[發明專利]能綜合展現音樂頻域時域特性的音樂噴泉的實現方法

有效

• 申請號: 201610175617.6
• 申請日: 2016-03-26
• 公開（公告）號: CN105750145B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 楊衛英
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B05B17/08
• 分類號: B05B17/08;G10L25/48
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種能綜合展現音樂頻域時域特性的音樂噴泉的實現方法，其特征在于，其包括以下步驟：

步驟一，預處理，將音樂信號進行采樣、量化，轉換為數字信號；

步驟二，節奏提取；

步驟三，對頻域的處理和對時域的同步處理；本步驟包括以下步驟：

步驟三十：通過對頻域傅里葉變換，在時鐘信號控制下，產生具有滾降特性的采樣窗信號；

步驟三十一：將經過量化的信號在頻域進行傅里葉變換，變換的時間長度由具有滾降特性的采樣窗決定；

步驟三十二：在頻譜圖上估計該音樂信號的總頻帶寬度，即估計上截止頻率，將總頻帶寬度平分為N個頻段，每個頻段寬度相同，各頻段間的頻率分割點對應的頻率設為中心頻率；

步驟三十三：選每個頻段的中心頻率所對應的頻率分量的幅度根據人耳聽覺特性，進行對數化處理，得到N個頻域輸出；

步驟三十四：將量化后的數字信號進行時域濾波，濾掉音樂帶外噪聲，開始進行時域信號的相關運算；

步驟三十五：將時域濾波后的信號進行第一次延時，延時時間由時鐘發生步驟產生；

步驟三十六：將時域濾波后的信號進行第二次延時，延時時間由時鐘發生步驟產生；

步驟三十七：重復按照步驟三十至步驟三十六，將時域濾波后的信號進行第N次延時，延時時間由時鐘發生步驟產生；

步驟三十八：將時域濾波后的信號與第一次延時后的信號實施相關運算，先由兩信號相乘，然后在一個時間段上實施積分，該步驟將輸出最高中心頻率對應的時域信號；

步驟三十九：將時域濾波后的信號與第二次延時后的信號實施相關運算，先由兩信號相乘，然后在一個時間段上實施積分，該步驟將輸出次高中心頻率對應的時域信號；

步驟四十：重復按照相同的步驟，將時域濾波后的信號與第N次延時后的信號實施相關運算，先由兩信號相乘，然后在一個時間段上實施積分，該步驟將輸出最低中心頻率對應的時域信號；

步驟四，信號合并，將時域頻域信號按照比例合并；

所述信號合并使其中時間延時的長短根據音樂的節奏快慢加以自適應調節，使得提取的音樂的頻域特征的相關變化與音樂的節奏一致，來控制音樂噴泉的水柱變化。

2.如權利要求1所述的能綜合展現音樂頻域時域特性的音樂噴泉的實現方法，其特征在于，所述步驟二包括以下步驟：

步驟二十一：通過選取信號的絕對值，并實施短期平均，提取信號的包絡，并通過閾值判斷，實現時間偵測；

步驟二十二：通過對時間偵測的去噪分析，提取有關節奏的主要事件；

步驟二十三：通過對主要事件的周期化分析，提取離散的節奏信號，并通過節奏保持，產生連續的節奏信號；

步驟二十四：節奏信號為小節拍信號，時間長度遠遠大于對信號進行頻域時域處理所需的時鐘信號，通過對節拍信號的分頻，并根據頻域時域處理的需求，產生各自的所需的時鐘。

3.如權利要求1所述的能綜合展現音樂頻域時域特性的音樂噴泉的實現方法，其特征在于，所述頻域傅里葉變換使其中時間窗的長短將根據音樂的節奏快慢加以自適應地調節，使得提取頻譜的速度與音樂的節奏一致。

4.如權利要求1所述的能綜合展現音樂頻域時域特性的音樂噴泉的實現方法，其特征在于，所述步驟四包括以下步驟：

步驟四十一：將對數處理后的第一路頻域信號與乘法積分后的第一路時域信號按照一定的比例合并，一開始該合并的系數是由初值決定，隨著音樂的播放，收聽者根據喜好，通過人為情緒調整步驟調節合并系數，合并后的信號輸出控制第一路音樂噴泉，信號的有無控制噴泉的開啟、關閉，信號的大小控制噴泉流量，該噴泉將反映最高音域的起伏；

步驟四十二：將對數處理后的第二路頻域信號與乘法積分后的第二路時域信號按照一定的比例合并，一開始該合并的系數是由初值決定，隨著音樂的播放，收聽者根據喜好，通過人為情緒調整步驟調節合并系數，合并后的信號輸出控制第一路音樂噴泉；信號的有無控制噴泉的開啟、關閉，信號的大小控制噴泉流量，該噴泉將反映次高音域的起伏；

步驟四十三：重復按照相同的步驟，將對數處理后的第N路頻域信號與乘法積分后的第N路時域信號按照一定的比例合并，一開始該合并的系數是由初值決定，隨著音樂的播放，收聽者根據喜好，通過人為情緒調整步驟調節合并系數，合并后的信號輸出控制第一路音樂噴泉，信號的有無控制噴泉的開啟、關閉；信號的大小控制噴泉流量，該噴泉將反映最低音域的起伏；

步驟四十四：一開始窗口長度由初值決定，收聽者根據喜好，通過人為曲調調整窗口長度，當窗口長度較大時，噴泉的起伏較緩慢，當窗口長度較小時，噴泉的起伏較快速；

步驟四十五：一開始頻域時域合并系數由初值決定，收聽者根據喜好，通過人為情緒調整合并系數，當頻域系數較大時，噴泉的起伏幅度較小，當頻域系數較小時，噴泉的起伏幅度較大。