專利名稱：一種將圖像信息轉(zhuǎn)換成音樂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種將圖像信息轉(zhuǎn)換成音樂的方法，屬于信號(hào)處理技術(shù)。
近幾年來，多媒體技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，越來越多的人開始關(guān)注并致力于這一領(lǐng)域的研究，使這一領(lǐng)域有了蓬勃的生命力。本發(fā)明雖然是以多媒體中圖像和聲音這兩種最重要的媒體為研究對(duì)象，但申請(qǐng)人認(rèn)為本發(fā)明是屬于與感知科學(xué)有關(guān)的信號(hào)處理領(lǐng)域，而不是多媒體技術(shù)領(lǐng)域。多媒體是將圖像、聲音、文字及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)這些信息載體混合而成的便于傳送信息的媒介。而本發(fā)明是根據(jù)一定的科學(xué)、藝術(shù)規(guī)則，提取圖像的原始信息，再將圖像的原始信息映射到音樂信息空間，從而使人們第一次感受到“聽圖”的驚喜。由于本發(fā)明是對(duì)圖像信息空間到音樂信息空間的映射關(guān)系和映射規(guī)律的探索。所以其獨(dú)創(chuàng)性和新穎性是顯見的。本發(fā)明申請(qǐng)者在查閱大量的文獻(xiàn)后沒有發(fā)現(xiàn)與此相關(guān)的背景技術(shù)，但發(fā)明者認(rèn)為通過了解圖像文件的格式、聲音文件的格式(主要是MIDI&#60音樂格式&#62規(guī)范)、一般樂理知識(shí)以及信號(hào)處理的理論知識(shí)會(huì)對(duì)理解本發(fā)明有很大幫助。
本發(fā)明是一種將圖像信息轉(zhuǎn)換成音樂的方法，其目的是在忠實(shí)于原始圖像信息的前提下將圖像信息轉(zhuǎn)化為音樂信息，然后將音樂播放出來，使人們能夠用聽覺感受視覺效果，幫助人們領(lǐng)悟圖像與音樂之間的內(nèi)在聯(lián)系單調(diào)的圖像含有單調(diào)的旋律，雜亂的圖像含有雜亂的旋律，而符合“1/f波動(dòng)”規(guī)律的美麗和諧圖像則必然蘊(yùn)含著美妙和諧的旋律，真正地實(shí)現(xiàn)科學(xué)與藝術(shù)的完美結(jié)合。
本發(fā)明是一種將圖像信息轉(zhuǎn)換成音樂的方法，該方法的步驟是一、首先，讀取選定圖像的各種信息(如三原色RGB&#60其中R代表紅、G代表綠、B代表蘭&#62的灰度值、顏色的三屬性HSV&#60其中H代表色調(diào)、S代表飽和度、V代表明度&#62)，將他們分別存入各自的數(shù)據(jù)文件中；二、本著忠實(shí)于圖像原始信息的原則對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；三、將處理后的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為音樂符號(hào)并存入MIDI(音符格式)文本文件中；四、最后對(duì)MIDI(音符格式)文本文件轉(zhuǎn)化為MIDI(音符格式)樂曲輸出；現(xiàn)將具體方法步驟詳述如下一、讀取圖像信息圖像采用的是24位真彩，文件格式為BMP文件格式存放圖像信息，存放過程是計(jì)算機(jī)先將BMP文件頭讀入，通過文件標(biāo)志“BM”，判斷是否是BMP文件，再通過色彩標(biāo)志位，判斷是否為24位真彩圖像，接著讀入文件的長(zhǎng)寬數(shù)據(jù)以及圖像數(shù)據(jù)區(qū)的偏移量，將文件長(zhǎng)寬數(shù)據(jù)存入文件中，由于BMP圖像文件是由圖像的最后一行開始，由下至上，由左至右進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，所以我們?cè)诶闷屏空业綀D像數(shù)據(jù)區(qū)之后，按照長(zhǎng)度和寬度值，從文件尾開始讀取BMP文件的數(shù)據(jù)，將所讀出的十六進(jìn)制的RGB(紅綠蘭)灰