专利名称：一种将乐谱转换成音乐输出的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将乐谱转换成音乐输出的方法和相关的使用该方法的装置。
背景技术：
在传统的背景技术范畴中，在手机上或者计算机上可以通过键盘输入来编写音乐，并通过硬件上的播发设备如喇叭或耳机播放音乐出来，如专利号为00119521.2的中国专利“在手机上实现乐曲弹奏的方法及可实现乐曲弹奏的手机”，该方法包括以下步骤从键盘接受用户的按键信息；根据键值/音符频率映射关系，将按键的键值信息翻译成乐谱音符的频率，将按键的时长转换为音符的时长，形成控制数据；把控制数据传递给发声设备驱动程序；利用控制数据控制发声设备发声，所述装置用于实现上述方法，该发明可实现用手机模拟乐器奏乐，增加了手机的功能，其有所描述的进步一面，但是也存在美中不足的地方，如很多手机用户真正能编写音乐乐谱的不多，使用键盘来输入音乐乐谱也十分麻烦，不方便快捷，相反，在音乐书本上有很多音乐乐谱，或者在网上或光碟上也有很多音乐乐谱，有些音乐是深受广大手机或计算机用户喜爱的，是否能将这些音乐乐谱方便快捷地转换成音乐输出，成为人们新的开发技术方向，另外一些音乐爱好者也十分喜爱对音乐乐谱进行编辑和演奏的工具。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是提供一种将乐谱转换成音乐输出的方法，其使用更加方便快捷，音乐素材来源也更加广泛，避免用户自己编写音乐乐谱难题。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种使用上述方法的、结构合理、容易实施制造的装置。
本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为一种将乐谱转换成音乐输出的方法，其特征在于步骤依次为(1)通过拍照获得书本上的图片格式乐谱文件或者通过拷贝或网上下载得到图片格式乐谱文件；(2)通过文字识别和处理单元将图片格式乐谱文件转化为数字化乐谱信息的数据，该乐谱信息的数据包括有一串音符对时间序列的数据；(3)乐谱信息的数据经过频率建模单元转换成音乐格式的数据文件；
(4)音乐格式的数据文件直接或经编辑后经过音频产生单元转换成初级音频信号；(5)输出初级音频信号到播放单元，发出音乐声音。
作为改进，所述的初级音频信号先通过功率放大单元进行放大，再输出音频信号到播放单元，这样便于其发出更大音量的音乐来，如在计算机上，来推动立体声音箱进行播放。
所述的音乐格式的数据文件可以为MIDI格式的数据文件或MP3格式的数据文件或WMA格式的数据文件，但是，优选MIDI格式的数据文件，它非常适合五线谱和简谱的乐谱，可以说就是数字化的音乐乐谱，记录了演奏符号而已，文件体积小，更加适合在硬件资源有限的手机或游戏机上使用，也方便音乐爱好者进行编辑修改，以演奏出自己喜欢的或者符合自己口味的音乐，同时，能培养自己的创造激情，增加乐谱的大众娱乐性。
有益的是，所述的拍照是利用手机或计算机或游戏机自身所带的摄像头，十分便利，同时，能降低成本，特别是对于游戏机，在游戏机上装有摄像头，可以使用该方法，识别乐谱后，转成MIDI格式的文件，并播放，成为真正的DIY游戏配音，十分实用。
有益的是，所述的文字识别和处理单元就是采用光字符识别技术的装置单元，相关技术请参见中国专利文献库中对名片信息转换成电话记录的一些手机技术报道，如专利申请号为02131359.8的OCR手机、专利申请号为200410021889.8的名片信息转化到手机电话本中的方法等等，这些有关图片格式文件的字符识别和处理技术已经十分完善了。
有益的是，所述的MIDI格式的数据文件为多音轨，并可指定乐器特征信息如是钢琴、小提琴、大提琴、口琴、吉他还是笛子、小号等等，因为每个音阶的音符都有一个基频来表示其声调，它们相互之间的映射关系请参见中国专利00119521.2的“在手机上实现乐曲弹奏的方法及可实现乐曲弹奏的手机”上音符与频率的关系表，由于声音的音色还与各种乐器有关，就是相同的音符，钢琴、小提琴、大提琴、口琴、吉他还是笛子、小号，其声音还是具有很大差别，所以，我们还需要考虑与该乐器相适应的该音符基频的谐振频率分量，这些映射关系在传统的电子琴音乐合成技术上就已经得到大量报道，我们这里就不再进行深入描述，这样使原来乐谱讲的每个音符对时间序列数据，变成了技术层面上的乐谱上音符基频和其相关的谐振频率分量对时间序列数据。
有益的是，上述的播放单元包括喇叭或耳机。
非常有益的是，上述的乐谱信息的数据或者音乐格式的数据文件存储在装置的存储器中，以作为手机铃声或彩信的音频部分信息数据，供手机软件系统的程序进行调用，实现手机铃声或彩信的音乐功能或者是游戏机器的背景音乐部分。
