一种适性化midi播放系统及其方法

专利名称：一种适性化midi播放系统及其方法
一种适性化MIDI播放系统及其方法技术领域一种MIDI播放系统及其方法，尤其是一种可在调整音色后对整体音乐 进行音色组合或音色修正的适性化处理的MIDI播放系统及其方法。
技术背景MIDI (Music Instrument Digital Interface),即电子乐器的数字化接口 ， 是一个工业标准的电子通信协议，用来定义电子乐器与计算机可执行平台之 间的共同沟通语言，使得利用MIDI电子乐器所输出产生的MIDI文件得以 在计算机可执行平台上充分兼容而能够顺利播放。一般在计算机可执行平台上，如计算机，播放MIDI文件的方式如图 1所示，在计算机中事先安装一套可以播放MIDI文件的播放系统100 (或称 播放器)，借助播放系统100将MIDI文件10读取之后，通过文件解析模块 IIO进行解析，以便取得MIDI文件IO所定义的音乐中表示各种不同电子乐 器的音色及其相关参数，然后交由播放模块120 (或称播放合成器)依照所 得到的音色及参数自音色数据库130中获取音色并依照对应的参数值型整体 音乐播放。通常此种播放系统100都会提供可让使用者进行一般播放设定的 控制接口 140，在启动播放系统100进行音乐播放时实时让使用者进行如 静音、独奏及音量...等基本播放设定，设定结果将会直接送至播放模块120 进行对应播放控制。然事实上MIDI文件IO中所定义的各个电子乐器的音色是允许编辑调整 的，不过往往对于MIDI文件10的编辑调整都系发生在MIDI文件10生成 前的阶段，也就是所谓的编曲阶段，由具有丰富电子乐器知识及音乐素养的 编曲人士通过高阶专业的MIDI编曲软件来实现的，换句话说如果要在MIDI 文件10的播放阶段进行对各个电子乐器的音色进行编辑调整，过去的播放 系统100根本无法支持。因此，后来有些播放系统IOO便提供可让使用者对 MIDI文件10中所定义的音色进行基本调整的功能，如图2所示，在播放系 统100中增加了所谓的音色调整模块150，可以将文件解析模块110所解析 得到的音色通过控制接口 140提供给使用者进行选取调整，调整结果再由音
色调整模块150接收之后重新建立新的MIDI文件10传回给文件解析模块 110，最后再由播放模块120依照前述方式播放新建立的MIDI文件10。此种播放系统100的改进，虽然可以让使用者体验到在MIDI文件10 播放阶段通过调整音色方式来使整体音乐播放更具多样变化性，然而由于绝 大多数的使用者均缺乏如前所述的专业编曲人士的丰富电子乐器知识及音 乐素养，因此往往在单纯调整音色之后所产生的整体音乐是不具协调性的，播放出来的效果无法令人满意。 发明内容本发明为解决背景技术存在的上述技术问题，提供一种适性化MIDI文 件播放系统及其方法，使得调整过音色的MIDI文件能够经过一些适性化处 理，让整体音乐播放上更具协调性。本发明的技术解决方案是本发明为一种适性化MIDI播放系统，其特 殊之处在于该系统包括用来储存各种音色的音色数据库、用来加载MIDI 文件进行解析以取得整体音色及参数的文件解析模块、用来在音色产生调整 时，根据前后音色差异生成调整后的参数的音色调整模块、用来在生成调整 后之参数后，依据音色组合条件更改其余音色及参数，或依据调整后音色及 参数修正其余音色的参数，以重新产生新MIDI文件的整体音色及参数的适 性调整模块、用来获取对应音色并依据参数播放新MIDI文件的播放模块， 文件解析模块分别接入音色调整模块和播放模块，音色调整模块接入适性调 整模块，适性调整模块接入文件解析模块，音色数据库与播放模块相接。该系统还包括让使用者可以进行相关设定的控制接口。一种应用在上述的适性化MIDI播放系统的方法，其特殊之处在于该 方法包括以下步骤-200)首先，自播放系统外部加载MIDI文件进行解析以取得整体音色及 参数；210)接着由音色调整模块接收所有的音色及参数，并判断音色是否有 调整？如果没有产生任何调整，则直接进入到步骤250)，反之如果音色产生 调整时，则音色调整模块会依照使用者所选择的音色来调整对应音轨的音 色，然后进入到适性化处理步骤；250)重新产生新MIDI文件，包含整体新的音色及参数，给文件解析模 块转交播放模块等待播放。
