专利名称：数字音乐系统及装置的制作方法
数字音乐系统及装置技术领域
本发明公开一种音乐系统装置，具体涉及一种数字音乐系统及装置，属于计算机音乐领域。
背景技术：
音乐是由物体有规律的振动而产生的声音，具有频率、振幅、时间、位相等物理要素，音乐的乐谱是以书面形式将物体有规律振动的频率用文字、符号或图形记录下来的方法。自音乐产生以来，不同国家地区、不同民族、不同乐器使用过的音乐记谱方法有很多种， 五线谱、简谱由于具有创作、记谱、演唱功能和记录音域宽广、表达充分的特点而被普遍使用，但也存在记录方法传统落后，记录方式单一，不能直观形象表现音乐风格和音乐旋律， 不能应用现代信息技术等问题。研究世界上不同国家地区、不同时期的乐谱可以看出，乐谱做为记录人类文明的一种方法，也是人类文明传承的一种方式，具有记录传承的功能，因此也必然伴随着人类文化和社会文明的发展而发展。
计算机技术的出现极大的改变了社会文化的发展方式，也深刻的影响文化记录、 传承和表达方式。计算机的对音乐领域也产生了巨大的影响，但由于现用的五线谱和简谱是产生在笔书文字时代，无法直接应用以数字化为特征的计算机技术，目前计算机技术在音乐领域的应用主要在演奏和配乐上，究其原因是传统的五线谱、简谱的图形记谱方式和乐器辅助的创作方法不适应计算机的数字技术和计算机应用技术的发展，也使计算机技术在音乐领域的应用受到限制，以计算机技术为平台的数字音乐创作和制作一直没有实现突破。发明内容
本发明公开一种数字音乐系统及装置，该系统及装置以计算机技术为平台，采用函数的变量关系式表达音的高低、长短和强弱，表现音符的音高和时值，并以此建立数字乐谱，创立音乐坐标系，创立曲线作曲法等数字音乐系统，利用计算机技术和数字技术，为在音乐创作、记谱、演唱、演奏、分析研究等方面应用计算机技术提供新方法新技术，创立真正意义的数字音乐。
本发明实现上述目的采取的技术方案是，数字音乐系统及装置由系统装置和数字音乐系统组成，系统装置包括处理器、信息输入系统、信息输出系统；数字音乐系统包括数字乐谱、音乐坐标、曲线作曲法等，运用计算机技术和数字音乐系统实现数字音乐的创作、 制作和演奏。
所述的系统及装置包括处理器、信息输入系统、信息输出系统和电源电路，信息输入系统包括键盘、图形仪、音频输入器、USB接口等；处理器包括信息控制单元、数字乐谱单元、参数设置单元、音乐坐标单元、乐谱转换单元、存储单元等；输出系统包括音频输出器、 图形输出仪、显示屏、乐谱打印机等，处理器通过总线与信息控制单元、数字乐谱单元、参数设置单元、音乐坐标单元、乐谱转换单元、、存储单元等连接；处理器通过线路和接口与信息输入系统、信息输出系统连接；电源电路为系统装置提供相应的电源支持。
所述的信息输入系统通过键盘、图形仪、音频输入器、USB接口等将数字乐谱、五线谱、简谱或曲线或音频传送到处理器，所述的键盘、图形仪也可是触摸屏，所述的USB接口还可与外部交换信息、数据、软件等。
所述的处理器的信息控制单元、数字乐谱单元、参数设置单元、音乐坐标单元、乐谱转换单元、存储单元等组成的数字音乐系统，完成系统及装置的运算、设置、转换、截取、 分析、穿插、编辑、存储等数字化音乐信息处理功能，实现数字谱与五线普、简谱的互译，将输入的曲线在设定音乐参数后在音乐坐标系内确定节奏，生成旋律曲线和数字乐谱，将输入的音频转换为曲线设定音乐参数后在音乐坐标系内确定节奏，生成旋律曲线和数字乐谱，将数字乐谱、五线谱、简谱转换成音乐旋律曲线等，还可应用MIDI、合成器、音频技术等进行计算机数字音乐的制作。
所述的信息输出系统接收处理器的音乐信息，通过音频输出器、图形输出仪、显示屏、乐谱打印机等输出数字音乐的音频、乐谱、音乐旋律曲线图和数字音乐参数等，应用 MIDI、合成器、音频技术进行数字音乐的后期制作。
所述的电源电路与系统及装置连接为其提供相应的电力支持。
所述的数字音乐系统及装置为数字音乐专用计算机的系统装置，也可作为数字音乐模块嵌入计算机、平板电脑和智能手机。
所述的数字音乐系统建立的原理及方法