本发明解决上述另一个技术问题所采用的技术方案为一种采用上述方法将乐谱转换成音乐输出的装置，其特征在于包括有(1)图片格式乐谱文件获取单元，通过拍照获得书本上的图片格式乐谱文件或者通过拷贝或网上下载得到图片格式乐谱文件；(2)文字识别和处理单元，将图片格式乐谱文件转化为数字化乐谱信息的数据，该乐谱信息的数据为一串音符对时间序列的数据；(3)频率建模单元，将乐谱信息的数据转换成音乐格式的数据文件；(4)音频产生单元，将音乐格式的数据文件转换成初级音频信号；(5)播放单元，将电子音频信号转换成声音，播放出音乐；图片格式乐谱文件获取单元的输出去连接文字识别和处理单元输入，文字识别和处理单元的输出去连接频率建模单元的输入，频率建模单元的输出连接音频产生单元的输入，音频产生单元的输出连接播放单元的输入，从而组成所述的装置。
有益的是，上述的装置还包括有功率放大单元，将初级音频信号先进行功率放大后输出音频信号，再去连接播放单元，从而可以推动喇叭发出较大音量的音乐。
有益的是，上述的装置带有对音乐格式的数据文件如MIDI格式的数据文件进行编辑的编辑器。
最后所述的装置可做在手机或计算机或游戏机中。
与现有技术相比，本发明的优点在于它可以将乐谱轻松地转换成音乐输出的方法，避免用户自己编写音乐乐谱难题和键盘输入，使用更加方便快捷，而音乐素材来源也更加广泛，十分适合在手机或计算机或游戏机器上推广使用，特别是采用MIDI格式的数据文件，非常适合五线谱和简谱的乐谱记录和处理以及以后音乐爱好者进行的修改编辑，文件体积小，更加适合在硬件资源有限的手机或游戏机上使用，使游戏机和手机更加实用，成为新的学习音乐和乐理的工具，边学边改，使用成本低廉。
图1为本发明的方法步骤流程图；图2为本发明的装置结构模块图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示意，该种将乐谱转换成音乐输出的方法，其步骤依次为(1)通过拍照得到书本上的乐谱的图片格式乐谱文件或者通过拷贝或网上下载得到图片格式的乐谱文件，其中拍照可以是通过手机自身所带有的或计算机或游戏机上的摄像头进行拍照；(2)通过文字识别和处理单元将图片格式的乐谱文件转化为一串音符对时间序列的数据文件，即乐谱信息的数据，其中文字识别和处理单元就是传统的采用光字符识别技术的单元，该种是识别技术在移动通信领域中将名片转化为电子名片或电话簿记录的技术手段中已经进行了大量报道，请参见相关的中国专利文献，如专利申请号为02131359.8的OCR手机、专利申请号为200410021889.8的名片信息转化到手机电话本中的方法等等，通过扫描和转换技术，将图片上音符转换成一种音符对时间序列的数据文件，就表示出在时间轴上依次分布了各个高低音阶的音符和其对应时间长短即拍数，并可带有表示乐器特征的信息。
以具体的单音符为例子，假设有一个音符，根据其具体要求如节拍即音符延续时间、音调、音阶设定为一个包含上述3个元素的单音序列，比如某一单音对应的序列为“4c1”，“4”表示节拍，即持续的时间长度为1/4拍；“C”表示音符“1”，即“哆”； “1”表示音阶为低一个音阶，如果是“2”则表示高八度，等等。这不是唯一的表达方式，可能根据设计者的不同而不同。
(3)乐谱信息的数据经过频率建模单元得到音乐格式的数据文件如MIDI格式的数据文件，其将一系列单音序列组合成一个包含多单音的序列，其是通过手机上的应用层软件将该些序列转化成MIDI文件。该软件是一个很小的软件，其源代码的长度不过是几千行。转化成MIDI文件时候需要指定是用何种乐器播放.还需要调整整个乐曲的快慢。便于形成与乐器对应的控制数据，使其音色与乐器匹配，再将这些数据传输给发声设备驱动程序。
(4)音乐格式的数据文件如MIDI格式的数据文件直接或经编辑修改后经过音频产生单元，得到初级音频信号，它通过手机里的MIDI解码芯片进行硬件解码，MIDI解码芯片可以对MIDI文件进行解码。MIDI芯片中有一个音波表，对应128中乐器的不同音调的波形表。根据其MIDI文件中的数字信号按顺序解码(查波表)输出该种乐器的该多单音序列的模拟音频信号。从而将数字信号变换成音乐的模拟信号，就是获得的初级音频信号。这里编辑器可以为手机或计算机或游戏机上软件所带的文件编辑器如WORD编辑器或其它专门开发的具有良好人机界面的编辑器，对MIDI格式的数据文件进行编辑和修改。
(5)初级音频信号通过音频功放单元，进行功率放大，输出音频信号，该音频信号可以通过音频播放单元如喇叭或耳机等发出音乐来。