上述步骤210)中的适性化处理步骤的具体步骤如下220)对使用者所调整的音色进行对应参数的调整，根据前、后音色差 异来生成调整后的参数；230)判断所有音色组合是否会产生不协调的状况，如果否则进至步骤 240)，如果是则调整音色及参数，调整完毕之后即直接进至步骤250);240)对其余音色所具有的参数进行部分修正，然后进至步骤250)。上述步骤250)之后还包括有步骤260)此时判断使用者是否有通过控制接口对播放设定进行设定？如果 否则进至步骤270)，是则进至步骤280);270)以预设的播放设定依照所得到的整体音色自音色数据库中获取对 应音色并依照参数进行新MIDI文件的播放；280)如果使用者有进行相关播放设定的话，则以新的播放设定自音色 数据库中获取对应音色然后依照参数进行新MIDI文件的播放。本发明提供的适性化MIDI文件播放系统及其方法，当音色产生调整并 且己经生成调整后的参数时，本发明的主要的适性化处理将进行两个部分的 判断 一是判断整体音色组合在播放上是否具协调性，如果可能存在不协调 的情况则主动更改其余音色及对应参数，以使整体音乐能够具有协调性；另 一是当音色组合在播放上具有协调性的前提下，进行其余音色及对应参数的 修正，以使整体音乐能够具有协调性。因此经过本发明播放系统及方法的适 性化处理，即使一般不具相关专业知识的使用者也能够创作出好听的音乐， 而不至于造成因为使用者对部分音色的调整而产生整体音乐不协调的情况， 进而达到提升MIDI文件播放时的整体音乐效果的功效。


图l和2是公知播放系统框图； 图3是本发明播放系统框图；图4-5是通过本发明控制接口进行音色调整的示意图； 图6是本发明播放方法流程图；图7是本发明适性调整模块的适性调整模型示意图； 图8是本发明音色调整过程示意图； 图9-11是本发明适性调整模块细部运作示意图。
具体实施方式
本发明为一种适性化MIDI播放系统及其方法，是应用在计算机可执行 的MIDI播放器上用来播放MIDI文件，可以在使用者对指定播放的MIDI 文件中的音色进行调整后，进一步对整体音乐中的音色和参数进行适性化的 处理，使最终播放的音乐在整体上更具协调性。参见图l，本发明的适性化MIDI播放系统包括文件解析模块110，负责加载使用者所选取的MIDI文件10进行解析以 取得整体音色及参数。依照MIDI标准规范，在MIDI文件10中的格式大致分为文件头信息 (HeaderChunk)以及音轨信息(TrackChunk)两个部分，文件头信息主要 储存MIDI文件10中的基本信息，如每个四分音符被切割为多少点数 (Tick)、音轨信息区块数、文件格式代号...；至于音轨信息则用来储存一连 串的MIDI信息，依照不同的文件格式代号，这里所述的MIDI信息可以用 来表示单一音轨(文件格式代号0)或者是多个音轨(文件格式代号1)的 MIDI信息，本发明中主要系以文件格式代号1作为描述基础，此种格式下 的MIDI信息系根据不同音轨而区分不同的MIDI信息。前面提到经过解析所取得的音色及参数，主要系针对音轨信息(Track Chunk)中MIDI信息的部分，音色及参数是构成MIDI信息的主要内容，其 中音色相当于播放时所要呈现的乐器种类，可以使用通用MIDI (General MIDI)音色标准(共有128种不同音色定义)为定义来源，但并不以此为限， 也可使用其它扩充音色标准来作为定义来源；至于参数，则是用来控制播放 模块120对音色进行播放的指令，至少包含用来控制音色播放时之音高、音 强及音频的参数，此部分属熟悉此项技艺者可轻易推知，在此不多作赘述。播放模块120，用来负责根据文件解析模块110所传送来的整体MIDI 文件10的音色，自音色数据库130中获取对应音色并依据对应的参数进行 MIDI文件10的播放。播放模块120，可以经由控制接口 140让使用者通过 操作来进行播放设定，如播放时静音、独奏及音量的设定，但不仅仅限制于 此。音色数据库130，用来储存各种定义的音色。如前所述，若以通用MIDI (General MIDI)音色标准来说，此音色数据库130中至少包含128种不同 音色，也可依照本发明系统所使用的音色标准不同而储存可支持不同音色标 准的音色。
