专利名称：一种自动识别音乐旋律调号的方法
技术领域：
本发明涉及一种计算机程序处理识别已知节拍音乐的调号的方法，具体是指一种自动识别音乐旋律调号的方法。
背景技术：
音符在简谱中，记录音的高低和长短的符号，叫做音符。而用来表示这些音的高低的符号，是用七个阿拉伯数字作为标记，它们的写法是1 2 3 4 5 6 7读法为do remi fa so la si (多来米发梭拉西)。音符是和音高紧密相连的，没有一个不带音
高的音符。音高音符的数字符号如I 2 3 4 5 6 7就表示不同的音高，在钢琴键盘上可以很直观地理解音符和音高，广义上说音乐里总共就有7个音符。调浅显的说就是在首调中I (do)音的绝对位置，(比如I=A即调号为A，表示把
A这个音唱作do)，音乐里一共有12个调号即
c|#c |d|#d |e|f|#f |g|#g |a|#a |b
音符的长短音乐中的音符除了有高低之分外，当然还要表示长短之分，这里引用一
个基础的音乐术语拍子。音乐节拍是指强拍和弱拍的组合规律，具体是指在乐谱中每一小节的音符总长度，常见的2/4，3/4，4/4，6/8拍，每小节的长度是固定的，一首乐曲的节拍是作曲时就固定的，不会改变。一首乐曲可以是由若干种节拍相结合组成的，其规律如下2/4拍2/4拍是4分音符为一拍，每小节2拍，可以有2个4分音符，强、弱；3/4拍3/4拍是4分音符为一拍，每小节3拍，可以有3个4分音符，强、弱、弱；4/4拍4/4拍是4分音符为一拍，每小节4拍，可以有4个4分音符，强、弱、次强、弱；6/8拍6/8拍是8分音符为一拍，每小节6拍，可以有6个8分音符，强、弱、弱；次强、弱、弱。拍号是一个分数，写在乐曲开始的地方(第一行谱表的左端，跟在谱号之后，如果有调号，则顺序为谱号一调号一拍号)。分母表示拍子的基本时值，也就是说以几分音符做为一拍，分子表不每小节中有几拍。例如2/4表不以四分音符为一拍,每小节有两拍；3/4表不以四分音符为一拍，每小节有三拍；3/8表不以八分音符为一拍，每小节有三拍。拍号的分母部分只有2、4、8三种，也就是说，用二分音符、四分音符和八分音符作为拍子的基本时值。拍号之所以写成分数，是因为在五线谱中将全音符作为整数、即时值分割的基础单位看待。全音符的标记是C，设C等于1，二分音符的时值自然是1/2，当一小节中有两拍(两个二分音符)时，其时值为1/2+1/2，得出分数形式的拍号2/2 ;当一小节中有三拍(三个二分音符)时，时值为1/2+1/2+1/2，分数形式的拍号为3/2 ;同样道理，四分音符的时值是1/4，每小节有两拍(两个四分音符)时拍号写为2/4，有三拍(三个四分音符号)即写做3/4，依此类推。音乐总是由强拍和弱拍交替进行的，这种交替不能杂乱无章、任意安排，而是按照一定的规律构成最小的节拍组织一小节，然后以此为基础循环往复。比如，当两个强拍之间只有一个弱拍时称作“二拍子”，2/4节拍就是这种类型；当两个强拍之间有二个弱拍时称作“三拍子”，象3/4和3/8 ;两个强拍之间有三个弱拍称“四拍子”，常见的是4/4。两个小节之间用“小节线”隔开。小节线是一条与谱表垂直的细线，上顶五线，下接一线，正好将谱表切断，无论上、下加线离开谱表多么远，小节线都不能超出谱表之外。作品的最后一个小节画两条小节线，并且右面的一条较粗一些，表示一部作品或一个段落的结束，小节线后面的那一拍一定是强拍，并且，每个小节只有一个强拍，其余均为弱拍。拍子是表示音符长短的重要概念，是指强拍和弱拍的组合规律，表示音乐的长短需要有一个相对固定的时间概念，简谱里将音符分为全音符、二分音符、四分音符、十六分音符、三十二分音符等，在这几个音符里面最重要的是四分音符，它是一个基本参照度量长度，即四分音符为一拍，这里一拍的概念是一个相对时间度量单位，一拍的长度没有限制，可以是I秒，也可以是2秒或半秒，假如一拍是一秒的长度，那么二拍就是两秒；一拍定为半秒的话，两拍就是一秒的长度，一旦这个基础的一拍定下来，那么比一拍长或短的符号就相对容易了，一首乐曲的节拍是作曲时就固定的，一般中途不会改变。半音与全音，音符与音符之间是有“距离”的，这个距离是一个相对可计算的数值，在音乐中，相邻的两个音之间最小的距离叫半音，两个半音距离构成一个全音，表现在钢琴上就是钢琴键盘上紧密相连的两个键盘就构成半音，而隔一个键盘的两个键盘就是全音。音符数组为了表示音符的音高以及长度，用一个数组来表示X(音高)Y (长度/tik)。TIK:为了比基础音符更加精确的表示音符的时值，在计算机音乐中用tik表示音符长度的最小单位，把一个四分音符平均分成48份，每一份即为ltik，那么每一个十六分音符即为12tik，音符划分如下