在数学方法中，如果每个问题中都有两个变量，它们之间不是彼此孤立，而是相互联系，相互制约，当一个变量在它的变域中任意取定一值时，另一个变量按照一定的法则就有一个确定的值与这一取值相对应，具有这两个特征的变量之间的依存关系，称为函数关系。函数的定义为，设有两个变量X与1，当变量X在给定的一个变域中任意取一个值时，另一个变量I就按照一确定的法则有一个确定值与X的值相对应，那么变量I为变量X的函数，以上函数关系的解析式记作y = f (X)。根据函数的图示法建立函数坐标系，当自变量在域值范围内不断取值时，因变量I便有一个值不断的与每个自变量的取值相对应，这种函数关系在坐标上表达出一条函数关系曲线。
乐曲是由众多的音符组成，音符是由音高和时值构成。在运用数学方法分析乐曲时，发现构成乐曲的音符在音高和时值之间存在上述函数所表达的量与量之间的依存关系，即音符的音高和时值之间存在函数关系。在任何一首乐曲的音符中，当确定一个音就有一定的时值与其相对应，音在高低变化过程中，总有或长或短的时值与其对应，即使休止符也有一定的时值相对应。如果将音确定为自变量，时值则是因变量，音与时值之间的关系特性与函数关系的特性和定义是一致的，因此得出乐曲的音符和休止符中的音或无音与时值之间存在函数关系，这种函数关系完全可以用函数的解析式和函数的图示法表达，依此建立用函数解析方式记录表达音符的高低、长短、强弱，记录表达休止符长短的方法称为数字乐谱，用函数图示法(坐标法)记录表达音符的高低、长短、强弱，记录表达休止符的长短的方法称为音乐旋律曲线法。
一、所述的数字乐谱单元和参数设置单元的建立方法
依据乐曲音符中的音与时值之间的函数关系，创立数字乐谱，设置数字乐谱的参数，并依此建立数字音乐系统及装置数字乐谱单元和参数设置单元的软件系统。5
设定“y”代表音高，“O”代表休止，“X”代表时值，“;”代表音符或休止符隔点号，依据乐曲的函数变量关系，建立音符函数基本表达式“y(x) ”即建立数字音符“y(x) ”， 建立休止符函数基本表达式“ο (χ) ”即建立数字休止符“O (X) ”。
音符时值标记每个音符的长短，音符时值符号用“(X) ”表不，括号“()”为时值标号，括号中的“X”值表示音符时值的拍值。
休止符表示音乐停顿的符号，休止符时值符号用“O (x) ”表示，“O”代表休止符，括号“”为时值标号，括号中的“X”表示休止符时值的拍值。
如以“5”音为例在简谱中记为八分音符“5”，在五线谱记为八分音符“
权利要求
1.一种数字乐谱系统及装置，其特征是，数字音乐系统及装置由系统装置和数字音乐系统组成，系统装置包括处理器、信息输入系统、信息输出系统；数字音乐系统包括数字乐谱、音乐坐标、曲线作曲等，运用计算机技术和数字音乐系统实现数字音乐的创作、制作和演奏；所述的数字音乐系统及装置为数字音乐专用计算机的系统装置，也可作为数字音乐模块嵌入计算机、平板电 脑和智能手机。
2.据权利要求I所述的一种数字乐谱系统及装置，其特征是，所述的系统及装置包括处理器、信息输入系统、信息输出系统和电源电路，信息输入系统包括键盘、图形仪、音频输入器、USB接口等；处理器包括信息控制单元、数字乐谱单元、参数设置单元、音乐坐标单元、乐谱转换单元、存储单元等；输出系统包括音频输出器、图形输出仪、显示屏、乐谱打印机等，处理器通过总线与信息控制单元、数字乐谱单元、参数设置单元、音乐坐标单元、乐谱转换单元、、存储单元等连接；处理器通过线路和接口与信息输入系统、信息输出系统连接；电源电路为系统装置提供相应的电源支持。
3.根据权利要求I所述的一种数字乐谱系统及装置，其特征是，数字乐谱单元的建立方法为， 依据乐曲音符中的音与时值之间的函数关系，创立数字乐谱，并依此建立数字音乐系统及装置数字乐谱单元、参数设置单元的软件系统。
设定“y”代表音高，“ο”代表休止，“X”代表时值，“；”代表音符或休止符隔点号，依据乐曲的函数变量关系，建立音符函数基本表达式“ y (χ) ”即建立数字音符“ y (χ) ”，建立休止符函数基本表达式“ο (χ) ”即建立休止符“ο (χ) ”。
音符时值符号用“(χ) ”表不，括号“O”为时值标号，括号中的“χ”值表不音符时值的拍值。
休止符时值用“ O (X) ”表示，括号“()”为时值标号，括号中的“ X ”值表示休止符时值的拍值。
