專利名稱：一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及音樂旋律創(chuàng)作領(lǐng)域，尤其涉及一種基于已知歌詞及音樂旋 律產(chǎn)生新音樂旋律的方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字音樂是指以數(shù)字化方式進行音樂創(chuàng)作、編輯、存儲、傳播等一系列 過程的統(tǒng)稱，它主要依靠計算機為中心對音樂進行操作處理，數(shù)字音樂可以用互聯(lián)網(wǎng)和無 線網(wǎng)絡(luò)來傳輸、下載、在線試聽、欣賞等，方便更多的人參與互動，激發(fā)起人們更多的創(chuàng)作意愿。旋律是構(gòu)成音樂的最基本要素，旋律能有效地表現(xiàn)音樂表達以及人類情感。人們 可以先過創(chuàng)作旋律，再在旋律中添加歌詞來完成音樂創(chuàng)作；也可以先創(chuàng)作歌詞，再根據(jù)歌詞 作出相適應(yīng)的旋律。然而對于普通人來說，根據(jù)歌詞創(chuàng)作他自己喜歡的旋律及音樂是非常 困難的，很難完成普通使用者的意愿，難以交流欣賞與互動。隨著數(shù)字音樂和計算機相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的人想利用計算機技術(shù)自 動創(chuàng)作音樂，目前也出現(xiàn)了一些計算機自動創(chuàng)作音樂的系統(tǒng)和方法，但現(xiàn)有的技術(shù)方案對 計算機及系統(tǒng)的要求高，需要專用系統(tǒng)設(shè)備、且使用復(fù)雜，普通的用戶難以接受使用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方 法，使普通的用戶能夠快捷、方便的創(chuàng)作自己的旋律及音樂，方便更多的人參與互動，進一 步促進數(shù)字音樂的發(fā)展。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括以下步驟A、用戶將歌詞、旋律起伏變化程度參數(shù)輸入到旋律生成系統(tǒng)，該旋律生成系統(tǒng)將 歌詞處理得到旋律音符數(shù)量參數(shù)和相鄰音符連接緊密程度參數(shù)，且將已知旋律處理得到數(shù) 字化旋律；B、根據(jù)所述數(shù)字化旋律，將該數(shù)字化旋律的每拍旋律處理生成時間概率向量，矩 陣化時間概率向量得到音高概率向量；C、初始化時間概率向量和音高概率向量，為向量中每個元素賦以相等的權(quán)值；D、計算音高概率向量根據(jù)所述數(shù)字化旋律，當(dāng)所述時間概率向量中某一時間的元 素對應(yīng)所述數(shù)字化旋律的相應(yīng)位置有音符時，增加音高概率向量中對應(yīng)的元素的權(quán)值，當(dāng) 該音符與小節(jié)和弦相關(guān)時，再增加音高概率向量中對應(yīng)的元素的權(quán)值，最后增加音高概率 向量中相鄰元素的權(quán)值；E、對所述音高概率向量和所述時間概率向量進行歸一化計算；F、計算時間分布，根據(jù)所述旋律音符數(shù)量參數(shù)獲得新旋律音符的時間分布；G、計算音高分布，根據(jù)對所述音高概率向量處理獲得新旋律音符的音高分布；H、根據(jù)所述旋律起伏變化程度參數(shù)調(diào)整音高分布；I、根據(jù)所述相鄰音符連接緊密程度參數(shù)調(diào)整時間分布；J、輸出新旋律。本發(fā)明可根據(jù)已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新的音樂旋律。所述已知旋律為用戶輸入的旋律或旋律生成系統(tǒng)中存儲的旋律。因此，用戶可自 行輸入旋律也可選擇旋律生成系統(tǒng)中已存儲的旋律。
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所述的旋律生成系統(tǒng)將歌詞處理得到旋律音符數(shù)量參數(shù)的方法是將用戶輸入的 歌詞轉(zhuǎn)換為計算機內(nèi)碼表示的文本形式，然后根據(jù)歌詞文本的字?jǐn)?shù)計算出旋律音符數(shù)量參 數(shù)，所述旋律音符數(shù)量參數(shù)是一個數(shù)量區(qū)間值。本發(fā)明利用該方法可獲得旋律音符數(shù)量參 數(shù)，利用此參數(shù)可得到新旋律音符的時間分布。所述的旋律生成系統(tǒng)將歌詞處理得到相鄰音符連接緊密程度參數(shù)的方法是用中 文分詞算法對所述歌詞文本進行處理，得到相鄰音符連接緊密程度參數(shù)，所述相鄰音符連 接緊密程度參數(shù)用離散值0、1表示，即當(dāng)對應(yīng)相鄰歌詞文字屬于同一詞語或短語時為1，反 之則為0。