CN107301857A

CN107301857A - 一种给旋律自动配伴奏的方法及系统

Info

Publication number: CN107301857A
Application number: CN201610232835.9A
Authority: CN
Inventors: 闫清
Original assignee: Qingdao Haiqingkechuang Technology Development Co Ltd
Current assignee: Qingdao Haiqingkechuang Technology Development Co Ltd
Priority date: 2016-04-15
Filing date: 2016-04-15
Publication date: 2017-10-27

Abstract

基于现有的技术人工配曲是一件极具难度且浩大的工程。传统方法中，伴奏和人声契合程度高，效果比较好，但是成本高。互联网上现存有一些软件虽然集成了部分演奏模板，但要完成整首歌曲的制作，还需要专业的知识来选取合适的和弦及配器及制作层次变化。一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于，包括以下步骤，接收用户提供的MIDI文件以及各种乐器类型等参数，依照速度划分小节获取音符信息，通过分析确定调性，确定调式，配和弦并优化效果，配乐器并生成MIDI。本方法将繁重的人工处理过程转变为快捷高效的自动智能配伴奏的方法。用户可以在很短时间内尝试多种自动的匹配模式，也可随时修改任意乐器与和弦，操作过程中可随时听到最终效果，最后保存为音频文件。

Description

一种给旋律自动配伴奏的方法及系统

技术领域

本发明属于音乐配乐领域，具体涉及一种给旋律自动配伴奏的方法。

背景技术

在原创歌曲中，当词曲完成后，需要专业的音乐人为曲谱配和弦及乐器，再通过乐队实录或者计算机软件制作出伴奏的音频文件。具体来说，要实现对一段歌词或者旋律的配曲，需要配曲者有强大的乐理、操作知识储备等方面的硬件技术支撑，同时在软技术方面还要求编曲者有强烈、敏感的乐感体验，完成配曲工作是一个极其复杂且颇具难度的过程。在编曲伊始，需要了解调性的变化规律，对歌词或旋律的感情基调进行整体感知，确定调式调性甚至其转调变化，并进一步确定乐曲速度；在编曲的过程中，编曲者必须能够做到对音程、调式调性、音高、节拍节奏、和弦、配器、音乐风格、MIDI制作、软音源、效果器等专业知识和技能的灵活运用；同时，掌握像Sonar、Nuendo、Cubaes等的这些编曲软件对于编曲者来说也是必不可少的；除了能根据旋律正确运用和弦外，还要了解配器，了解各种乐器的演奏风格和情感表达方式，才能配出一首悦耳的曲子。这些工作结束后，或者请专业乐队，或者再通过具体的电脑音乐工作站和大量的音源音效插件，把想法变成实际的音频文件。这样的传统方法中，伴奏和人声契合程度高，效果比较好，但是成本高，请一个专业的音乐制作人以及实录乐器动辄则成千上万。互联网上现存有一些软件虽然集成了部分演奏模板，但要完成整首歌曲的制作，还需要专业的知识来选取合适的和弦及配器及制作层次变化。要掌握上述繁杂配曲技能，没有多年刻苦的学习和实践是不可能完成的。即使是在综合性人才众多的当今社会，能够掌握并熟练运用其中几项技术的人才并不多见，能够对以上所有软硬件技能的使用融会贯通更是难上加难，因此基于现有的技术人工配曲是一件极具难度且浩大的工程。

发明内容

针对专业制作人实录乐器成本高、现有网络制作软件效率不高的问题，本发明提供了一种给旋律自动配伴奏的方法，其技术方案如下：

本产品的工作流程是：

1.接收用户提供的MIDI文件以及各种乐器类型等参数。

2.依照速度划分小节获取音符信息，通过分析确定调性。

3.确定调式。

4.配和弦并优化效果。

5.配乐器并生成MIDI。

下面是详细的流程：

A.确定调性：通过对用户输入的MIDI文件的分析，把里面的音符按长短排序，然后根据累加较长时值的音符来匹配12种调，直到选出一种合适的调性来。

输入MIDI文件后，将文件中的音符按长短排序，取前i(i=3)个长音来匹配12种调，如果有2个或2个以上的长音匹配成功，则i+1重复前述操作。如果有1个长音匹配成功，定调程序结束；如果有0个调成功匹配，取最后一次匹配成功的nI个调，如果nI个调中的某个调不包含一或六级音，则排除这个调，如果nI=3且是连续纯五度，则取中间调，程序结束定调；如果nI不等于3或者不是连续纯五度则分为两种情况，如果nI=1，则定调程序结束，如果nI不等于1，将排序长音从大到小依次判断是哪个调的一级音，直到匹配，定调程序结束。

