用于数据的音乐发音的系统和方法技术方案

音乐发音系统和方法实现诸如实时金融市场数据之类的数据的发音，以生成包括该数据的音乐表现在内的音频信号输出。发音引擎根据配置数据与发音和映射模式，将该数据转换为声音参数。声音发生器根据声音参数生成音频输出信号。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据的发音，更确切地说，涉及诸如金融市场数据之类的复杂数据流的音乐发音的系统和方法。背景信息几个世纪以来，一直使用印刷的视觉显示采用柱形图、饼图和图表的方式显示信息。在信息时代，视觉显示(如，计算机监视器)成为用来表达大量信息的主要装置。例如，通常使用带有视觉显示的计算机来处理和/或监视复杂的数值数据，如金融交易市场数据，流体流动数据，医疗数据，空中交通控制数据，安全数据，网络数据和过程控制数据。上述数据的计算处理生成监工员难以在视觉上实时监控的结果。视觉显示往往引起实时的数据密集的情况中的过度使用，从而造成视觉数据过载。例如，在金融交易情况中，交易员必须不断查看用来显示不同市场、证券、指数等的实时市场数据的不同图表的众多屏幕。因此，在监视大量数据时，需要增加感知带宽以减少视觉数据过载。声音一直作为表达信息的手段。使用声音表达信息的例子包括盖革计数器，声纳，听觉温度计，医疗和飞机座舱听觉显示，以及莫尔斯电码。使用非言语声音表达信息通常称为听觉显示。计算应用中的一类听觉显示系指使用听觉图标表示某些事件(如，打开文件夹，出错等)。另一类听觉显示是可听发音，其中将数据直接转换为声音，无需任何类型的映射或翻译。例如，通过使用振荡器，可以将数据信号直接转换为模拟声音信号。上述类型的听觉显示的使用受到计算系统的声音生成能力的限制，并且不适合更复杂的数据。发音是较新类型的听觉显示。发音的定义是把正在研究的某些领域中用数字表示的关系映射为声学领域中的关系，以便解释、理解或传达正在研究的领域中的关系(C.Scaletti，“sound synthesisalgorithms for auditory data representations，”in G.Kramer，ed.，International Conference on Auditory display，no.XVIII in Studies inthe Sciences of Complexity，(Jacob Way，Reading，MA 01867)，SantaFe Institute，Addison-Wesley Publishing Company，1994.)。通过使用计算机把数据映射为声音使复杂的数值数据发音。发音的应用在医疗领域很常见，如美国专利号6,449,501，6,283,763，6,083,163，5,836,302和5,730,140公开的那样，本文引用上述专利作为参考。发音的应用在其他领域中受到限制。专利技术人为Kramer的美国专利号5,371,854公开了应用于股市数据的发音的一个例子，本文引用该申请作为参考。Kramer公开了使用听觉标志作为数据比较和走向之基准的发音系统。股市数据发音的其他尝试包括Keith Nesbitt和Stephen Barrass在Proceedings of ICAD，Tokyo，2002上发表的，题目为“Evaluation of a Multimodal Sonification andVisualization of Depth of Stock Market Data”，发表日期为2002年7月2日至5日的论文，该文使用发声警报表示交易系统中的“买”和“卖”。发表于斯坦福大学网站上的网址为http//www-ccrma.stanford.edu/groups/soni/index.html的斯坦福大学的CCRMA的Jonathon Berger的论文，公开了使用过滤噪声的脉冲的历史金融数据的发音，每个交易日一个脉冲。人类识别声音模式的能力提供了使用听觉显示的独特潜能。声音模式是随着时间的推移识别的，偏离学过的模式导致预期冲突。例如，个人建立汽车引擎的“正常”声音的基线，当基线改变或中断时可以发现问题。同样，人脑可以同时或独立处理话音，音乐和自然界中的声音。特别地，在听觉认知和模式识别方面，音乐比其他类型的声音更有优势。音乐模式是隐式学习的，即使不是音乐家也能识别，并且在美学上令人高兴。现有听觉显示尚未开发声音特别是音乐的真正潜能，其中声音或音乐作为监视数据时增加感知带宽的手段。例如，美国专利号5,371,854并未公开基于音乐特别是常见音乐的发音。Kramer完全依靠使用标志而不是识别音乐模式的能力来辩识数据走向。因此，现有发音技术没有利用音乐特有的听觉认知性质。因此，需要能够通过使用音乐模式来增加数据感知带宽的音乐发音系统和方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供满足上述需求的音乐发音系统和方法。根据该音乐发音系统和方法，从至少一个数据流中获取至少一个数据输入，根据所需的映射数据的音乐表现，将数据参数映射为声音参数。通过将数据输入值转换为相应的声音参数，并根据相应的声音参数生成声频信号，使数据流中的映射数据发音。声频信号输出包括数据流中的映射数据的音乐表现。根据本专利技术的另一方面，提供基于配置数据以及至少一个预定发音和映射模式使数据发音的方法。发音和映射模式把数据参数映射为声音参数，以形成映射数据的音乐表现。数据输入值是从数据流中接收的，通过使用发音和映射模式以及配置数据，把与映射数据相应的数据输入值转换为相应的声音参数。声频信号输出是根据相应的声音参数生成的，并且包括数据流中的映射数据的音乐表现。根据本专利技术的又一方面，提供音乐发音系统。