本發(fā)明利用該方法可獲得相鄰音符連接緊密程度參數(shù)，利用此參數(shù)值可調(diào)整時間 分布。所述的生成時間概率向量的方法是根據(jù)所述數(shù)字化旋律數(shù)據(jù)，將每拍旋律均勻分 成 N 個單元，其中 N = 3n-2m，n = 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 或e [川，⑴)，m = 0,1,2,3,4,5, 6，7，8，9 或e [10，—；所述的矩陣化時間概率向量的方法是對所述時間概率向量中的每個元素生成對 應(yīng)的音高概率向量，每個音高概率向量的長度為N，其N值大于8。本發(fā)明利用該方法可獲 得時間概率向量和音高概率向量。對所述音高概率向量和所述時間概率向量進行歸一化計算的方法是對所有音高 概率向量進行歸一化計算，使得總值為1，對所有時間概率向量進行歸一化計算，使得總值 為1。本發(fā)明對所有音高概率向量和時間概率向量歸一化到1，簡便且可提高計算效率。所述的計算時間分布的方法是采用輪盤賭算法處理所述旋律音符數(shù)量參數(shù)，獲得 新旋律音符的時間分布；所述的計算音高分布的方法是采用輪盤賭算法處理所述音高概率 向量，獲得新旋律音符的音高分布。本發(fā)明利用輪盤賭算法，提高了計算效率。根據(jù)所述旋律起伏變化程度參數(shù)調(diào)整音高分布是將新旋律音符的音高分布中的 音高與所述數(shù)字化旋律對應(yīng)音符的音高相比較，將差異大于所述旋律起伏變化程度參數(shù)的 音高，再采用輪盤賭算法重新計算出新的音高分布。因此，本發(fā)明可根據(jù)用戶輸入的旋律起 伏變化程度參數(shù)來重新調(diào)整新的音高分布，進一步達到與用戶交流互動的目的。根據(jù)所述相鄰音符連接緊密程度參數(shù)調(diào)整時間分布的方法是根據(jù)所述相鄰音符 連接緊密程度參數(shù)計算，當(dāng)其參數(shù)為1時，縮小新旋律音符的時間分布中的時間距離，當(dāng)參 數(shù)為0時，放大新旋律音符的時間分布中的時間距離。因此，本發(fā)明可利用由歌詞得到的相 鄰音符連接緊密程度參數(shù)來調(diào)整新旋律的時間分布，保證了新旋律與歌詞的匹配。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供的方法可適用于現(xiàn)有大眾化的、較為簡易的系 統(tǒng)設(shè)備，利用現(xiàn)有大眾化的系統(tǒng)設(shè)備就可以自動生成新的與歌詞對應(yīng)的音樂旋律，使普通 的使用者能夠快捷、方便的創(chuàng)作自己喜愛的旋律及音樂，方便更多的人參與互動交流，進一 步促進數(shù)字音樂的發(fā)展。
具體實施方式
本發(fā)明包括以下步驟A、用戶將歌詞、起伏變化程度參數(shù)輸入到旋律生成系統(tǒng)，該旋律生成系統(tǒng)將歌詞 處理得到旋律音符數(shù)量參數(shù)和相鄰音符連接緊密程度參數(shù)，且將已知旋律處理得到數(shù)字化 旋律；所述已知旋律為用戶輸入的旋律或旋律生成系統(tǒng)中存儲的旋律，輸入的旋律為符 號化的曲譜形式，也可以是MIDI文件；
所述的旋律生成系統(tǒng)將用戶輸入的歌詞轉(zhuǎn)換為計算機內(nèi)碼表示的文本形式，然后 根據(jù)歌詞文本的字?jǐn)?shù)計算出旋律音符數(shù)量參數(shù)，所述旋律音符數(shù)量參數(shù)是一個數(shù)量區(qū)間 值，其下限為歌詞文本字?jǐn)?shù)的總數(shù)，上限為歌詞文本字?jǐn)?shù)總數(shù)的16倍；所述的旋律生成系統(tǒng)用中文分詞算法對所述歌詞文本進行處理，得到相鄰音符連 接緊密程度參數(shù)，所述相鄰音符連接緊密程度參數(shù)用離散值0、1表示，即當(dāng)對應(yīng)相鄰歌詞 文字屬于同一詞語或短語時為1，反之則為0。B、根據(jù)所述數(shù)字化旋律，將該數(shù)字化旋律的每拍旋律處理生成時間概率向量，矩 陣化時間概率向量得到音高概率向量；所述的生成時間概率向量是根據(jù)所述數(shù)字化旋律數(shù) 據(jù)，將每拍旋律均勻分成N個單元，其中N = 3n-2m, η = 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 或e [10，⑴)，m = 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 或 G [10,c=o ).