而且上述的乐谱信息的数据或者MIDI格式的数据可以存储在装置的存储器中如手机或游戏机的存储器里，以作为手机铃声或彩信的音频部分信息数据，供手机软件系统的程序进行调用，实现手机铃声或彩信的音乐功能，类似的原理，也可以作为游戏机的背景音乐部分。
而且以上描述过程只是一个音轨的情况.而和弦就是对应多音轨的情况.比如常说的16和弦是对应同时的16个音轨的情况.通过多个音轨的配合，甚至可以模拟一个交响乐队的演奏。
以上步骤3、4所涉及的技术，还可以参考专利号为00119521.2的“在手机上实现乐曲弹奏的方法及可实现乐曲弹奏的手机”的技术文献，它从数字技术角度，比较完整地描述了实现乐曲弹奏的技术手段。
为了更详实地描述数字化转换技术，我们以CPU MSC-51、频率6M的微处理器产生音乐频率的过程为例子再重复描述一下要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期(1/频率)，然后将此周期除以2，即为半周期的时间，然后利用计时器计时此半周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，如此就可在I/O脚上得到此频率的脉冲；利用80c51的内部计时器让其工作在计数模式1下，改变计数值THO及TLO以产生不同的频率例如以6M晶振为例要产生频率为523Hz，其周期T＝1/523z＝1912us，其半周期为1912/2＝956us，因此只要令计数器计时956us/1us＝956。所以在每计数956次时将1/0反相，就可得到中音Do(523Hz)。
计数脉冲值与频率的关系公式如下N＝Fi/2/Fr式中N计数值Fi内部计时一次2us，以6Mz晶振为例，故其频率为500000HzFr要产生的频率其计数值的求法如下T＝65536-N＝65536-Fi/2/Fr例如求低音Do(261Hz)，中音Do(523H2)，高音Do(1046Hz)的计数值？设K＝6536 F-500000＝Fi＝0.5HzT＝65536-N＝65536-Fi/2/Fr＝65536-500000/2/Fr＝65536-250000/Fr低音Do的T＝65536-250000/262＝64582中音Do的T＝65536-250000/523＝65058高音Do的T＝65536-250000/1047＝65297C调各音符频率与计数值T的对照表
表37.DMOVA指令子段操作表38是本发明该示例性实施例提供的DMOVA指令子段格式。
(a，b，c)(d)(e)(f)(f)(f)(d)(g)表38.DMOVA指令子段格式这样，提供可包含一个或多个指令子段的MMPF指令段，进一步增加了可用全指令执行的操作种数。例如，全指令可让算术与MAC操作同一组三种存储器移动与程序流操作一起执行。用单条指令执行这么许多操作的能力，进一步减少了作某种给定操作所需的指令总数，从而减少了对DSP要求的整个指令存储器。减少指令存储器可减小芯模尺寸，从而减少了DSP的成本与功耗，这对于范围广泛的包括移动无线电话的应用而言，使DSP更为合适。
这样已经描述了应用并行可变长度指令组控制DSP的系统与方法。以上描述的诸较佳实施例，能让本领域的任何技术人员使用本发明。对他们而言，完全明白这些实施例的种种改型，而且不须运用发明能力就可将这里定义的基本<p>
产生音乐的装置的结构图如图2，(1)图片格式获取单元可以是通过拍照功能获得，可以从网上下载，可以从其他位置复制得到图片格式乐谱文件等等。
(2)文字识别与处理单元将图片格式乐谱文件中的乐谱信息识别并提取出来，该乐谱信息即一串音符对时间序列。
(3)频率建模单元将上述的乐谱信息的数据转化为音乐格式的数据文件如MIDI格式的数据文件。
(4)音频产生单元将上述音乐格式的数据文件如MIDI格式的数据文件转化为初级音频信号，一般采用MIDI芯片进行硬件解码，同理，对于其它类型的格式文件，可以采用其它对应的芯片进行解码，当然技术可行的话，也可以采用软件进行解码。
(5)功率放大单元将上述初级音频信号进行功率放大，得到适合于喇叭或耳机等播放的音频信号。
(6)音频播放单元该音频信号通过喇叭或耳机播放出来。
图片格式乐谱文件获取单元的输出去连接文字识别和处理单元的输入，文字识别和处理单元的输出去连接频率建模单元的输入，频率建模单元的输出连接音频产生单元的输入，音频产生单元的输出连接功率放大单元的输入，功率放大单元的输出连接播放单元的输入，从而组成所述的装置。装置还带有对音乐格式的数据文件如MIDI格式的数据文件进行编辑的编辑器。
