制信息采用了 MIDI控制器信息来存储，也就是说格式为-「信息种类1 「控制器号码1 「数据値1其中信息种类由于我们使用MIDI控制器信息，被固定为MIDI控制器变更。在音序器中，我 们可以看到英文表示为Control Change或者是简写为Controller或Ctrl,控制器号码为相 应控制信息号码，而数据值为相关值，根据MIDI的规定，这个值取值范围为0-127之间的整 数。整体信息在音序器Nuendo 3中显示为图1。完整的控制信息定义列表，其中C(n)指第n号控制器Cl: M部分的音量控制(M/S指代为Mid (中央)/Side (两边)立体声录音，其中默认值为127，也就是100%音量回放)C2: S部分的音量控制 C3: M部分的相位 C4: S部分的相位C5:中心频率l (5号控制器到24号控制器控制均衡参数部分)C6: 1的曲线类型C7: l的增益度C8t l的带宽/Q值C9:中心频率2C10: 2的曲线类型Cll: 2的增益度C12: 2的带宽/Q值C13:中心频率3C14: 3的曲线类型C15: 3的增益度C16: 3的带宽/Q值C17:中心频率4C18: 4的曲线类型C19: 4的增益度C20: 4的带宽/Q值C21:中心频率5C22: 5的曲线类型C23: 5的增益度C24: 5的带宽/Q值C25:压限的门限值(25号到30号控制器控制压限的参数部分) C26:压限的比率 C27:压限的起始时间 C28:压限的释放时间 C29:压限的增益C30:压限开关状态(按照值从小到大为关闭/只对M部分起作用/只对S部分起作用/作用于4波形的全部通道)C31:混响种类(默认为0即为不使用混响，31号到40号控制器控制混响的参数部分)C32:混响程度C33:混响参数lC34:混响参数2C35:混响参数3C36:混响参数4C37:效果器预留lC38:效果器预留2C39:效果器预留3C40:效果器预留4C41:左声道类型C42:右声道类型C43:后左声道类型C44:后右声道类型C45:中左声道类型C46:中右声道类型C47:中声道类型C48: LFE声道类型C49: Cl的低位补充字节(用来补充C1精度不够的问题)C50: C2的低位补充字节C51:整体音高(值63为不变动音高，小于63为减小音高，大于63为增加音高，范围为向 上或者下一个八度)C52"C127:预留(用来以后特定的扩展用途)音频信号的解妈端，或者说回放端，内笪/高精度的DSP效果器，并具有音量和相位的 调节功能。这些部件的参数，都对应唯一一类MIDI信息，比如第N号控制器信息。当这些控 制器信息改变的时候，这些参数也跟着改变。需要非常注意的是，一定要确保编辑MIDI文件 时候使用的DSP效果器；和回放端所用的效果器完全一致，不能出现不同的均衡效果器以及 压缩效果器。这样才能确保制作人在编辑时候得到的效果与回放端相同。这样，音乐制作人可以制作不同的MIDI文件适应听众的不同口味，这样听众只需要切换 不同的MIDI文件，就可以欣赏到不同口味的最终效果。如果需要在音频文件公开发布后修改或者补救，音乐制作人可以将相应的参数信息在音 序器中生成新的MIDI文件，用户只需要下载新MIDI文件后替换旧版本，即可实现修改后的 效果。实施过程DSP效果器的实施，可以是基于硬件上——比如硬件DSP，专用可编程芯片FPGA等，也 可以是纯软件化——基于CPU处理的。首先是要对齐MIDI文件和波形文件，用来确保控制器信息在时间上的准确度。这里规定 MIDI的速度为120BPM，也就是每分钟120拍，这样MIDI文件的时间就确定了 。这里有个小细节是回放端需要准备一个MIDI文件切换器，以便切换不同配置的MIDI文件。在音序器中也可以实现和波形的同步。然后在播放波形文件的同时播放MIDI文件，这样 一来时间也对齐了。当到达某一时间，控制器的信息传送过来。系统按照控制器号码分配到 相应的参数。这里使用一个音量控制信息作为例子，假定在某时一个值为63的1号控制器信息传送来， 系统识别为主音量控制，将其发送到音量控制，然后根据值63确定音量值。