数字乐谱中的变音记号、装饰音、调式、拍号、附点、节奏、节拍、和弦和常用记号、省略号、常用音乐书语均采用简谱的记法。
数字乐谱的谱式为“y(x) ； y ( χ ) ； y ( χ ) ； y ( χ ) y ( χ ) ； y ( χ ) ； y ( χ ) ； y ( χ )； ......y ( χ ) I y ( χ ) ； ...... Iy(X); ...... y ( χ ) I y ( χ ) ； ...... y ( χ ) | ο ( χ ) | ”ο
4.根据权利要求I所述的一种数字乐谱系统及装置，其特征是，音乐坐标单元的建立方法为， 依据乐曲音符中的音与时值之间的函数关系和数字乐谱的谱式，采用函数图示法建立音乐坐标，并建立数字乐谱系统及装置的音乐坐标单元软件系统。
(1)、设定纵轴(y轴)为音符的音高轴，横轴(χ轴)为音符的时值轴。
(2)、调号、拍号标注在坐标纵轴的右上方。
(3)、纵轴(y轴)上的一个刻度单位为音列的一个全音，半个刻度单位为音列的一个半曰 (4)、横轴(χ轴)上的每个刻度单位为一小节，小节内的刻度为时值单位。
(5)、音列在音乐坐标上的表达方法为纵轴(y轴)与横轴(χ轴)交叉之上依次为小字组、小字一组、小字二组、小字三组、小字四组、小字五组……，纵轴(y轴)与横轴(χ轴)交叉之下的依次为大字组、大字一组、大字二组……。(6)、纵轴(y轴)与横轴(χ轴)交叉点为中间区小字组的“I ”设在横轴(χ轴)线上。
(7)、小节线、复纵线和终止线设在横轴(χ轴)线上。(8)、横轴(χ轴)上的各小节线的距离相等，小节内的时值刻度距离相同，刻度统一为16个，若-I拍号，贝1J表不以四分音符为一拍，每小节为2拍，每I个刻度代表拍，即三十二分音符；若.拍号，由表不以四分音符为一拍，每小节为四拍，每半个刻度代表·|拍，即三十二分音符；若|;拍号，由表不以四分音符为一拍，每小节为三拍，每O. 6个刻度代表·|拍，即三十二分音符，其它拍号以此类推。
依据上述设定建立音乐坐标系后，数字乐谱的每个音符的音高都可以在音乐坐标系的纵轴(y轴)上表达，每个音符的时值都可以在音乐坐标系的横轴(χ轴)上表达。由于组成乐曲的每个音符都有音高和时值两个函数变量，将在纵轴(y轴)上确定的音高变量值平行于横轴(χ轴)引线，将在横轴(χ轴)上确定的时值变量值平行于纵轴(y轴)引线，两条线在音乐坐标系内相交成点，这个点就是该数字音符的坐标点，由于乐曲是由若干个音符组成，每个音符都以各自的音高和时值相对应在音乐坐标系内形成若干个数字音符坐标点，将音乐坐标系内若干个数字音符坐标点用线连接，得到一条音乐函数曲线，由此建立乐曲旋律曲线，并建立数字乐谱系统及装置音乐坐标等单元的软件程序系统。
5.根据权利要求I所述的一种数字乐谱系统及装置，其特征是，曲线作曲方法为，利用系统及装置的输入系统将一条曲线输入，在选择调号和拍号后，放置到音乐坐标系内确定节奏，使这条曲线成为音乐旋律曲线，在旋律曲线上截取若干点作为音符点(或休止符点)，摘取音符点相对纵轴(y轴)的刻度为音高，摘取音符点(或休止符点)相对横轴(χ轴)的刻度为时值，将构成曲线特征的音符点摘取后，即可得到这条曲线的数字乐谱，经过修饰修改后便可得到一首乐曲，整个创作过程可利用计算机技术自动完成，使数字音乐的作曲具有智能化的特点。
全文摘要
本发明公开一种数字音乐系统及装置，利用计算机技术和数字技术，建立了数字乐谱，创立了音乐坐标系，创立了曲线作曲法，建立了数字音乐系统，实现了音乐的数字化，为音乐在创作、记谱、译谱、演唱、演奏、分析研究等方面应用计算机开辟了新领域，使的音乐创作和制作实现了计算机化、智能化，开创了音乐记谱、感性创作、理性创作、非理性创作和音乐与多学科结合的新时代，数字音乐系统及装置为数字音乐专用计算机系统装置，也可作为数字音乐系统模块嵌入计算机、平板电脑和手机。
文档编号G10H7/00GK102930861SQ20121043325
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月3日 优先权日2012年11月3日
发明者徐国元 申请人:徐国元