度值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，并分別存入臨時(shí)的三個(gè)文本數(shù)據(jù)文件中；由于BMP文件中存儲(chǔ)的是灰度值，所以利用HSV(其中H代表色調(diào)、S代表飽和度、V代表明亮度)模型與RGB(紅綠蘭)模型之間的關(guān)系可以得到顏色的三屬性(H、S、V)值，并將三屬性(H、S、V)值也分別存入三個(gè)臨時(shí)數(shù)據(jù)文件中；二、對(duì)圖像信息進(jìn)行處理將音樂與圖像的特性相對(duì)應(yīng)，是整個(gè)方案的重點(diǎn)，由于音樂是時(shí)基類媒體，音符必須有一個(gè)時(shí)間延續(xù)方向才能組成樂曲，而大多數(shù)人欣賞圖畫時(shí)的習(xí)慣是從上而下瀏覽，所以本發(fā)明采取圖像縱向(由上而下)為處理主方向(即音樂前進(jìn)方向)，輸入數(shù)據(jù)文件為上面所產(chǎn)生的六個(gè)數(shù)據(jù)文件之一，下面以色調(diào)(H)值為例進(jìn)行說明；考慮到圖像各部分色調(diào)的過渡性及色調(diào)過渡的模糊性，即相鄰象素之間的相關(guān)性和圖像界限的不確定性，以及14個(gè)可用的標(biāo)準(zhǔn)MIDI(音樂的格式)通道，我們對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割和抽取，將圖像劃分為14個(gè)部分在將圖像數(shù)據(jù)平均分成14個(gè)部分的基礎(chǔ)上，先合并第一部分求平均作為第一列數(shù)據(jù)，然后將1、2兩部分合并平均作為第二列數(shù)據(jù)，再將1、2、3三部分合并平均作為第三列數(shù)據(jù)，以此類推，直至將所有部分全部合并完為止，將處理后的結(jié)果存入數(shù)據(jù)輸出文件中；
三、圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為音符文本在音樂中包括高、中、低三個(gè)音區(qū)，每個(gè)音區(qū)包括三個(gè)八度的音符，而每個(gè)音符又包括其升半音、中、降半音，合計(jì)共有(7×3)種音調(diào)×3八度×3音區(qū)=189個(gè)音符可以被對(duì)應(yīng)；首先，規(guī)定用“c、d、e、f、g、a、b”表示低音區(qū)的七個(gè)音名，用“1、2、3、4、5、6、7”表示中音區(qū)的七個(gè)音名，用“C、D、E、F、G、A、B”表示高音區(qū)的七個(gè)音名，在音名前的“/”表示升八度，“\”表示降八度，空白則表示不升也不降；緊跟音名后的“b”表示降半音，“#”表示升半音，由于規(guī)定的音調(diào)過多(189種)，而且有很多是重復(fù)的，所以這里參照鋼琴的鍵盤將音調(diào)的個(gè)數(shù)減少為88個(gè)，仍為高、中、低三個(gè)音區(qū)，從低到高分為大字二組、大字一組、大字組、小字組、小字一組、小字二組、小字三組、小字四組、小字五組等九個(gè)音組；除了大字二組僅含有三種音調(diào)與小字五組僅含有一種音調(diào)之外，其余七組均含有七個(gè)基本音(鋼琴的白鍵)和五個(gè)半音(鋼琴的黑鍵)等十二種音調(diào)；又由于有些音如“c”，它的升半音“#c”與其相鄰的音“d”的降半音“bd”相同；所以我們統(tǒng)一規(guī)定所有均用前一個(gè)音的升半音來表示；則一組完整的音組就由“1、2、3、4、5、6、7”七個(gè)全音加上“#1、#2、#4、#5、#6”五個(gè)半音組成；節(jié)奏是音樂中的重要因素，它涉及與“時(shí)間”有關(guān)的所有因素，是音在強(qiáng)弱和長(zhǎng)短兩方面千變?nèi)f化的組織形態(tài)，我們通過對(duì)每個(gè)音符的演奏時(shí)間進(jìn)行設(shè)定以滿足產(chǎn)生節(jié)奏的條件；經(jīng)過統(tǒng)計(jì)得到的11種音長(zhǎng)，我們用11種符號(hào)代替“-”表示二分音符(2拍)，“.”