如果系统的音量 调节范围为20dB，根据线性函数计算，63应该为一半音量，也就是10dB。另外一个例子调节频率，假设传送一个值为127的23号控制器、 一个值为120的21号 控制器和一个值为63的24号控制器信息过来，系统识别为频率控制信息，将相应的值翻译 成参数值，发送到相应端口执行。图2是MIDI控制器信息到参数控制信息的过程。在解码端配置了高精度、低失真的效罘 器，信号顺次流过这些效果器，根据控制信息做出相应的处理。图3为在解码端信号的整个 流程。同样，在为音乐制作人准备的编辑端软件，则需要一套和回放端完全相同的DSP效果器， 并且可以在音序器中使用以确保最终效果的统一性。而整个流程，则是和上述流程完全相反 的一个流程，整个流程是可逆的，这里就不在累述了。进步和优势1. 为后期修改和补救提供了可能性提供控制信息，在后期发现疏漏后，有机会进行补救。避免了重新制作新版本。比如某 一部分音量过小，可在后期给予无损于音质的修正。2. 容量上无明显变化由于MIDI文件只存储一些指令内容，因此容量非常小，只有几个K大小的容量，远远小 十M13为单位的存储量，因此传输这类控制信息所需要的时间和花费接近零，非常方便在容量 不明显变化的条件下提供不同的版本。如果需要修正，只需要传输几KB容量的数据既可，因 此需要传输修正信息或者是不同版本的情况下，方便程度要远超过传统的音频格式。3. 为听众提供更多的选择方案由于使用MIDI信息可以控制DSP效果,这就为制作者提供了制作不同口味版本的可能性， 更重要的是在容量上也不会有明显的增长。这些不同的版本可以用来适应不同听众的口味。 比如有些年轻人喜欢动态大、高低频比较刺激的音乐。而通过拧制信息就可以制作出年轻人 喜欢的版本。在容量只增加几个KB的前提下适应听众不同的口味需要，是这项技术的最大优 势。4. 为音乐制作人提供了更多的自由度，制作流程得到优化和加快由于可以制作多个不同版本，音乐制作人可以制作几个版本让听众选择，而不必绞尽脑 汁试图选择一个最佳的版本作为最终版本。这样减轻了音乐制作人的压力，同时去掉确定最 终版本这个步骤后，整个音乐生产流程可以加快。
图1为在专业音乐制作软件Nuendo 3中MIDI信息的:数据显示，从左到右依次为MIDI信息种 类(控制器controller),开始时间、控制器号码、数值。图2为把MIDI控制器信息转换成为参数控制信息的过程图3为在解码端信号的整个流程。
权利要求
1.一种通过MIDI信息控制音频整体音效并且便于后期修改和补救的方法，其特征在于音乐制作人将音频类DSP效果器的参数信息转换成为相应的MIDI信息，存储成独立的MIDI文件，回放时播放器将和音频数据同步的MIDI信息经过计算转化成为相应的音频类DSP效果器参数，上述效果器的参数改变后作用于音频信号，从而使整体音效产生可以用于后期修改、补救和制作不同版本的改变。
2. 根据权利要求1所述一种通过MIDI信息控制音频整体音效并且便于后期修改和补救的方 法，其特征在于使用MIDI控制器信息、MIDI音符信息以及MIDI系统指令信息等MIDI信 息。
3. 根据权利要求1所述一种通过MIDI信息控制音频整体音效并且便于后期修改和补救的方 法，其特征在于使用了音量控制、音高控制、均衡、压縮、限制、混响、多段均衡、多段 压縮、多段限制、镶边、合唱和音色模拟效果器。
全文摘要
一种通过MIDI信息控制音频整体音效并且便于后期修改和补救的方法。这是在数字音频领域运用MIDI信息传输DSP效果器参数控制信息，从而实现对原始音频最终效果控制的一种方法。音乐制作人将音频类DSP效果器的参数信息转换成为相应的MIDI信息，存储成独立的MIDI文件，回放时播放器将和音频数据同步的MIDI信息经过计算转化成为相应的音频类DSP效果器参数，上述效果器的参数改变后作用于音频信号，从而使得最终输出的音频在听觉效果产生变化。
文档编号G10H1/00GK101251995SQ200810008190
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月18日 优先权日2008年2月18日
发明者王逸驰 申请人:王逸驰