音频校正方法和音频校正器技术

本发明专利技术属于电子乐器技术领域，是一种用于声控自动伴奏机的声控频率校正。它是对歌声的频率采用ＣＰＵ技术对其作自动校正，选择标准的音阶，以消除串音现象，校正后的音阶频率数据输入至音源电路而产生乐音，从而对歌唱进行自动伴奏。由于本发明专利技术采用ＣＰＵ技术解决了以往声控自动伴奏机所未能解决的串音以及发音不准的现象，使其性能指标得到了大幅度提高。本发明专利技术适用于声控伴奏机。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子乐器
，特别是用于声控伴奏机的歌声频率作控制信号的音频校正方法和音频校正器。声控自动伴奏机是一种根据人的歌声，不需乐器师演奏而自动伴奏的电子乐器，它的出现给人们的文娱生活带来很多方便。但是，目前已研究出的声控自动伴奏机其音阶识别分辨率低、音阶少、音域范围窄、电路复杂、对元器件要求精度高，调试难度大，不利于大批量生产。最关键的是现有设计方案无法解决串音现象，而串音现象是伴奏乐器中不允许出现的，因为它的出现不但不能使人们享受到歌唱带来的美的感受，反而使人们产生不愉快。串音现象由于歌唱者发音的不准确性以及不稳定性(包括电路的不稳定性)，导致音频之基频频率F。为非音阶频率或在某一范围内抖动，由于非音阶频率和频率的抖动现象，使得以往的声控自动伴奏机无法正确跟踪，而出现串音现象，即来回发出某相邻两个或多个音阶频率，扬声器接受这样的音阶频率发出的就是串音。例如123HZ发B音，131HZ发C音，139HZ发＃C音(这三个频率为音阶频率)，这三个音是相邻的。F。为基频频率(采样音频信号得到的)，如果F。落在123与131的中间(即分界线上)或者F。在F。±△F范围内抖动，因以往声控自动伴奏机采用一对一的跟踪办法，将来回往复出现B音和C音或者B、C、＃C音。另外因采样频率较高(这是快速跟踪需要的)，这种快速的来回往复出现某两个或多个音就形成串音。人们听起来相当不舒服。应该说明这种串音现象在琴键式电子乐器中是不存在。本专利技术的目的在于提供一种声控伴奏机中控制音源电路的歌声频率信号出现不标准音频信号现象时的音频校正方法和音频校正器。本专利技术是用如下方式完成的。音频校正方法是采用下列步骤把十二平均律的标准音阶频率数据以及将包括各个标准音阶频率数据的频率区段数据存入存贮器中，各相邻的频率区段数据之间部分重迭;中央处理器CPU控制定时器，用定时器定时控制计数器对输入的音频脉冲信号进行采样计数;当第一次采样完后，CPU从计数器读取采样频率数据与从上述存贮器中按顺序读取的频率区段数据进行比较，确定采样频率数据对应的频率区段，并将该频率区段数据寄存在CPU内，同时将该频率区段数据中的标准音阶频率数据读出送输出口;第二次采样完后，CPU读取计数器的第二次采样频率数据与寄存在CPU内的上次频率区段数据进行比较，若该采样频率数据属于寄存于CPU中的频率区段，则CPU把该频率区段数据内的标准音阶频率数据送输出口，再进行第三次采样比较，否则CPU就按顺序读取上述存贮器中的频率区段数据与第二次采样频率数据进行比较，确定第二次采样频率数据对应的频率区段，并将该频率区段数据寄存在CPU内作第三次采样频率数据的比较值，同时将该频率区段中的标准音阶频率数据读出送输出口;第三次、第四次，一直下去都重复第二次采样、比较、寄存、输出的过程，进行音频校正。CPU读取存贮器中的频率区段数据顺序是按频率分布由小到大或由大到小或取中间某一区段数据比较后，再分别往大的方向读取和往小的方向读取。存放在存贮器中的每个频率区段数据是由一个下限频率数据和一个上限频率数据，以及一个标准音阶频率数据组成。音频校正器是由中央微处理器CPU经地址总线连接存贮器I1和译码器I2、译码器I2分别连接定时器CTC、计数器I3以及输出接口电路I4、中央微处理器CPU经数据总线分别连接存贮器I4、定时器CTC、计数器I3以及输出接口电路I4，CPU的写入端控制定时器CTC，用定时器CTC定时控制接于计数器I3的三态与门I5的通断，让计数器I3对输入的音频脉冲信号进行采样计数，CPU的读出端接存贮器I1和计数器I3，读取存贮器内的频率数据和计数器I3的采样数据进行比较，确定存贮器I1内的标准音阶频率数据输出至接口电路I4，CPU的中断信号端输入信号由定时器CTC输出经非门I6接供。本专利技术的特点就是对声控伴奏机的歌声频率信号控制音源电路，当歌唱者发音不准而可能导致音源电路发音出现串音现象时的音频校正，克服了目前声控伴奏机有串音的现象，提高声控伴奏机的伴奏效果。此外本专利技术采用定时器控制计数器对音频脉冲信号进行采样、其采样时间精确无误，稳定性高，且不需调试。本专利技术采用大规模集成电路，减少了分立元件。能提高生产效率、便于大批量生产。本专利技术采用CPU后，其音域范围可达20HZ-20KHZ，从理论上来说这个范围还可以进一步扩大。附图说明图1是本专利技术电路原理图。图2是本专利技术CPU的程序框图。下面结合附图对本专利技术作进一步说明图1是本专利技术音频校正器的电路原理图，音频校正器是由中央处理器CPU、存贮器I1、译码器I2定时器CTC、计数器I3、输出接口电路I4、三态与门I5、非门I6构成。声控伴奏机对歌唱者的歌声信号经过采样、分选后得到音频脉冲信号F。