音色调整模块150，与文件解析模块110连接以接收MIDI文件10的整 体音色和参数，并在使用者通过控制接口 140对于音色进行调整时，执行音色的更换。适性调整模块160，为本发明主要技术特征所在，用来于音色调整模块 150完成音色调整后，对整体音色和参数进行适性化处理，包括首先生成 对应于新音色的参数，然后再选择性的执行依据音色组合条件更改其余音色 及参数的处理程序，或者选择性的执行依据调整后音色及参数修正其余音色 的参数的处理程序，然后重新产生新MIDI文件饿整体音色及参数，再传回 给文件解析模块110，最后再转交播放模块120依据新MIDI文件的音色和 参数进行播放。基本上本发明所提出的适性调整模块160的技术概念是起因于原始 MIDI文件10中的音色和参数乃是经过专业人士编曲所得到的结果，而以往 为了满足一般使用者在进行播放时可以享受到更多样的音色变化，于是通常 会允许使用者在播放前对音色进行调整，然而却忽略了与其它音色和参数之 间的协调性，因此单纯调整音色的结果将会容易造成整体音乐在播放上产生 不协调性，此一不协调性主要来自于下列几种情况1、 每种音色理论上均有其适当对应的参数，因此单纯调整音色而不调 整参数，将造成参数在播放时的不协调。2、 调整单一音色，却产生与其它音色组合上的不协调。3、 调整单一音色，虽与其它音色可搭配组合，但是其余音色所对应的 参数在未经过修正的前提下，仍然可能产生不协调。基于上述因素，若是仅提供使用者调整音色就直接进行播放，则整体音 乐的不协调性和播放效果不佳是可以被预期的，因此只要使用者有进行音色 调整，就必须要经过适性调整模块160的处理，才能够确保整体音乐的协调 性和播放效果。至于详细适性调整模块160的适性化处理过程将于稍后通过 方法流程并配合其它图式进一步说明。事实上，为了能够提供使用者进行前面所述的音色调整及播放设定，在 播放系统IOO之外通常会提供一个控制接口 140，即所谓的使用者操作接口， 让使用者可以进行相关设定。以图4和5为例，所显示的即是通过控制接口 140来进行音色调整的示意，在图4中显示一开始音色调整模块150自文件 解析模块110接收MIDI文件10的整体音色和参数后所呈现的控制接口态 样，由图中可知每个音轨(图中显示此MIDI文件IO具有三个音轨)都会有 一个独立的控制区，每个控制区中至少包含音轨名称290，如主旋律音乐、 伴奏音乐、背景音乐；音色区291，用来对音色调整模块150直接进行音色 方面的设定，在控制接口 140中是以音色所对应的乐器图片作为显示供使用 者选取调整，此乐器图片可以储存在音色数据库130中当音色被使用时被获 取显示于对应音色区291;以及播放设定区292，用来提供使用者对播放模 块120直接进行如静音、独奏及音量的播放设定，事实上控制接口 140 (含 控制区)的设计态样本发明并未作任何限定，可以依照实际上不同的需求或 者可提供控件目来进行不同的设计。而图5中，则可以发现主旋律音乐的音 色区291由原先的小喇叭音色调整为大提琴，显示使用者调整了主旋律音乐 的音色，因此必须针对此一音色调整进行适当的适性化处理。参见图6，本发明具体实施例的流程如下首先，自播放系统100外部 加载MIDI文件10进行解析以取得整体音色及参数(步骤200)，此部分主 要是通过文件解析模块IIO依照MIDI文件IO所具有的格式内容来实现解析 过程，所得到的音色及参数可以通过控制接口 140作如图4的显示；接着由 音色调整模块150接收所有的音色及参数，并判断音色是否有调整？