所述的矩陣化時間概率向量是對所述時間概率向量中的每個元素生成對應(yīng)的音 高概率向量，每個音高概率向量的長度為N，其N值大于8，包括9，10，11，12，13，14，15，16， 17，18，19，20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，30，31，32，33，34，35，36，37，38，39，40，41， 42，43，44，45，46，47，48，49，50，51，52，53，54，55，56，57，58，59，60，61，62，63，64，65，66， 67，68，69，70，71，72，73，74，75，76，77，78，79，80，81，82，83，84，85，86，87，88，89，90，91， 92，93，94，95，96，97，98，99，100，101，102，103，104，105，106，107，108，109，110，111，112， 113，114，115，116，117，118，119，120，121，122，123，124，125，126，127，128。C、初始化時間概率向量和音高概率向量，為向量中每個元素賦以相等的權(quán)值；D、計算音高概率向量；所述的計算音高概率向量是依據(jù)所述數(shù)字化旋律，當(dāng)所述時間概率向量中某一時 間的元素對應(yīng)已知旋律的相應(yīng)位置有音符時，增加音高概率向量中對應(yīng)的元素的權(quán)值，當(dāng) 該音符與小節(jié)和弦相關(guān)時，再增加音高概率向量中對應(yīng)的元素的權(quán)值，最后增加音高概率 向量中相鄰元素的權(quán)值。E、歸一化計算；所述的歸一化計算的方法是對所有音高概率向量進行歸一化計算，使得總值為1， 對所有時間概率向量進行歸一化計算，使得總值為1。F、計算時間分布；所述的計算時間分布是采用輪盤賭算法處理所述旋律音符數(shù)量參數(shù)，獲得新旋律 音符的時間分布。G、計算音高分布；所述的計算音高分布是采用輪盤賭算法處理所述音高概率向量，獲得新旋律每個 音符的音高分布。H、調(diào)整音高分布；所述的調(diào)整音高分布是將新旋律每個音符的音高分布中的音高與所述數(shù)字化旋 律對應(yīng)音符的音高相比較，將差異大于所述起伏變化程度參數(shù)的音高，再采用輪盤賭算法 重新計算出新的音高分布。I、調(diào)整時間分布；所述的調(diào)整時間分布是根據(jù)所述相鄰音符連接緊密程度參數(shù)計算，當(dāng)其參數(shù)為1時，縮小新旋律音符的時間分布中的時間距離，當(dāng)參數(shù)為0時，放大新旋律音符的時間分布 中的時間距離。J、輸出新旋律。本發(fā)明所述的方法可應(yīng)用于如動漫，游戲，互聯(lián)網(wǎng)音樂服務(wù)，手機等多個應(yīng)用領(lǐng) 域。
權(quán)利要求
一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法，其特征在于包括以下步驟A、用戶將歌詞、旋律起伏變化程度參數(shù)輸入到旋律生成系統(tǒng)，該旋律生成系統(tǒng)將歌詞處理得到旋律音符數(shù)量參數(shù)和相鄰音符連接緊密程度參數(shù)，且將已知旋律處理得到數(shù)字化旋律；B、根據(jù)所述數(shù)字化旋律，將該數(shù)字化旋律的每拍旋律處理生成時間概率向量，矩陣化時間概率向量得到音高概率向量；C、初始化時間概率向量和音高概率向量，為向量中每個元素賦以相等的權(quán)值；D、計算音高概率向量，根據(jù)所述數(shù)字化旋律，當(dāng)所述時間概率向量中某一時間的元素對應(yīng)所述數(shù)字化旋律的相應(yīng)位置有音符時，增加音高概率向量中對應(yīng)的元素的權(quán)值，當(dāng)該音符與小節(jié)和弦相關(guān)時，再增加音高概率向量中對應(yīng)的元素的權(quán)值，最后增加音高概率向量中相鄰元素的權(quán)值；E、對所述音高概率向量和所述時間概率向量進行歸一化計算；F、計算時間分布，根據(jù)所述旋律音符數(shù)量參數(shù)獲得新旋律音符的時間分布；G、計算音高分布，根據(jù)對所述音高概率向量處理獲得新旋律音符的音高分布；H、根據(jù)所述旋律起伏變化程度參數(shù)調(diào)整音高分布；I、根據(jù)所述相鄰音符連接緊密程度參數(shù)調(diào)整時間分布；J、輸出新旋律。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法，其特 征在于所述已知旋律為用戶輸入的旋律或旋律生成系統(tǒng)中存儲的旋律。