一种发音处理方法及系统与流程

本发明涉及电子乐器领域，特别是涉及一种滚奏发音处理方法及系统。

背景技术：

随着电声乐器的发展，电声乐器除了模拟真实原声乐器外，还基于自身的电子特性创造出新的乐器、新的演奏方式、新的声音，带给演奏人员更多便利以及乐趣。

近来国内电子鼓技术发展很快，市场增长率也很高。随着电子业的发展，“电子鼓乐器”也应运而生，其以电声来逼真模拟真鼓发声，其关键元器件为传感器，用于检测来自鼓皮的敲击。电子控制装置将鼓手的演奏转化为电信号，这个信号传输到一个声音模块内被编程后发出数字声音。其优点在于购置便宜，音色逼真，携带方便，所以电子鼓乐器被广大鼓手所接受，在录音棚或演出场所经常被使用。

电子鼓的演奏是由多个技巧组成的，在这些演奏技巧里滚奏是很重要的。其中，快速而且均匀力度、或力度逐渐加大和逐渐变小地敲打鼓盘或镲片，就是滚奏。但目前常见的电子鼓的滚奏效果难以接近真鼓的滚奏效果，也直接影响到演奏表现，实为其美中不足之处。

基于以上所述，提供一种可以使电子鼓音色更逼真的电子鼓滚奏发音处理方法及系统实属必要。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种滚奏发音处理方法及系统，用于解决现有技术中电子鼓的滚奏效果难以接近真鼓的滚奏效果的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种滚奏发音处理方法，包括：步骤S1：获取并存储若干次敲击的时间值或/及敲击力度值；步骤S2，包括：获取任意相邻两次敲击的时间间隔值，并判断所述时间间隔值是否小于预设的时间间隔值，若是，对所述任意相邻的两次敲击进行音头效果处理，若否，则结束；或/及：获取任意相邻两次敲击的敲击力度差异值，并判断所述敲击力度差异值是否小于预设的敲击力度差异值，若是，对所述任意相邻的两次敲击进行敲击力度平滑处理，若否，则结束。

优选地，所述步骤S2中，所述预设时间间隔值为60～125ms。

优选地，所述步骤S2中，所述预设的敲击力度差异值为15～25％。

优选地，所述步骤S3中，对所述任意相邻的两次敲击进行音头效果处理。

优选地，所述步骤S2中，对所述任意相邻的两次敲击进行包络和数字滤波器处理、或效果器处理。

优选地，所述步骤S2中，敲击力度平滑处理的方法包括：取所述任意相邻的两次敲击中的后一次敲击的敲击力度值及其前面预设的若干次敲击的敲击力度值并作平均值，将所述平均值作为后一次敲击的敲击力度值。

优选地，所述步骤S2中，所述预设的若干次敲击为2～5次敲击。

优选地，所述步骤S2中，所述平均值的获取方法为简单平均法、几何平均法、调和平均法、加权平均法、移动平均法或指数平均法。

本发明还提供一种滚奏发音处理系统，包括：数据处理模块，用于获取并存储若干次敲击的时间值或/及敲击力度值；敲击判断模块，用于获取任意相邻两次敲击的时间间隔值或/及敲击力度差异值，并判断是否需要进行音头效果处理或/及敲击力度平滑处理；音效处理模块，用于获取所述音头效果处理参数或/及所述敲击力度平滑处理参数并发送给发音处理模块；发音处理模块，用于形成合成音并输出相应的音频信号.。

优选地，所述滚奏发音处理系统还包括：数模转换模块，用于对音频信号进行数模转换，将转换得到的音频转换信号传输给音频输出模块；音频输出模块，用于存储音频转换信号及利用音频转换信号播放语音，使得中央处理器能够处理及控制音频文件的播放。

优选地，所述数据处理模块，所述敲击判断模块及所述音效处理模块通过中央处理器实现，所述发音处理模块由数字信号处理器实现。

优选地，所述敲击判断模块中，获取任意相邻两次敲击的时间间隔值，若所述时间间隔值小于预设的时间间隔值，则对所述任意相邻的两次敲击进行音头效果处理；或/及获取任意相邻两次敲击的敲击力度差异值，若所述敲击力度差异值小于预设的敲击力度差异值，则对所述任意相邻的两次敲击进行敲击力度平滑处理。

如上所述，本发明的滚奏发音处理方法及系统，具有以下有益效果：

本发明为了让电子鼓具有更好的性能，在滚奏技术上开发了音头效果处理和敲击力度平滑处理技术，让电子鼓的滚奏效果更接近真鼓的滚奏效果，使得一般水平的鼓手或打击乐爱好者在电子鼓上也能演奏出高水平的滚奏效果。