上述的装置可以是计算机的一个模块或者手机或游戏机的一个模块，或者其他装置的一个模块。实际上，经过扩展，使用这种方法，，一个学习音乐/乐理的学生就可以手写一份乐谱，通过这种方法，听一听自己的谱曲的效果，这样，每一个人，都可以学习乐理，当作一种娱乐，这就类似于数码傻瓜相机，在只有传统相机时，照像是专业人士的事情，有了傻瓜相机，大家都可以照像，但是胶卷以及冲印费用高昂，有了数码傻瓜相机，谁都成为照像专家，不要担心费用，用识别乐谱/语音合成转化音乐，大家都可以即兴发挥，五线谱和简谱都可以写和修改，都可以谱曲，随时修改，随时知道音乐效果，音乐家也不神秘了。这样不但增加了谱曲的大众娱乐性，甚至可以激发大众的创作激情。
权利要求
1.一种将乐谱转换成音乐输出的方法，其特征在于步骤依次为(1)通过拍照获得书本上的图片格式乐谱文件或者通过拷贝或网上下载得到图片格式乐谱文件；(2)通过文字识别和处理单元将图片格式乐谱文件转化为数字化乐谱信息的数据，该乐谱信息的数据为一串音符对时间序列的数据；(3)乐谱信息的数据经过频率建模单元转换成音乐格式数据文件；(4)音乐格式的数据文件直接或经过编辑后经过音频产生单元转换成初级音频信号；(5)输出初级音频信号到播放单元，发出音乐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的初级音频信号先通过功率放大单元进行放大，再输出音频信号到播放单元，发出音乐来。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的音乐格式数据文件为MIDI格式的数据文件。
4.据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于所述的拍照是利用手机或计算机或游戏机自身所带的摄像头。
5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于所述的文字识别和处理单元就是采用光字符识别技术的装置单元。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的MIDI格式的数据文件为多音轨，而且指定乐器信息。
7.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于所述的播放单元为喇叭或耳机。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的乐谱信息的数据或者MIDI格式的数据文件存储在装置的存储器中，以作为手机铃声或彩信的音频部分信息数据或游戏机的背景音乐部分。
9.一种采用权利1的方法将乐谱转换成音乐输出的装置，其特征在于包括有(1)图片格式乐谱文件获取单元，通过拍照获得书本上的图片格式乐谱文件或者通过拷贝或网上下载得到图片格式乐谱文件；(2)文字识别和处理单元，将图片格式乐谱文件转化为数字化乐谱信息的数据，该乐谱信息的数据为一串音符对时间序列的数据；(3)频率建模单元，将乐谱信息的数据转换成音乐格式的数据文件；(4)音频产生单元，将音乐格式的数据文件转换成初级音频信号；(5)播放单元，将电子音频信号转换成声音，播放出音乐；图片格式乐谱文件获取单元的输出去连接文字识别和处理单元输入，文字识别和处理单元的输出去连接频率建模单元的输入，频率建模单元的输出连接音频产生单元的输入，音频产生单元的输出连接播放单元的输入，从而组成所述的装置。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述的装置还包括有功率放大单元，将初级音频信号先进行功率放大后输出音频信号，再去连接播放单元。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于所述的装置带有对音乐格式的数据文件进行编辑的编辑器。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于装置可做在手机或计算机或游戏机中。
全文摘要
一种将乐谱转换成音乐输出的方法，其特征在于步骤依次为通过拍照获得书本上的图片格式乐谱文件或者通过拷贝或网下载得到图片格式乐谱文件；通过文字识别和处理单元将图片格式乐谱文件转化为数字化乐谱信息的数据，该乐谱信息的数据包括有一串音符对时间序列；乐谱信息的数据经过频率建模单元转换成音乐格式的数据文件；音乐格式的数据文件经过音频产生单元转换成初级音频信号；输出初级音频信号到播放单元，发出音乐声音；本发明还公开了该装置，它能将乐谱转换成音乐输出，使用更加方便快捷，音乐素材来源也更加广泛，避免用户自己编写音乐乐谱难题。
文档编号G10H1/00GK1862656SQ20051005034
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月13日 优先权日2005年5月13日
发明者王四清, 黄美成, 叶军, 杜运 申请人:杭州波导软件有限公司