B. 确定调式：根据调式的特征，在调性确定好之后，按最后一个有效长音符的音高来确定调式。如果不能确定，则以歌曲中累加长度的音高出现的比例来确定。

先将定好的调的自然音阶从1(唱do)开始排列，再找出旋律中最后一个长音，如果该长音是调中第1个或第5个，则调式确定为大调；如果该长音是调中第3个或第6个，则调式确定为小调；如果该长音不是调中第1个也不是第三个也不是第5个也不是第6个，那么统计这些长音在每个音级出现的累加长度，累加长度设为N1，N2，N3……,如果N1+N5大于N3+N6，则调式确定为大调；如果N1+N5小于或等于N3+N6，则调式确定为小调。

C.特殊小节配和弦：现根据用户提供的速度划分小节，然后给第一小节、最后一小节及前面相邻小节按下列法则配上相应和弦。

第一小节配和弦，如果第一拍没有音符，则配一级和弦；如果第一拍有音符，那么如果第一权重音是第一三五级的音，则配一级和弦，如果第一权重音不是第一三五级的音，则配配五级和弦。第四小节和第七小节配和弦，如果第一权重音是二四六七级的音，则配五级和弦，如果第一权重音不是二四六七级的音，则程序结束。最后一小节配和弦，将最后一小节分成前后两半分别配和弦，那么如果第一权重音是第一三五级的音，则配一级和弦，如果第一权重音不是第一三五级的音，则配配五级和弦。如果最后一小节前后两部分和弦相同，那么此小节配成同一个和弦。如果最后一小节前后两部分和弦不同，则程序结束。

D.其他小节配和弦：其他的小节按照音符长短排序后，再参考在小节中所占位置的比重来配。如有重复，则按照下五度优先的规律来优化效果。

其他的小节按照音符长短给音符排序，以小节中每个半拍上时间最长的音符为这个半拍的音符。设定八个音符的权重比例分别是35%，5%，10%，5%，25%。5%，10%，5%，每个半拍上的音符分别乘以自己的权重比例，同音相加。其中同一个音名的音符视为同一个音，如G4=G5=G。将这些音符权重值排序，并取出第一个和第二个，将这两个音和已知和弦匹配，如果没有匹配成功，那么以权重最大音为根音的和弦大小调分别用大小和弦，如果有1个匹配成功，则确定为此和弦，如果有2个及2个以上匹配成功，那么和前一小节进行比较，根据优先权选择和弦。

E.配乐器并生成MIDI。如果用户使用了随机参数，则本程序启动内置的比较安全的一些搭配模式，随机生成歌曲伴奏。如果用户手动选择各个乐器或者某种预置模式，则按照所选生成伴奏。

用户可预先设定乐器参数，如果开启随机类型，则进行随机配伴奏，生成MIDI文件写入到存储设备；如果没有开启随机类型，则根据各种乐器及演奏类型配伴奏，生成MIDI文件写入到存储设备。

为了将上述方法和步骤付诸实施，本发明还提供了一种给旋律自动配伴奏的系统。

其技术方案如下:

一种给旋律自动配伴奏的系统，其特征在于，服务器内设置有确定调性模块、确定调式模块、配和弦模块、配乐器模块和生成MIDI文件模块，确定调性模块、确定调式模块与确定和弦模块连接，确定和弦模块与配乐器模块连接，配乐器模块与生成MIDI文件模块连接，确定调性模块用于对用户输入的MIDI文件分析并选出与MIDI文件相适应性的调性；确定调式模块用于将确定好调性的旋律，确定调式；配和弦模块用于给旋律配上相应的和旋；配乐器模块用于给旋律生成伴奏；生成MIDI文件模块用于将配置好的旋律生成MIDI文件。