该系统包括配置数据和数据服务器，用于接收数据流并提供来自数据流的数据输入值。该系统还包括至少一个发音和配置模式，用于将数据参数映射为声音参数以形成映射数据的音乐表现。发音引擎根据发音和映射模式以及配置数据，将数据流中的映射数据的数据输入值转换为相应的声音参数。声音发生器根据相应的声音参数生成声频信号输出，声频信号输出包括数据流中的映射数据的音乐表现。根据本专利技术的又一方面，提供在数据的音乐发音中使用的计算机程序产品。计算机程序产品包括用于获取配置数据的配置代码。定义至少一个发音和映射模式的发音和映射模式代码，用于将数据参数映射为声音参数以形成映射数据的音乐表现。发音引擎代码根据至少一个发音和映射模式以及配置数据，将数据流中的映射数据的数据输入值转换为相应的声音参数。发音引擎代码将相应的声音参数发送到声音发生器，以便生成包含映射数据之音乐表现的声频输出信号。附图说明通过连同附图一起阅读以下详细说明书，将更加理解本专利技术的各种特征和优点，其中附图为图1为根据本专利技术之某一实施方式使数据流发音的系统和方法的功能框图；图2为数据输入获取的某一实施方式的功能框图；图3为一个流程图，表示将数据映射为声音参数的一种实施方式；图4-12为流程图和曲线图，表示映射不同类型的声音参数的方法示例；图13为映射的声音发音的某一实施方式的功能框图；图14为根据本专利技术之另一实施方式的数据流的音乐发音系统的功能框图；图15表示一种类型的发音和映射模式中使用的离散发音的音乐记号；图16表示另一种类型的发音和映射模式中使用的连续发音的音乐记号；以及图17-20表示发音和映射模式的特定实例的音乐记号。具体实施例方式正如下面详细说明的那样，本专利技术之实施方式的目的在于各种类型的数据领域内的复杂数据流的音乐发音。音乐发音提供数据转换，以便用相应的音乐关系清楚表示数据中的关系。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于数据流的音乐发音方法，所述方法包括以下步骤：从至少一个数据流中获取至少一个数据输入；把数据参数映射为与映射的数据的音乐表现相对应的声音参数；以及通过把数据输入值转换为相应的声音参数并根据相应的声音参数生成音频信号 输出，实现所述数据流中的所述映射数据的发音，其中所述音频信号输出包括所述数据流中的所述映射数据的所述音乐表现。

【技术特征摘要】
US 2002-7-29 60/399,284;US 2003-5-28 10/446,4521.用于数据流的音乐发音方法，所述方法包括以下步骤从至少一个数据流中获取至少一个数据输入；把数据参数映射为与映射的数据的音乐表现相对应的声音参数；以及通过把数据输入值转换为相应的声音参数并根据相应的声音参数生成音频信号输出，实现所述数据流中的所述映射数据的发音，其中所述音频信号输出包括所述数据流中的所述映射数据的所述音乐表现。2.权利要求1的方法，其中以实时方式实现所述数据流的发音。3.权利要求1的方法，其中所述数据流是从计算流体力学(CFD)数据，医疗数据，金融市场数据，安全数据，网络数据和气象数据组成的组中选择的。4.权利要求1的方法，其中获取所述至少一个数据输入的步骤包括选择要发音的数据类型。5.权利要求4的方法，其中获取所述至少一个数据输入的步骤包括，根据所述数据类型选择发音模式。6.权利要求5的方法，其中所述发音模式是从具有不同操作模式的众多发音模式中选择的。7.权利要求6的方法，其中所述操作模式是从警告模式，独立模式和关系模式组成的组中选择的，警告模式通过使用基于事件的警告提供发音，独立模式通过使用连续的单点独立数据监控提供发音，关系模式通过使用若干独立数据源之间的关系提供发音。8.权利要求1的方法，其中所述声音参数对应于从音高，音量，拍子记号，节拍，音符的时值，包络线，音质，空间化和效果组成的组中选择的声音特征。9.权利要求1的方法，其中把所述数据参数映射为所述声音参数的步骤是以用户选择的声音和音乐首选项为基础的。10.权利要求1的方法，其中发音步骤通过使用数字音频合成生成所述音频信号输出。11.权利要求1的方法，其中发音步骤通过使用MIDI合成器生成所述音频信号输出。12.权利要求1的方法，其中发音步骤通过使用音乐处理生成所述音频信号输出，其中根据所述数据输入值处理背景音乐中的所述相应声音参数。13.权利要求1的方法，其中发音步骤通过使用光谱交叉合成生成所述音频信号输出，通过使用光谱处理，一个音轨可以操纵另一个音轨。14.权利要求1的方法，其中发音步骤通过使用所述数据输入值的直接音乐表现生成所述音频信号输出。15.权利要求1的方法还包括以下步骤，在实现所述数据流的发音时调整声音特征。16.权利要求1的方法还包括以下步骤，捕获所述音频信号输出的至少一部分。17.用于数据流的音乐发音系统，所述系统包括从至少一个数据流中获取至少一个数据输入的装置；根据映射数据的音乐表现，把数据参数映射为声音参数的装置；以及通过把数据输入值转换为相应的声音参数并根据所述相应的声音参数生成音频信号输出，实现所述数据流中的所述映射数据的发音的装置，其中所述音频信号输出包括所述数据流中的所述映射数据的音乐表现。18.权利要求17的系统，其中实现所述映射数据的发音的所述装置以实时方式实现所述映射数据的发音。19.权利要求17的系统，其中所述数据流是从计算流体力学(CFD)数据，医疗数据，金融市场数据，安全数据，网络数据和气象数据组成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华P希尔兹，詹姆斯C普尔金斯，约翰G布鲁克斯，
申请(专利权)人：埃森图斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]