表示附點(diǎn)音符 拍)，“”表示四分音符(1拍)，“_.”表示八分音符帶附點(diǎn) 拍)，“_”表示八分音符 拍)，“=.”表示十六分音符帶附點(diǎn) 拍)，“=”表示十六分音符 拍)，“.”表示三十二分音符帶附點(diǎn) 拍)，“”表示三十二分音符 拍)，“；.”表示六十四分音符帶附點(diǎn) 拍)，“；”表示六十四分音符 拍)。所以我們以每列數(shù)據(jù)相鄰兩元素的差值為研究對(duì)象，找出每行差值的最大、最小值，由下面的公式將色調(diào)數(shù)據(jù)的變化值對(duì)應(yīng)到11種音長(zhǎng)上(節(jié)奏速度)；S=Gl-mlMl-ml×10(Ml≠ml≠0)]]>
S=0(Ml=ml)S-節(jié)奏速度(Speed)，Gl-色調(diào)值差Ml-色調(diào)值差的最大值，ml-色調(diào)值差的最小值由于節(jié)奏與音長(zhǎng)和節(jié)拍有十分密切的關(guān)系，所以在本發(fā)明中節(jié)拍采用對(duì)音長(zhǎng)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)的算法來確定；所有帶附點(diǎn)的音符歸入它的主類，如二分帶附點(diǎn)的音符可歸入二分音符進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；選取數(shù)量最多的那種所代表的音長(zhǎng)作為節(jié)拍的分母，即若二分音符的數(shù)量最多，則節(jié)拍的分母為2；在這里分子暫時(shí)用小于分母的非零隨機(jī)數(shù)來代替；對(duì)于通道所對(duì)應(yīng)的樂器，我們采用了MIDI(音符格式)的一些標(biāo)準(zhǔn)。通用MIDI(音符格式)標(biāo)準(zhǔn)將128種樂器按照樂器種類分為16組，每組定義了8種樂器聲音；這16組樂器分別為鋼琴樂器、半打擊樂器、風(fēng)琴樂器、吉他樂器、低音樂器、弦樂器、合奏樂器、銅管樂器、簧樂樂器、管樂樂器、合成誘導(dǎo)、合成清音、合成效果、民族樂器、打擊樂器、聲音效果等；MIDI(音符格式)規(guī)定在16個(gè)通道中，除11、12為未用通道以外，其余的14個(gè)通道都要指派給合成器能產(chǎn)生的樂器聲音，如若是基本合成器，則將13-15通道指派給三種管弦樂器聲音，并同時(shí)允許產(chǎn)生6種音符，而將16通道指派給打擊樂器聲音，允許同時(shí)產(chǎn)生3種音符；對(duì)于擴(kuò)展合成器，則把1-9通道指派給9種管弦樂器聲音，可同時(shí)允許產(chǎn)生16個(gè)音符；將10通道用于打擊樂器聲音，允許同時(shí)產(chǎn)生16個(gè)音符，每個(gè)通道實(shí)際所采用的樂器在對(duì)應(yīng)種類中隨機(jī)選取；每分鐘節(jié)拍數(shù)，即演奏速度與每列數(shù)據(jù)的變化快慢也有很大關(guān)系；所以我們統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)列的相鄰數(shù)據(jù)的差，找出最大差值(MaxSpeed)，最小差值(MinSpeed)以及數(shù)目最多的差值(Flag)；采用如下公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換S=(F-MinS)×(200-120)MaxS-MinS+120]]>S-節(jié)奏速度(Speed)，F(xiàn)-數(shù)目最多的差值(Flag)MaxS-最大的差值(MaxSpeed)，MinS-最小的差值(MinSpeed)為了能制成符合規(guī)范的MIDI文件，在此規(guī)定MIDI信息文本制作格式如下[MIDI]&#60調(diào)號(hào)&#62，&#60節(jié)拍&#62，&#60每分鐘節(jié)拍數(shù)&#62，&#60音軌個(gè)數(shù)&#62[1]
