一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎系统，属于音乐合成系统技术领域；本发明专利技术包含音符编码规则和合成引擎子系统；其中，编码采用

【技术实现步骤摘要】
一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎系统


[0001]本专利技术涉及一种音乐合成系统，尤其涉及一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎系统
。

技术介绍

[0002]昆曲是我国传统非物质文化遗传，一般采用中国特有的工尺谱方式进行音乐记谱
。
昆曲的演奏乐器以昆笛为主，伴随其他陪衬乐器，如琵琶
、
三弦
、
二胡甚至偶尔包括古琴
、
古筝等
。
当前，昆曲的演奏方式，一般先要通过人工，将工尺谱翻译成简谱，继而，乐队基于简谱一齐演奏
。
如果通过智能引擎，机器完成工尺谱到简谱
(
或音素
)
的智能翻译，继而一键合成昆曲伴奏，将极大程度促进昆曲的普及和应用
。
[0003]作为生产力工具，本专利技术人于
2021
年研发了一套昆曲工尺谱智能平台
、
并内嵌了史上首个昆曲工尺谱到简谱的智能翻译在线引擎和史上首个昆曲智能伴奏合成引擎，可一键生成以假乱真的以昆笛为主要乐器
、
辅以其他乐器的昆曲伴奏
。
该智能引擎自上线一年多以来，受到广泛关注和多家媒体报道，已服务众多用户，生成了大量公益伴奏
。
此前，专利技术人已申请了工尺谱智能翻译为简谱的编码和翻译引擎专利，为更进一步促进智能引擎的研发和知识产权权益的保护，本专利提出一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎，保护首个昆曲结构化曲谱数据一键转成合成伴奏的方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎系统，保护首个昆曲结构化曲谱数据一键转成合成伴奏的方法
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎系统，包含音符编码规则和合成引擎子系统；编码采用
json
格式；采用以
Python
为代表的高级编程语言进行转换；音符编码规则至少包含以简谱音符为最小单位的数组形式，逐个音符包含5个编码位，分别为：简谱音高
、
装饰腔
、
上板拍式
、
起始位
、
音长；引擎流程包含：预处理模块
、
逐音循环处理模块和终处理模块三个流程模块加上包含多种函数的函数模块；预处理模块至少包括：全局初始化
、
背景乐器选择
、
乐器音量设置
、
读取乐谱文件
、
计算是否翻调等子模块；逐音循环处理模块至少包括：前后音符读取
、
翻调计算
、
收尾延长音变化处理
、
按音高和音长编码读取昆笛素材
、1/4
和
3/4
类音长处理
、
音头匹配
、
两个1拍间垫腔处理
、
三叠腔处理
、
豁腔处理
、
二叠腔类处理
、
擞腔处理
、
四密腔处理
、
两半拍组合间垫腔处理
、
首要弦乐叠加
、
锣鼓叠加
、
次要乐器叠加
、
添加音头
、
添加气口和延长音频等子模块；终处理模块至少包括：结尾添加空白和导出文件等子模块；函数模块至少包含：音长音位转换整数
、
音长音位整数编码
、
翻调函数和右侧垫腔函数等子模块
。
流程从预处理模块开始，继而进入逐音循环，每个音处理时，酌情调用函数模块中的各种函数获得输出结果，所有音循环完成后，进入终处理模块生成音频
。
[0007]进一步地，所述音符编码规则中，音高采用从字母
a
到字母
s
编码音高的低音1至高
音5；装饰腔采用“0”表示无装饰腔
、
相同音高编码叠
/
带
/
撮腔等二叠腔类
、
用比当前音更高的不同字母编码豁腔
、
采用
z
编码擞腔；上板拍式采用0编码散板
、1
编码
1/4
拍
、2
编码
2/4
拍和4编码
4/4
拍，起始位采用
16
位进制编码，以四分之一拍或十六分音符为最小不可分割单位，以0‑9加上
a
‑
f
编码0‑
15
，共
16
个位置，分别代表小节头开始多少个四分之一拍或十六分音符；音长采用
16
位进制编码，以四分之一拍或十六分音符为最小不可分割单位，以0‑9加上
a
‑
f
编码0‑
15
，共
16
个位置，分别代表音长达到多少个四分之一拍或十六分音符
。
在音符编码规则的高级拓展版本中，除包括上述5个编码位之外，还包括两个编码位，分别是当前字的四声和当前音符在当前字中的序号，用1至5分别编码阴平
、
阳平
、
上声
、
去声
、
入声，用0表示无字；以及当前音符是当前字的第几个音符，用以0或1为最小值的整数，表示当前字的音符数组中的序号
。
[0008]进一步地，所述合成引擎子系统中，关键特征算法如下：
[0009](
一
)
全局初始化子模块包含初始化各种全局变量和设置工作路径；读取乐谱文件子模块包括读取文件
、
分行读取字符，背景乐器选择子模块通过0和1代表各种乐器的有无；乐器音量设置子模块通过
‑
20
到
20
的小数数值设定全局各种乐器的音量增量值，用于控制各种乐器组合成乐队的最终各自音量；通过调门是否为
