[發明專利]一種唱出管弦樂聲的方法及其實現設備

有效

• 申請號: 201210526683.5
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103151028A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 周桐;陳敏生;韓均波;王戈;周洪璋;王婉華
• 申請（專利權）人: 周洪璋;周桐
• 主分類號: G10H1/00
• 分類號: G10H1/00
• 代理公司: 北京市合德專利事務所 11244
• 代理人: 王文會;劉榜美

技術領域

本發明涉及電子音樂技術領域，具體來說是涉及一種唱出管弦樂聲的方法及其實現設備。

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背景技術

常規的弦樂（小提琴、二胡）是通過琴弓摩擦或撥動琴弦使之振動，由指法操作音高、旋律經琴箱共鳴發出音響。常規的管樂如薩克斯是由簧片發聲并通過指法控制音高、旋律經管腔共鳴獲取音響效果。??

現有技術的電子琴靠鍵盤演奏，生成含旋律、音高的聲音方波再由音色濾波器的有效應用來實現管弦樂聲后供人欣賞。各種樂器的特色音，深深受到不同的音樂愛好者偏愛，但由于指法技巧要求較高，同時演奏者必須具有一定的演奏天賦等諸多原因，使其欣賞、普及受到嚴重的制約。

正是由于上述原因啟示我們，如果有一種方法能突破現有鍵盤演奏的方式，通過摘取歌唱聲的單音旋律、形成不同特色音的管樂或弦樂的音響效果，一定會及時占有市場的先機，可對電子音樂這一技術領域產生革命性的影響。

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發明內容

為供進一步了解本發明的技術特征、運用的技術手段，現將本發明所依據的理論基礎加以敘述如下：

事實上，各種樂器個性化的特色音效果之所以具有較強的感染力和欣賞性是由其輸出的聲音波形所確定的。研究人們演唱或哼唱輸出的音頻波形并按照管弦樂聲的波形加以變換后輸出是本發明最重要的技術特征。

傅立葉變換是數字信號處理領域一種很重要的算法。要知道傅立葉變換算法的意義，首先要了解傅立葉原理的意義。傅立葉原理表明：任何連續測量的時序或信號，都可以表示為不同頻率的正弦波信號的無限疊加。而根據該原理創立的傅立葉變換算法利用直接測量到的原始信號，以累加方式來計算該信號中不同正弦波信號的頻率、振幅和相位。

從數學模型簡化三角級數傅立葉變換來理解，定義為對于音樂旋律中某高音A1期間的周期性函數：

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式中A0稱作恒定直流分量，A1稱為基波或第一諧波，它是音高的基本信號，本發明中定義為單音旋律音高。A2到A_N各項為高次諧波，其頻率為基波的整數倍。

數學模型的核心結論在于：

1、音色是由波形確定的，其中基波A1確定音高，為單音旋律音高，它是該音階的基本信號，而各次諧波分量A2到A_N的成分和比例決定音色。

2、非對稱周期信號的音源諧波成份豐富，其中偶次諧波使音色和諧豐滿。

本發明旨在探索和實踐上述理論的實用性。其技術特征表現為從人的歌唱波形到管弦樂特色音波形的轉換過程。

本發明的目的是提供一種唱出管弦樂聲的方法及其實現設備。

為了達到上述目的，本發明唱出管弦樂聲的方法采用下列技術方案實現，包括下列步驟：

第一步：從演唱者演唱的歌曲旋律中實時隨動摘取每一個音符的音高A1方波，同步會得到高低8度音方波，這里高8度音方波音高為2A1，低8度音方波音高為二分之一的A1。

第二步：音源的生成。借助電子仿真傳感器的物理特性，通過電磁與磁電的相互轉換，擴展基音A1的各次諧波A2到A_N。特別是對于同步得到的高低8度音，借助各自的電子仿真傳感器生成對應高8度2A2到2A_N各種諧波音和低8度音高為二分之一的A2到音高為二分之一A_N的各種諧波音，使該音高A1期間具有較豐富的整數倍的諧波成份，作為管弦樂聲波形逼真神似的儲備和選擇。

第三步：對應不同管樂和弦樂特色音波形的要求：

A、有選擇性的注入各次諧波的成份和比例，并借助成熟的電子濾波器技術，用以提升特色音的個性化特征。

B、有針對性附加管樂吹奏和旋律顫音效果，對弦樂的彈撥音效果等進行音型包裝，從而更突顯象形音型的個性化特色效果。

通過上述步驟摘取歌唱聲（或哼唱、或口琴）的單音旋律音高A1轉換生成高中低音8度的旋律方波，進而由仿真傳感器以及音色和音型的包裝神奇地形成不同特色音的管樂或弦樂的音響效果。