Pn[n]Pn說明調(diào)號(hào)占用一個(gè)字符，必須為A、B、C、D、E、F、G，否則視為C調(diào)節(jié)拍取值如下，2/4，3/4，4/4，3/8，6/8每分鐘節(jié)拍數(shù)表示每分鐘演奏的節(jié)拍總數(shù)，取值在40-200之間，否則視為120；音軌個(gè)數(shù)表示此歌曲聲部數(shù)。如三聲部，可將其設(shè)置為3。與之相應(yīng)，n=3；[n]后面的是表示音軌的音樂信息，即為上面轉(zhuǎn)化好的音樂符號(hào)；Pn表示設(shè)置音色，取值在0-127之間；其他的字符，視為非法字符；考慮到人的接受能力，人為統(tǒng)一的規(guī)定調(diào)號(hào)為C調(diào)，節(jié)拍8/8拍，每分鐘節(jié)拍數(shù)為180；將轉(zhuǎn)換好的音樂符號(hào)存入臨時(shí)MIDI(音符格式)文本文件“MIDIout.txt”中；四、將“音符”文件轉(zhuǎn)換為MIDI(音符格式)樂曲由于MIDI(音符格式)文件包含頭塊和音軌塊兩部分；其格式一般如下MIDI(音符格式)文件頭結(jié)構(gòu)struct MH{char Midild[4]；MIDI文件標(biāo)志MThdlong length； 頭塊結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)度int format存放的格式int ntracks 音軌數(shù)目int PerPaiNum； 每節(jié)計(jì)算器值}；音軌頭結(jié)構(gòu)
struct TH｛char Trackld[4]；磁道標(biāo)志MTrklong length；信息長(zhǎng)度}從“音符”文件中接受到數(shù)據(jù)后，將其翻譯成MIDI(音符格式)文件代碼，然后按照MIDI(音符格式)文件的規(guī)定，加上文件頭和音軌頭，寫入樂曲文件中，形成MIDI(音符格式)文件；本發(fā)明除了上述軟件部分外，必要的圖像輸入、聲音輸出設(shè)備是必不可少的。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明屬于新概念、新構(gòu)思、新探索，是建立一種圖像與音樂之間的映射關(guān)系。極具應(yīng)用前景，它不僅可以將諸如科技館等科學(xué)教育設(shè)施的展品或美述作品，轉(zhuǎn)換成音樂的表現(xiàn)形式，讓人們以聽覺來感受科技展品和美術(shù)作品的視覺效果；還可以對(duì)計(jì)算機(jī)作曲專家系統(tǒng)提供思路；并且，千變?nèi)f化的美麗圖像轉(zhuǎn)換成的樂曲會(huì)激起作曲家的創(chuàng)作靈感；再則，圖像情報(bào)的音樂加密以及音樂情報(bào)的圖像加密都不失為很好的加密手段。
本發(fā)明具有如下附圖

圖1本發(fā)明方法步驟方框圖。
圖2本發(fā)明硬件結(jié)構(gòu)方框示意圖。
本發(fā)明是一種將圖像信息轉(zhuǎn)換成音樂的方法，其方法步驟是首先讀取圖像信息，然后對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，再將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為音符文本，最后將音符文件轉(zhuǎn)換成樂曲；其設(shè)計(jì)思想主要是符合“1/f波動(dòng)(或稱“1/f變化”，“1/f噪聲”)”的變化規(guī)律，將圖像信息轉(zhuǎn)變成音樂樂曲的；自古以來，大自然中的萬物就處于一個(gè)有機(jī)的整體之中，任何事物都處在不斷聯(lián)系和不斷發(fā)展之中，這樣就形成了完美和諧的大自然。在大自然中，普遍存在的波動(dòng)(噪聲)的功率譜密度與頻率在對(duì)數(shù)坐標(biāo)上成反比，我們把這樣的波動(dòng)叫做“1/f波動(dòng)(或稱“1/f變化”，“1/f噪聲”)”。宇宙中的“1/f波動(dòng)(噪聲)”具有維系大環(huán)境平衡和諧的重要作用。所以當(dāng)人類沐浴在大自然中時(shí)，就會(huì)感到身心放松。國外的科學(xué)家們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，“1/f波動(dòng)”之所以令人感覺舒適，是因?yàn)槿嗽诎察o時(shí)的α腦波及心跳周期的波動(dòng)規(guī)律很好地與“1/f波動(dòng)”規(guī)律相吻合。