本技术方案的有益效果是：

对于喜欢哼唱歌曲的大众用户来说，实现给一段旋律的自动配曲，将繁重的人工处理过程转变为快捷高效的自动智能配伴奏的方法。用户可以在很短时间内尝试多种自动的匹配模式，也可随时修改任意乐器与和弦，操作过程中可随时听到最终效果，最后保存为音频文件。一方面能够大量缩减配曲的工作量和时间，减少了繁重的工作量，缩减工作周期，降低预算成本，提高工作效率，对用户专业知识的要求也很低，不用请音乐制作人和乐队，仅需要安装一个客户端，简单操控鼠标或移动设备即可使用。同时，这对使用者没有任何的软硬件技术要求，没有任何门槛设置，对于广泛音乐爱好者来说，即使没有足够的知识技能支撑，也能够随时随地的完成对一段旋律的快速配曲，有利于广泛大众保存瞬间灵感并将其省时便捷的加工成一段动听的曲子，极大的增强了音乐配曲的趣味性和可操作性。在另一方面，对于专业音乐制作人来说，可以将旋律进行基本加工，为后续的深度加工处理打下基石；通过自动配曲，也会给音乐人提供灵感，这样就可以把更多精力放在作品的精益求精上，创作出更多富有新意的作品。同时也使网络科学技术科技为人类社会的文化艺术发展做出更有价值的贡献。

附图说明：

图1为确定调性流程的示意图；

图2为确定调式流程的示意图；

图3为特殊小节配和弦流程的示意图；

图4为其他小节配和弦流程的示意图；

图5为配乐器并生成MIDI流程的示意图;

图6位本方法的整体流程图;

图7为本技术方案的结构图。

本方法在编程过程中需输入/输出参数：

本软件接收以下16个参数，顺序必须和指定的一致：

1，String fileName,//输入MIDI的路径和名字

2，int userTempo,//用户速度，一般40~160拍每分钟

3，String outputFile, //输出MIDI的名字

4，int pianoArpeggios,//钢琴分解伴奏类型1~4

5，int pianoPillar,//钢琴柱式伴奏类型31~32

6，int pianointegrate,//钢琴综合伴奏类型61~62

7，int pianoTimbre,//钢琴音色0~7

8，int guitarArpeggios,//吉他分解伴奏类型1~10

9，int guitarSweep,//吉他扫弦伴奏类型31~36

10，int guitarTimbre,//吉他音色24~31

11，int stringsPlay,//弦乐伴奏类型（1密集，2分散）

12，int stringsTimbre,//弦乐音色40~47

13，int bassPlay,//贝司奏法：1~4平缓，31~34跳跃

14，int bassTimbre,//贝司音色32~39

15，int drumsPlay,//打击乐奏法1~16

16，boolean randomType//开启随机伴奏类型

参数说明：

本产品接收的旋律必须为MIDI格式, 第1个参数是输入MIDI的路径和名字。

本产品输出的伴奏也是MIDI格式。第3个参数是生成MIDI的文件名。

第16个参数是一个生成随机伴奏的开关，true为打开，false为关闭。

除了第1，3，16参数之外，其他的参数均只接收大于等于零的整数。

由于MIDI只是表示音乐播放的信号参数，具体音色效果依赖播放MIDI的设备。

乐器音色后面指定的范围只是本乐器类的音色，如果接收到的数值超过指定范围，则可能会产生其他乐器的声音（但是数值不能超过127），具体数值和乐器对应关系符合GM音色表的规定。

实施例：

如下流程所示：

A.用户在手机端安装好APP后，选择要配伴奏的类型或乐器等参数（默认可以自动随机选择），然后打开录音功能，清唱歌曲。接着通过点击试听，把录音文件和用户输入的其他参数一起上传到服务器。