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法， 其特征在于所述的旋律生成系統(tǒng)將歌詞處理得到旋律音符數(shù)量參數(shù)的方法是將用戶輸入的歌詞 轉(zhuǎn)換為計算機內(nèi)碼表示的文本形式，然后根據(jù)歌詞文本的字?jǐn)?shù)計算出旋律音符數(shù)量參數(shù)， 所述旋律音符數(shù)量參數(shù)是一個數(shù)量區(qū)間值；所述的旋律生成系統(tǒng)將歌詞處理得到相鄰音符連接緊密程度參數(shù)的方法是用中文分 詞算法對所述歌詞文本進行處理，得到相鄰音符連接緊密程度參數(shù)，所述相鄰音符連接緊 密程度參數(shù)用離散值0、1表示，即當(dāng)對應(yīng)相鄰歌詞文字屬于同一詞語或短語時為1，反之則 為0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法，其特 征在于所述的旋律音符數(shù)量參數(shù)下限為歌詞文本字?jǐn)?shù)的總數(shù)，上限為歌詞文本字?jǐn)?shù)總數(shù) 的16倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法， 其特征在于所述的生成時間概率向量的方法是根據(jù)所述數(shù)字化旋律數(shù)據(jù)，將每拍旋律均 勻分成N個單元，其中N = 3n-2m, η = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 或 e [10，⑴)，m = 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 或e [10,c=o ).所述的矩陣化時間概率向量的方法是對所述時間概率向量中的每個元素生成對應(yīng)的 音高概率向量，每個音高概率向量的長度為N，其N值大于8。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法， 其特征在于對所述音高概率向量和所述時間概率向量進行歸一化計算的方法是對所有音 高概率向量進行歸一化計算，使得總值為1，對所有時間概率向量進行歸一化計算，使得總 值為1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法， 其特征在于所述的計算時間分布的方法是采用輪盤賭算法處理所述旋律音符數(shù)量參數(shù)， 獲得新旋律音符的時間分布；所述的計算音高分布的方法是采用輪盤賭算法處理所述音高 概率向量，獲得新旋律音符的音高分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法， 其特征在于根據(jù)所述旋律起伏變化程度參數(shù)調(diào)整音高分布是將新旋律音符的音高分布中 的音高與所述數(shù)字化旋律對應(yīng)音符的音高相比較，將差異大于所述旋律起伏變化程度參數(shù) 的音高，再采用輪盤賭算法重新計算出新的音高分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法， 其特征在于根據(jù)所述相鄰音符連接緊密程度參數(shù)調(diào)整時間分布的方法是根據(jù)所述相鄰音 符連接緊密程度參數(shù)計算，當(dāng)其參數(shù)為1時，縮小新旋律音符的時間分布中的時間距離，當(dāng) 參數(shù)為0時，放大新旋律音符的時間分布中的時間距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于已知歌詞及音樂旋律產(chǎn)生新音樂旋律的方法，本發(fā)明所述的方法包括數(shù)據(jù)輸入、輸入數(shù)據(jù)預(yù)處理、生成時間概率向量、矩陣化時間概率向量得到音高概率向量、初始化、計算音高概率向量、歸一化計算、計算時間分布、計算音高分布、調(diào)整音高分布、調(diào)整時間分布、輸出新旋律等步驟。本發(fā)明公開的方法可適用于現(xiàn)有大眾化的、較為簡易的系統(tǒng)設(shè)備，利用現(xiàn)有大眾化的系統(tǒng)設(shè)備就可以自動生成新的與歌詞對應(yīng)的音樂旋律，使普通的使用者能夠快捷、方便的創(chuàng)作自己喜愛的旋律及音樂，方便更多的人參與互動交流，進一步促進數(shù)字音樂的發(fā)展。
文檔編號G10H1/42GK101916240SQ20101022167
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者關(guān)胤, 吳擁民, 柳暉, 陳宏展 申請人:福建天晴在線互動科技有限公司