权利要求
1.一种自动识别音乐旋律调号的方法，其特征在于，包括以下步骤(A)任意一段旋律中，将该旋律的任意一个小节按照其固定的节拍分成单个的拍，然后按照强弱关系分别赋予加权值，各加权值的总和为100 ；(B)将每个单独的拍分成4份内拍位，每个内拍位分别赋予加权值，每个单独的拍中4个内拍位的加权值之和等于该单独的拍的加权值；(C)旋律音高映射，把旋律中出现的所有的音符的绝对音高值都映射到同一个八度里；(D)旋律时长对位分解,每一大于16分音符的音,拆分成最小单位为16分音符的音的集合，根据各音所占的拍位以及内拍位比例计算出每一个16分音符的加权值；(E)映射音高的加权值统计，分别进行全曲各类音符分别加权值统计；(F)映射音高加权值分析，将步骤(E)中数值最高的7位映射音符作为整个乐曲的准音列，计算出该旋律的调号。
2.根据权利要求1所述的一种自动识别音乐旋律调号的方法，其特征在于所述步骤(A)中，所述旋律的节拍为2/4拍、3/4拍、4/4拍、或6/8拍中的任意一种，其中2/4拍的拍位加权值之比为Rl :R2，且R1>R2 ;3/4拍的拍位加权值之比为Tl T2 :Τ3，且T1>T2>T3，T2+T3>T1 ；4/4 拍的拍位加权值之比为 Pl Ρ2 Ρ3 Ρ4,且 Ρ1>Ρ2>Ρ4, Ρ1+Ρ2>Ρ3+Ρ4,Ρ2+Ρ3>Ρ1，Ρ1>Ρ3 ；6/8拍的拍位加权值分配为两个部分，前三拍的拍位加权值之和与后三拍的拍位加权值之和的比值与2/4拍的规律相同，其中每个部分的拍位加权值分配规律与3/4拍的规律相同。
3.根据权利要求1所述的一种自动识别音乐旋律调号的方法，其特征在于所述步骤(B)中，所述单个的拍中，其内拍位的加权值之比为Jl :J2 :J3 :J4，且J1>J2>J4，J1+J2>J3+J4, J2+J3>J1, J1>J3。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一种自动识别音乐旋律调号的方法，其特征在于所述步骤(F)中计算出该旋律的调号包括以下步骤(Fl)分别计算出全部12个调的1、3、5、6骨干音在该准音列里加权值的总和X(l_12)，同时计算出五声调式中全部12个调的第1、2、3、5、6骨干音在该准音列里加权值的总和Y(1-12)；(F2)分别计算出全部12个调的变化音在该准音列里所占的加权值总和C (1-12)；(F3)用12个骨干音的加权值的总和X( 1-12)减去同组变化音加权值C分别得到12个调的有效加权值m (1-12)，取其中最大的一组为M调；同时，用五声调基本加权值Y (1-12)减去同组变化音加权值C分别得到12个调的有效加权值η (1-12)，取其中最大的一组为N调；(F4)将M和N比较，如果M等于N，则确定该旋律的调号为M ;如果M不等于N，则进入如下计算步骤(F5)计算出以M调为基础的第一小节第1、3、5、6音所占的加权值之和Ml ;计算出以N调为基础的第一小节第1、3、5、6音所占的加权值之和NI ；(F6)将Ml和NI相比较，如果Ml不等于NI，则数值较大的调号为旋律的调号；如果Ml等于NI，则进行如下计算(F7)计算出以M调为基础的前半小节第1、3、5、6音所占的加权值之和M2 ;计算出以N调为基础的前半小节第1、3、5、6音所占的加权值之和N2 ；(F8)将M2和N2相·比较，如果M2不等于N2，则数值较大的调号为旋律的调号；如果M2等于N2，则M调为该旋律的调号。
全文摘要
本发明公布了一种自动识别音乐旋律调号的方法，包括(A)赋予加权值，各加权值的总和为100；(B)将每个内拍位分别赋予加权值；(C)旋律音高映射；(D)旋律时长对位分解；(E)映射音高的加权值统计；(F)映射音高加权值分析，将步骤(E)中数值最高的7位映射音符作为整个乐曲的准音列，计算出该旋律的调号。本发明可以得出一段单旋律音乐音频的调号，并以此调号为依据，进行乐谱输出，或进行和声走向分析，段落分析，等等操作；通过节拍赋予合适的加权值的方式，让感性的音乐变得有据可循，让计算机有了对其统计分析的一种依据；通过两种方式计算出该段旋律的调号，求同排异，更好的避免了由于音乐自由随意的特点造成的判断误差。
文档编号G10L25/81GK103035253SQ20121055752
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者鲜英才, 屈韬 申请人:成都玉禾鼎数字娱乐有限公司