F
调或
G
调，判断全局是否用翻调运算
。
[0010](
二
)
函数模块中，音长音位转换整数函数，将“1”到“9”和“a”到“g”映射为1到
16
的
16
个整数，并包含“0”字符到整数0的映射；音长音位整数编码是上述拟运算，将0到
16
编码为“0”至“g”；翻调函数通过
ASCII
值的运算，在原有字符对应
ASCII
值加上3后，再转换为字符，获得输出的翻调编码数值；右侧垫腔函数通过前音
(
左音
)
和后音
(
右音
)
的不同组合输出垫音结果，垫音用于在前音<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎系统，其特征在于，包括音符编码规则和合成引擎子系统；所述音符编码规则包含以简谱音符为最小单位的数组形式，逐个音符包含5个编码位，分别为：简谱音高
、
装饰腔
、
上板拍式
、
起始位
、
音长；所述合成引擎子系统包含：预处理模块
、
逐音循环处理模块和终处理模块三个流程模块以及包含多种函数的函数模块；其中，所述预处理模块包括：全局初始化子模块
、
背景乐器选择子模块
、
乐器音量设置子模块
、
读取乐谱文件子模块
、
计算是否翻调子模块；所述逐音循环处理模块包括：前后音符读取子模块
、
翻调计算子模块
、
收尾延长音变化处理子模块
、
按音高和音长编码读取昆笛素材子模块
、1/4
和
3/4
类音长处理子模块
、
音头匹配子模块
、
两个1拍间垫腔处理子模块
、
三叠腔处理子模块
、
豁腔处理子模块
、
二叠腔类处理子模块
、
擞腔处理子模块
、
四密腔处理子模块
、
两半拍组合间垫腔处理子模块
、
首要弦乐叠加子模块
、
锣鼓叠加子模块
、
次要乐器叠加子模块
、
添加音头子模块
、
添加气口子模块和延长音频子模块；所述终处理模块包含：结尾添加空白子模块和导出文件子模块；所述函数模块包含：音长音位转换整数子模块
、
音长音位整数编码子模块
、
翻调函数子模块和右侧垫腔函数子模块
。2.
根据权利要求1所述的一种基于昆曲结构化曲谱合成伴奏的智能引擎系统，其特征在于，所述合成引擎子系统的处理流程中，关键特征算法如下：
(
一
)
全局初始化子模块包含初始化各种全局变量和设置工作路径；读取乐谱文件子模块包括读取文件
、
分行读取字符，背景乐器选择子模块通过0和1代表各种乐器的有无；乐器音量设置子模块通过
‑
20
到
20
的小数数值设定全局各种乐器的音量增量值，用于控制各种乐器组合成乐队的最终各自音量；通过调门是否为
F
调或
G
调，判断全局是否用翻调运算；
(
二
)
函数模块中，音长音位转换整数函数，将“1”到“9”和“a”到“g”映射为1到
16
的
16
个整数，并包含“0”字符到整数0的映射；音长音位整数编码是上述拟运算，将0到
16
编码为“0”至“g”；翻调函数通过
ASCII
值的运算，在原有字符对应
ASCII
值加上3后，再转换为字符，获得输出的翻调编码数值；右侧垫腔函数通过前音和后音的不同组合输出垫音结果，垫音用于在前音之后使用，垫在前
、
后音之间；
(
三
)
逐音循环处理模块中，前后音符读取子模块读取此前的一个音符各项信息和未来三个音符各项信息；翻调计算子模块将当前音高
、
上一个音高和下一个音输入翻调函数并赋值输出结果；收尾延长音变化处理子模块对于全曲最后一个音符和倒数第二音符的音长赋值，对最后一个音长，不足8时赋值为8，对倒数第二个音符，当其不足4时赋值为
4、
在大于3小于6时赋值为6，在大于5小于8时按赋值为8；音高和音长编码读取昆笛素材子模块根据音高编码和音长编码组成指定的昆笛音素路径名并读取音频；
1/4
和
3/4
类音长处理子模块，对于音长整数不能被2整除的，读取相关更大一个整数音长的昆笛音素并删除最后的对应一个四分之一拍或十六分音符的音频区段；音头匹配子模块根据音高编码读取对应音高的昆笛音头素材音频，并通过判断当前音长整数大于3或上一个音的上板拍式为散板“0”，且上一个音装装饰腔编码为“0”，则音头赋值为读取的音头素材否则音头为空白小音频段，音头赋值好后用于后期添加音头；两个1拍间垫腔处理子模块根据是否翻调
、
当前音符在完整音符数组中的位置
、
音位整数是否被4整除
、
音长是否为
4、
当前音高
、
上一个音高和下一个音高等变量，输出垫腔音高，且垫腔长度均为1，读取垫腔对应乐器音频，将左侧音截断保留指定长度后以交叉淡化方式连接垫腔音频，赋值为新的左侧单位音频，而右侧音通过垫腔截取指定长度赋值右侧音的音头，用于后期添加音头；三叠腔处理子模块至少包括对第
二叠腔采用通过
ASCII
值的运算，在原有字符对应
ASCII
值加上1后，再转换为字符，获得输出的更改音高的编码，并读取相应音高的乐器音素音频；豁腔处理子模块在判断豁腔条件后，通过装饰腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，黄金行，张惠，
申请(专利权)人：苏州润植家人工智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：