(步骤 210)如果没有产生任何调整，则直接进入到步骤260处将于稍后说明，反 之如果音色产生调整时，则音色调整模块150会依照使用者所选择的音色来 调整对应音轨的音色及更新控制接口 140中的显示状态如图5所示；然后进 入到适性化处理步骤，此时将由适性调整模块160接手所有的音色及参数(包 含使用者已经调整的音色)。整个适性调整模块160的适性化处理步骤，将同时参考图7的适性调整 模型300进行说明。首先，我们假设使用者对如图8所示的MIDI文件10 的音轨1作出音色调整的动作(由音色1调整为音色8)，因此经过音色调整 模块150后会对音轨1进行调整音色400的动作，于是原本音轨1中的(音 色1，参数1)会被调整为(音色8，参数1)，其余音色及参数不变，然后 传送所有音色和参数给适性调整模块160进行适性化处理步骤。首先，适性化处理的第一个步骤是在步骤220处对使用者所调整的音色 进行对应参数的调整，由于先前音色调整模块150仅对音色进行调整，若是 未对对应参数进行调整恐怕会产生播放上的不协调，因此在此必须对新音色 (音色8)的参数先进行调整，调整的依据主要是依据前、后音色差异来生
成调整后的参数，由图7可知，所有的音色310在适性调整模块160中事先 被依照音色属性被区分为不同的类别320，不同类别320中的音色基本上被 设定参数具有某种程度上的播放差异以满足不同音色的播放需求，以前述的 调整音色400动作为例，音色1属于类别1、音色8属于类别2，因此在步 骤220时适性调整模块160会对调整后的音色8进行调整参数410的动作， 由图9中可知此时音轨1中的音色8所具有的参数由原先的参数1被调整为 参数8。完成步骤220之后，适性调整模块160进一步进入到步骤230判断所有 音色组合是否会产生不协调的状况，此部分主要是根据图7中的组合条件更 改模型330来实现的，在此模型中预先设定容易产生不协调的音色组合条件， 由于每个音色310都有其所属的类别320，因此通过各个音色310所属的类 别320组合便可决定其音色组合，判断时会以使用者所调整的音色8为不更 动为前提来判断其余音色(音色2及音色3)是否符合音色组合条件？如果 符合则继续下一步骤240，否则则依照组合条件更改模型330中的设定来更 改其余音色及参数420。以图10为例，可以发现经过调整音色后音色8与音 色2及音色3的组合无法通过组合条件更改模型330的条件，因此必须执行 更改其余音色及参数420的动作以使最后整体的音色及参数能够符合协调性 的要求，在此例中组合条件更改模型330将原先音轨2的音色及参数更改为 音色4及参数4，将原先音轨3的音色及参数更改为音色5及参数5，调整 完毕之后即直接进入到步骤250重新产生新MIDI文件(包含整体新的音色 及参数)给文件解析模块110转交播放模块120等待播放。产生音色更改的 部分同样会通过控制接口 140显示对应音色的乐器图片供使用者知悉。若在步骤230处确认音色组合无不协调的问题，则仍然必须进入到步骤 240处对其余音色所具有的参数进行部分修正，以改善可能存在的不协调问 题。此部分主要是通过适性调整模块160中的音色参数修正模型340来实现 的，此模型中建立有不同参数之间的对应关系。这里的修正主要系依据使用 者调整后的音色8及参数8，来进行其余音色之参数的修正。如图11所示， 当在步骤230时确认音色8与音色2及音色3的音色组合无问题后，便必须 执行修正其余音色的参数430的动作，将原先音色2的参数修正为参数2-1， 将原先音色3的参数修正为参数3-1，使得音色2及音色3能够充分配合使 用者所调整之音色8的参数8，因此能够在整体音乐播放上达到协调性。完