B.服务器接收到文件和参数，先通过一种算法把音频文件转化成MIDI格式，并进行优化。然后使用本专利的方法，根据用户指定的参数配出一个完美的MIDI伴奏。再把MIDI合成为一个音频文件，下发到手机端。

C.这时客户端会提示用户合成完成，即可试听。

Claims

1.一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于，通过服务器完成给旋律自动配伴奏，包括以下步骤，

步骤（1）接收用户提供的载有旋律的MIDI文件以及各种乐器类型的参数，

步骤（2）分析MIDI文件，依照速度划分小节获取旋律的音符信息，确定调性，

步骤（3）对确定好调性的旋律确定调式，

步骤（4）给旋律配和弦并优化效果，

步骤（5）给旋律配乐器，并将旋律生成MIDI文件。

2.如权利要求1所述的一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于，步骤（2）确定调性时，通过对用户输入的MIDI文件的分析，把里面的音符按长短排序，然后根据累加较长时值的音符来匹配12种调，直到选出一种合适的调性来。

3.如权利要求1所述的一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于，步骤（3）确定调式时：根据调式的特征，在调性确定好之后，按最后一个有效长音符的音高来确定调式；如果不能确定，则以歌曲中累加长度的音高出现的比例来确定。

4.如权利要求1所述的一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于，步骤（4）特殊小节配和弦时，现根据用户提供的速度划分小节，然后给第一小节、最后一小节及前面相邻小节配上相应和弦。

5.如权利要求4所述的一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于配和弦的法则如下：

第一小节配和弦：如果第一拍没有音符，则配一级和弦；如果第一拍有音符，那么如果第一权重音是第一三五级的音，则配一级和弦，如果第一权重音不是第一三五级的音，则配配五级和弦；

第四小节和第七小节配和弦：如果第一权重音是二四六七级的音，则配五级和弦，如果第一权重音不是二四六七级的音，则程序结束；

最后一小节配和弦：将最后一小节分成前后两半分别配和弦，如果第一权重音是第一三五级的音，则配一级和弦，如果第一权重音不是第一三五级的音，则配配五级和弦；如果最后一小节前后两部分和弦相同，那么此小节配成同一个和弦；如果最后一小节前后两部分和弦不同，则程序结束。

6.如权利要求1所述的一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于，步骤（4）其他小节配和弦时，按照音符长短排序后，再参考在小节中所占位置的比重来配；如有重复，则按照下五度优先的规律来优化效果。

7.如权利要求6所述的一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于，其他的小节按照音符长短给音符排序，以小节中每个半拍上时间最长的音符为这个半拍的音符；设定八个音符的权重比例分别是35%，5%，10%，5%，25%,5%，10%，5%，每个半拍上的音符分别乘以自己的权重比例，同音相加；其中同一个音名的音符视为同一个音；将这些音符权重值排序，并取出第一个和第二个，将这两个音和已知和弦匹配，如果没有匹配成功，那么以权重最大音为根音的和弦大小调分别用大小和弦，如果有1个匹配成功，则确定为此和弦，如果有2个及2个以上匹配成功，那么和前一小节进行比较，根据优先权选择和弦。

8.如权利要求1所述的一种给旋律自动配伴奏的方法，其特征在于，步骤（5）配乐器并生成MIDI时，如果用户使用了随机参数，则本程序启动内置的的搭配模式，随机生成歌曲伴奏；如果用户手动选择各个乐器或者某种预置模式，则按照所选生成伴奏。

9.一种给旋律自动配伴奏的系统，其特征在于，服务器内设置有确定调性模块、确定调式模块、配和弦模块、配乐器模块和生成MIDI文件模块，确定调性模块、确定调式模块与确定和弦模块连接，确定和弦模块与配乐器模块连接，配乐器模块与生成MIDI文件模块连接，确定调性模块用于对用户输入的MIDI文件分析并选出与MIDI文件相适应性的调性；确定调式模块用于将确定好调性的旋律，确定调式；配和弦模块用于给旋律配上相应的和旋；配乐器模块用于给旋律生成伴奏；生成MIDI文件模块用于将配置好的旋律生成MIDI文件。