附图说明

图1显示为本发明的滚奏发音处理方法示意图。

图2显示为本发明的音头效果处理效果示意图。

图3显示为本发明的力度平滑处理效果示意图。

图4显示为本发明的滚奏发音处理系统示意图。

图5显示为模拟声音的4段包络曲线示意图。

元件标号说明

1 CPU

2 DSP

3 数模转换模块

4 音频输出模块

5 鼓盘

6 按键

7 显示

11 数据处理模块

12 敲击判断模块

13 音效处理模块

21 发音处理模块

S1～S5 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1到图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种滚奏发音处理的方法，所述滚奏发音处理的方法包括：

S1：获取若干次敲击的时间值及敲击力度值；S2：获取任意相邻两次敲击的时间间隔值，并判断所述时间间隔是否小于预设的时间间隔值；若是，执行步骤S3；若否，则结束；S3：对所述任意相邻的两次敲击进行音头效果处理；S4：获取任意相邻两次敲击的敲击力度差异值，并判断所述敲击力度差异值是否小于预设的敲击力度差异值；若是，执行步骤S5，若否，则结束；S5：对所述任意相邻的两次敲击进行敲击力度平滑处理。

具体的，步骤S1：获取若干次敲击的时间间隔值及敲击力度差异值。所述若干次是指存储最近的多次敲击的时间间隔值及敲击力度差异值，本实施例选用为10次以内，例如10次、9次、8次……3次等的数据，而之前的值不断丢弃，以降低数据冗余。

步骤S2：获取任意相邻两次敲击的时间间隔值，并判断所述时间间隔值是否小于预设的时间间隔值；若是，执行步骤S3；若否，继续执行步骤S1。

作为示例，所述步骤S1中，所述预设时间间隔值为60～125ms，优选地为120ms。

步骤S3：对所述任意相邻的两次敲击进行音头效果处理。

作为示例，所述步骤S3中，对所述相邻的两次敲击进行音头效果处理。

具体的，若步骤2中的判断结果为是，则CPU发出音头效果处理参数给DSP，DSP进行音头效果处理。图2为音头效果处理效果图，DSP对音头做效果处理，使得音头的起音比较弱，更接近敲击真鼓的效果。

音头效果处理是包络、滤波、效果器处理的统称。本发明DSP中关于音头效果处理可以采用包络、数字滤波器处理以及各种效果器中的一种或两种以上的组合对滚奏进行处理。优选地，可以采用包络、数字滤波器处理以及各种效果器的组合对滚奏进行处理。

本发明的包络处理如图5所示，本发明的每个音色样本都包括起音(attack)，衰减(decay)，保持(sustain)及释音(release)，分别取4段名称的第一个字母，4段包络又叫做ADSR包络，具体包括：

1)起音(attack)：这段决定声音从开始发出到最初的最大音量所需的时间长短，在打击乐音色里这部分时间需要很短。

2)衰减(decay)：在声音达到最大音量后立即发生衰减的时间长短，衰减后的音量大小就是后面保持的音量大小。

3)保持(sustain)：这个阶段决定在衰减后音量保持的大小，与其他三个不同的是其并不代表保持的时间长短，形象的说当按下键盘不松手，持续发声时的音量大小就是保持决定的，按多长时间其就保持多长时间，所以其不代表时间长短。通常保持的音量都低于起音的最高音量，但也有相同甚至高出起音音量的情况。

4)释音(release)：这是声音最后的阶段，代表着声音从保持的音量逐渐衰减到0电平(最小音量)的时间长短。

一般包络处理：比如处理钢琴尾音，会将一段重复的声音通过包络处理处理成渐弱。

本发明的包络器处理是指通过控制“鼓音色样本”起音的斜率，使得起音上升地慢一点，从而使得音头的起音比较弱，更接近敲击真鼓“滚奏”的效果。

一般的滤波处理，比如乐器在输出前会进行滤波处理，以进行高低频的增强或削弱，以更加接近该乐器的音色。本发明的数字滤波器是具有频率选择作用的电路或运算处理系统，具有滤除噪声和分离各种不同信号的功能，其主要是针对频率的，例如，说音头高音较多，采用数字滤波器过滤出去音头中的高频，便可使得音头的音量变小，音头的起音比较弱，更接近真鼓滚奏的效果。

一般的效果器处理，比如在电子乐器中，会将原声吉他乐器经过失真的效果处理，成为失真吉他。本发明的效果器处理采用压缩器、均衡器等音频动态处理，音频动态处理的原理是减弱音头，音头弱起。

步骤S4：获取任意相邻两次敲击的敲击力度差异值，并判断所述敲击力度差异值是否小于预设的敲击力度差异值；若是，则认为是滚奏，执行步骤S5，若否，则认为不是滚奏，则结束。

作为示例，所述步骤S3中，所述预设的敲击力度差异值为15～25％，优选地为20％。

步骤S5：对所述任意相邻的两次敲击进行敲击力度平滑处理。

作为示例，敲击力度平滑处理的方法包括：取所述任意相邻的两次敲击中的后一次敲击的敲击力度值及其前面预设的若干次敲击的敲击力度值并作平均值，将所述平均值作为后一次敲击的敲击力度值。作为示例，所述预设的若干次敲击为2～5次。