成步骤240后，即进入到步骤250重新产生新MIDI文件(包含整体新的音 色及参数)给文件解析模块110转交播放模块120等待播放。此时判断使用者是否有通过控制接口 140对播放设定进行设定？(步骤 260)如果没有则以预设的播放设定依照所得到的整体音色自音色数据库130 中获取对应音色并依照参数进行新MIDI文件的播放(步骤270);反之如果 使用者有进行相关播放设定的话，则以新的播放设定自音色数据库130中获 取对应音色然后依照参数进行新MIDI文件的播放(步骤280)。最后，完成整个适性化MIDI文件播放过程。需注意的是，本发明在适 性调整模块160中所建立的适性调整模型300主要强调可建立一套音色组合 及参数组合的适性化调整模型，实际模型内涵可以依照熟悉该项技艺者的专 业知识进行适当的模型调整，并不以本案中所述的为限。熟悉此项技艺者也 可轻易推知，当在某些更为复杂的适性调整环境下，此适性调整模型300也 可以增加对不同音轨权重的考虑，使得使用者在对不同权重音轨的音色及参 数进行调整时会进一步影响到其余音色及参数的设定，让整个适性化效果更 为显著，在此也不对此作任何限定。因此举凡能够作为适性化调整考虑的因 素均可适当被增加至适性调整模块160中，使得最终能够达到即使是一般使 用者调整后的MIDI文件在最终播放上均能够呈现一定的专业性和协调性。
权利要求
1、一种适性化MIDI播放系统，其特征在于该系统包括用来储存各种音色的音色数据库、用来加载MIDI文件进行解析以取得整体音色及参数的文件解析模块、用来在音色产生调整时，根据前后音色差异生成调整后的参数的音色调整模块、用来在生成调整后之参数后，依据音色组合条件更改其余音色及参数，或依据调整后音色及参数修正其余音色的参数，以重新产生新MIDI文件的整体音色及参数的适性调整模块、用来获取对应音色并依据参数播放新MIDI文件的播放模块，所述文件解析模块分别接入音色调整模块和播放模块，所述音色调整模块接入适性调整模块，所述适性调整模块接入文件解析模块，所述音色数据库与播放模块相接。
2、 根据权利要求1所述的一种适性化MIDI播放系统，其特征在于该 系统还包括让使用者可以进行相关设定的控制接口 。
3、 一种应用在权利要求1所述的适性化MIDI播放系统的方法，其特征 在于该方法包括以下步骤200)首先，自播放系统外部加载MIDI文件进行解析以取得整体音色及 参数；210)接着由音色调整模块接收所有的音色及参数，并判断音色是否有 调整？如果没有产生任何调整，则直接进入到步骤250)，反之如果音色产生 调整时，则音色调整模块会依照使用者所选择的音色来调整对应音轨的音 色，然后进入到适性化处理步骤；250)重新产生新MIDI文件，包含整体新的音色及参数，给文件解析模 块转交播放模块等待播放。
4、 根据权利要求3所述的适性化MIDI播放方法，其特征在于所述步 骤210)中的适性化处理步骤的具体步骤如下220)对使用者所调整的音色进行对应参数的调整，根据前、后音色差 异来生成调整后的参数；230)判断所有音色组合是否会产生不协调的状况，如果否则进至步骤 240)，如果是则调整音色及参数，调整完毕之后即直接进至步骤250);240)对其余音色所具有的参数进行部分修正，然后进至步骤250)。
5、根据权利要求3或4所述的适性化MIDI播放方法，其特征在于所述步骤250)之后还包括有步骤260)此时判断使用者是否有通过控制接口对播放设定进行设定？如果 否则进至步骤270)，是则进至步骤280);270)以预设的播放设定依照所得到的整体音色自音色数据库中获取对 应音色并依照参数进行新MIDI文件的播放；280)如果使用者有进行相关播放设定的话，则以新的播放设定自音色 数据库中获取对应音色然后依照参数进行新MIDI文件的播放。
全文摘要
一种适性化MIDI播放系统及其方法，该系统包括音色数据库、文件解析模块、音色调整模块、适性调整模块、播放模块，文件解析模块分别接入音色调整模块和播放模块，音色调整模块接入适性调整模块，适性调整模块接入文件解析模块，音色数据库与播放模块相接。本发明使得调整过音色的MIDI文件能够经过一些适性化处理，让整体音乐播放上更具协调性。
文档编号G10H1/00GK101159132SQ20071001915
公开日2008年4月9日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者董纶书, 陈淮琰 申请人:无敌科技(西安)有限公司