该信号输入至三态与门I5，中央处理器CPU在复位或开机后将时间常数送往定时器CTC，同时对计数器I3进行清零，然后启动定时器CTC开始定时。定时器CTC输出低电平使三态与门导通，此时音频脉冲信号F。输入至计数器I3进行计数。定时器CTC设定时间到，则它输出高电平使三态与门关断。停止计数器I3对音频脉冲信号F。的计数，同时定时器CTC经非门I6向CPU发出(中断信号)时间到信号，CPU响应此信号后，从计数器读出计数值。至此在CPU的控制下完成一次采样。存贮器I1采用只读存贮器EPROM，当然也可用其它形式的存贮器。在存贮器中存放有按12平均率的标准音阶频率数据，以及将包括各个标准音阶频率数据的频率区段数据也存于在存贮器I1中，且各相邻的频率区段数据之间部份重。CPU经译码器I2读出计数器I3中的采样计数值和存贮器I1(EPROM)数据区中的标准音阶频率数据和频率区段数据按顺序进行比较，确定采样计数值落在某个频率区段数据区中，并将该频率区段数据寄存在CPU内寄存器中，同时将该区段中的标准音阶频率数据送输出口电路I4(高四位送口1低四位送口2)。同时CPU启动定时器CTC开始下一次采样，输出标准音阶频率数据经接口电路I4向音源电路输入，此音源电路发出对应的乐音信号。此乐音信号推动扬声器发出音乐。完成上述采样比较读出标准音阶频率后，CPU对第二次采样的数据的处理是先将读出的第二次采样数据与上次(第一次)所选定的保存在CPU内寄存器中的频率区段数据进行比较，确定若第二次采样数据超出上次寄存的频率区段数据。则按顺序读出存贮器I1中的其它频率数据进行比较，以确定第二次采样数据对应的频率区段数据，并将该频率区段数据寄存在寄存器中，读出该区段内的标准音阶频率送输出口输出;若第二次采样频率数据仍落在第一次寄存的频率区段数据中，则仍将第一次标准音阶频率送输出口输出。第三次采样比较仍重复第二次的过程，这样一直下去。就完成了频率校正，只发出标准音阶频率信号。本专利技术音频校正器是用地址总线和数据总线连接CPU和存贮器I1译码器I2定时器CTC，计数器I3输出接口电路I4。定时器CTC输出端接非门I6控制CPUINT端(中断请求)。定时器CTC控制接于计数器I3输入端的三态与门I5，如图1所示。本专利技术的音频校正方法是首先在存贮器EPROM中存入根据十二平均律表所确定的标准音阶频率数据，以及把每个标准音阶频率包括在一个频率区段的上限和下限频率数据存入存贮器中。例如发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于声控伴奏机的音频校正方法，其特征是采用下列步骤：把十二平均律的标准音阶频率数据以及将包括各个标准音阶频率数据的频率区段数据存入存贮器中，各相邻的频率区段数据之间部份重迭；中央处理器ＣＰＵ控制定时器，用定时器定时控制计数器对输入的音频脉冲信号进行采样计数；当第一次采样完后，ＣＰＵ从计数器读取采样频率数据与从上述存贮器中按顺序读取的频率区段数据进行比较，确定采样频率数据对应的频率区段，并将该频率区段数据寄存在ＣＰＵ内，同时将该频率区段数据中的标准音阶频率数据读出送输出口；第二次采样完后，ＣＰＵ读取计数器的第二次采样频率数据与寄存在ＣＰＵ内的上次频率区段数据进行比较，若该采样频率数据属于寄存于ＣＰＵ中的频率区段，则ＣＰＵ把该频率区段数据内的标准音阶频率数据送输出口再进行第三次采样比较，否则ＣＰＵ就按顺序读取上述存贮器中的频率区段数据与第二次采样频率数据进行比较，确定第二次采样频率数据对应的频率区段，并将该频率区段数据寄存在ＣＰＵ内，作第三次采样频率数据的比较值，同时将该频率区段中的标准音阶频率数据读出送输出口；第三次、第四次一直下去都重复第二次采样、比较、寄存、输出的过程进行音频较正。...

【技术特征摘要】
1.一种用于声控伴奏机的音频校正方法，其特征是采用下列步骤把十二平均律的标准音阶频率数据以及将包括各个标准音阶频率数据的频率区段数据存入存贮器中，各相邻的频率区段数据之间部份重迭；中央处理器CPU控制定时器，用定时器定时控制计数器对输入的音频脉冲信号进行采样计数；当第一次采样完后，CPU从计数器读取采样频率数据与从上述存贮器中按顺序读取的频率区段数据进行比较，确定采样频率数据对应的频率区段，并将该频率区段数据寄存在CPU内，同时将该频率区段数据中的标准音阶频率数据读出送输出口；第二次采样完后，CPU读取计数器的第二次采样频率数据与寄存在CPU内的上次频率区段数据进行比较，若该采样频率数据属于寄存于CPU中的频率区段，则CPU把该频率区段数据内的标准音阶频率数据送输出口再进行第三次采样比较，否则CPU就按顺序读取上述存贮器中的频率区段数据与第二次采样频率数据进行比较，确定第二次采样频率数据对应的频率区段，并将该频率区段数据寄存在CPU内，作第三次采样频率数据的比较值，同时将该频率区段中的标准音阶频率数据读出送输出口；第三次、第四次一直下去都重复第...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍尚魁，陈继平，
申请(专利权)人：湘潭市新产品开发研究所，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]