优选地，所述预设的敲击为3次敲击。也就是说，当判断所述敲击为滚奏时，CPU会将所述任意相邻的两次敲击中的后一次敲击的敲击力度值加上其前面三次敲击的敲击力度值存储起来并做简单平均法处理获取平均数，所述平均数作为后一次敲击的敲击力度值传输给DSP去发音。图3为力度平滑处理图，如图3所示，敲击力度值经过平滑处理后具有更佳的演奏效果。

其他示例中，所述平均法处理，除了所述简单平均法外，还可以采用几何平均法(n个值相乘积的n次方根)、调和平均法(变量倒数的平均数的倒数)、加权平均法、移动平均法(滑动平均数)、指数平均法等处理。

本发明通过先判断敲击是否构成滚凑以后，再仅对构成滚奏的发音进行音头效果处理或/及力度平滑处理，以使电子鼓的滚奏效果更接近真鼓的滚奏效果。

当然，在其它的实施例中，可以只执行步骤S1～步骤S3，只进行音头效果处理；或只执行步骤S1和步骤S4～步骤S5，只进行敲击力度平滑处理，同样也能使得电子鼓具有更好的性能，因此，并不限于本示例所列举的具体方案。

实施例二

如图4所示，本实施例提供一种滚奏发音处理系统，所述滚奏发音处理系统至少包括：

数据处理模块，用于获取并存储若干次敲击的时间值及敲击力度值；

敲击判断模块，用于获取任意相邻两次敲击的时间间隔值及敲击力度差异值，并判断是否需要进行音头效果处理及敲击力度平滑处理；

音效处理模块，用于获取所述音头效果处理参数及所述敲击力度平滑处理参数并发送给发音处理模块；

发音处理模块，根据得到的效果参数和力度，去产生响应的数字音频信号；

数模转换模块，将数字音频信号转换为模拟音频信号，发送给音频输出模块；

音频输出模块，用于放大模拟音频转换信号，匹配响应的输出设备，比如喇叭、耳机等。

作为示例，所述敲击判断模块中，获取任意相邻两次敲击的时间间隔值，若所述时间间隔值小于预设的时间间隔值，则对所述任意相邻的两次敲击进行音头效果处理；或/及获取任意相邻两次敲击的敲击力度差异值，若所述敲击力度差异值小于预设的敲击力度差异值，则对所述任意相邻的两次敲击进行敲击力度平滑处理。

作为示例，如图4所示，本示例提供一种滚奏发音处理系统，所述滚奏发音处理系统包括：中央处理器(CPU)，数字信号处理器(DSP)，数模转换模块及音频输出模块。其中，所述中央处理器至少包括数据处理模块，敲击判断模块及音效处理模块。所述数据处理模块，用于获取并存储若干次敲击的时间值及敲击力度值。所述敲击判断模块，用于获取任意相邻两次敲击的时间间隔值及敲击力度差异值，并判断是否需要进行音头效果处理及敲击力度平滑处理。所述音效处理模块，用于获取所述音头效果处理参数及所述敲击力度平滑处理参数并传输给发音处理模块。

本示例中，电子鼓具有多个鼓盘及位于鼓盘5的下方的传感器，所述传感器用于检测敲击所述鼓盘时产生的振动，并根据振动获取敲击的力度、节奏、时间值等信号，经过后续处理后转化为具有音色、音量及节奏的乐音。

作为示例，当某一鼓盘被敲击时，CPU会检测该鼓盘传感器上的信号，根据信号数据来判别是哪一个鼓盘受到敲击并获取相应的敲击时间值和敲击力度值，然后CPU获取受到敲击的鼓盘对应的音色样本信息并将音色样本信息及敲击力度值传输给DSP。同时，本示例还获取任意相邻两次敲击的时间间隔值及敲击力度差异值，并判断是否需要进行音头效果处理及/或敲击力度平滑处理，若是，就将音头效果处理参数及/或经过敲击力度平滑处理后的敲击力度值传输给DSP的发音处理模块。

本实施例中，中央处理器(CPU)承担除发音处理外的全部功能，包括按键、显示、鼓盘敲击检测及乐曲解码等，发音处理功能由数字信号处理器(DSP)承担。所述数字信号处理器至少包括发音处理模块。所述发音处理模块，用于输出相应的数字音频信号。DSP根据从CPU获取音色样本信息，比如音色样本地址信息，从音色数据中获取相应样本声音，做相应的声音处理计算，并根据敲击力度值发出相应的音量。

作为示例，所述音频输出模块为功率放大器简称功放，它把来自信号源的微弱电信号进行放大以驱动扬声器发出声音。

综上所述，本发明为了让电子鼓具有更好的性能，在滚奏技术上开发了音头效果处理和敲击力度平滑处理技术，让电子鼓的滚奏效果更接近真鼓的滚奏效果，使得一般水平的鼓手或打击乐爱好者在电子鼓上也能演奏出高水平的滚奏效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。