圖像和音樂一直是一對(duì)孿生姐妹，獨(dú)具匠心的畫家用神奇的畫筆在人們眼前勾勒出一幅幅符合“1/f波動(dòng)”規(guī)律的美妙的畫卷，從視覺上刺激人們的情感、使人們?cè)谔兆碛谒で嘀?。同時(shí)，不同的畫卷也會(huì)激發(fā)人們不同的想象力。例如，在欣賞“奔騰黃河”的畫卷時(shí)，人們似乎能聽到黃河的咆哮聲；欣賞“山林晨曲”的畫卷時(shí)，人們又好象聽到了山間小溪的潺潺流水聲、林中小鳥委婉動(dòng)聽的歌唱聲。
本發(fā)明就是基于上述想法提出的從圖像中讀取信息然后將其轉(zhuǎn)換為音樂并將其播放出來，使人們從聽覺上感受到視覺的效果，真正地實(shí)現(xiàn)科學(xué)與藝術(shù)的完美結(jié)合。本發(fā)明主要分為如圖1所示四個(gè)部分。首先，讀取選定圖像的各種信息(如三原色RGB的灰度值、顏色的三屬性HSV等)，將他們分別存入各自的數(shù)據(jù)文件中；然后本著忠實(shí)于圖像原始信息的原則對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；將處理后的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為音樂符號(hào)并存入MIDI文本文件中；最后對(duì)MIDI文本文件轉(zhuǎn)化為MIDI樂曲。
權(quán)利要求
1.一種能將圖像信息轉(zhuǎn)換成音樂的方法，其特征在于該方法是首先，讀取選定圖像的各種信息(如三原色RGB&#60其中R代表紅、G代表綠、B代表蘭&#62的灰度值、顏色的三屬性HSV&#60其中H代表色調(diào)、S代表飽和度、V代表明度&#62)，將他們分別存入各自的數(shù)據(jù)文件中；然后本著忠實(shí)于圖像原始信息的原則對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；再將處理后的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為音樂符號(hào)并存入MIDI(音符格式)文本文件中；最后對(duì)MIDI(音符格式)文本文件轉(zhuǎn)化為MIDI(音符格式)樂曲輸出；現(xiàn)將該方法步驟詳述如下一、讀取圖像信息圖像采用的是24位真彩，文件格式為BMP格式存放圖像信息，存放過程是計(jì)算機(jī)先將BMP文件頭讀入，通過文件標(biāo)志“BM”，判斷是否是BMP文件，再通過色彩標(biāo)志位，判斷是否為24位真彩圖像，接著讀入文件的長(zhǎng)寬數(shù)據(jù)以及圖像數(shù)據(jù)區(qū)的偏移量，將文件長(zhǎng)寬數(shù)據(jù)存入文件中，由于BMP圖像文件是由圖像的最后一行開始，由下至上，由左至右進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，所以我們?cè)诶闷屏空业綀D像數(shù)據(jù)區(qū)之后，按照長(zhǎng)度和寬度值，從文件尾開始讀取BMP文件的數(shù)據(jù)，將所讀出的十六進(jìn)制的RGB(紅綠蘭)灰度值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，并分別存入臨時(shí)的三個(gè)文本數(shù)據(jù)文件中；由于BMP文件中存儲(chǔ)的是灰度值，所以利用HSV(其中H代表色調(diào)、S代表飽和度、V代表明度)模型與RGB(紅綠蘭)模型之間的關(guān)系可以得到顏色的三屬性(H、S、V)值，并將三屬性(H、S、V)值也分別存入三個(gè)臨時(shí)數(shù)據(jù)文件中；二、對(duì)圖像信息進(jìn)行處理將音樂與圖像的特性相對(duì)應(yīng)，是整個(gè)方案的重點(diǎn)，由于音樂是時(shí)基類媒體，音符必須有一個(gè)時(shí)間延續(xù)方向才能組成樂曲，而大多數(shù)人欣賞圖畫時(shí)的習(xí)慣是從上而下瀏覽，所以本發(fā)明采取圖像縱向(由上而下)為處理主方向(即音樂前進(jìn)方向)，輸入數(shù)據(jù)文件為上面所產(chǎn)生的六個(gè)數(shù)據(jù)文件之一，下面以色調(diào)(H)值為例進(jìn)行說明；考慮到圖像各部分色調(diào)的過渡性及色調(diào)過渡的模糊性，即相鄰象素之間的相關(guān)性和圖像界限的不確定性，以及14個(gè)可用的標(biāo)準(zhǔn)MIDI(音樂的格式)通道，我們對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割和抽取，將圖像劃分為14個(gè)部分在將圖像數(shù)據(jù)平均分成14個(gè)部分的基礎(chǔ)上，先合并第一部分求平均作為第一列數(shù)據(jù)，然后將1、2兩部分合并平均作為第二列數(shù)據(jù)，再將1、2、3三部分合并平均作為第三列數(shù)據(jù)，以此類推，直至將所有部分全部合并完為止，將處理后的結(jié)果存入數(shù)據(jù)輸出文件中；三、圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為音符文本在音樂中包括高、中、低三個(gè)音區(qū)，每個(gè)音區(qū)包括三個(gè)八度的音符，而每個(gè)音符又包括其升半音、中、降半音，合計(jì)共有(7×3)種音調(diào)×3八度×3音區(qū)=189個(gè)音符可以被對(duì)應(yīng)；首先，規(guī)定用“c、d、e、f、g、a、b”表示低音區(qū)的七個(gè)音名，用“1、2、3、4、5、6、7”表示中音區(qū)的七個(gè)音名，用“C、D、E、F、G、A、B”表示高音區(qū)的七個(gè)音名，在音名前的“/”表示升八度，“\”表示降八度，空白則表示不升也不降；緊跟音名后的“b”表示降半音，“#”表示升半音，由于規(guī)定的音調(diào)過多(189種)，而且有很多是重復(fù)的，所以這里參照鋼琴的鍵盤將音調(diào)的個(gè)數(shù)減少為88個(gè)，仍為高、中、低三個(gè)音區(qū)，從低到高分為大字二組、大字一組、大字組、小字組、小字一組、小字二組、小字三組、小字四組、小字五組等九個(gè)音組；除了大字二組僅含有三種音調(diào)與小字五組僅含有一種音調(diào)之外，其余七組均含有七個(gè)基本音(鋼琴的白鍵)和五個(gè)半音(鋼琴的黑鍵)等十二種音調(diào)；又由于有些音如“c”，它的升半音“#c”與其相鄰的音“d”的降半音“bd”相同；所以我們統(tǒng)一規(guī)定所有均用前一個(gè)音的升半音來表示；則一組完整的音組就由“1、2、3、4、5、6、7”七個(gè)全音加上“#1、#2、#4、#5、#6”五個(gè)半音組成；節(jié)奏是音樂中的重要因素，它涉及與“時(shí)間”有關(guān)的所有因素，是音在強(qiáng)弱和長(zhǎng)短兩方面千變?nèi)f化的組織形態(tài)，我們通過對(duì)每個(gè)音符的演奏時(shí)間進(jìn)行設(shè)定以滿足產(chǎn)生節(jié)奏的條件；經(jīng)過統(tǒng)計(jì)得到的11種音長(zhǎng)，我們用11種符號(hào)代替“-”表示二分音符(2拍)，“.”表示附點(diǎn)音符 拍)，“”表示四分音符(1拍)，“_.”表示八分音符帶附點(diǎn) 拍)，“_”表示八分音符( 拍)，“=.”表示十六分音符帶附點(diǎn) 拍)，“=”表示十六分音符 拍)，“.”表示三十二分音符帶附點(diǎn) 拍)，“”表示三十二分音符 拍)，“；.”表示六十四分音符帶附點(diǎn) 拍)，“；”表示六十四分音符( 拍)。所以我們以每列數(shù)據(jù)相鄰兩元素的差值為研究對(duì)象，找出每行差值的最大、最小值，由下面的公式將色調(diào)數(shù)據(jù)的變化值對(duì)應(yīng)到11種音長(zhǎng)上(節(jié)奏速度)； S-節(jié)奏速度(Speed)，Gl-色調(diào)值差Ml-色調(diào)值差的最大值，ml-色調(diào)值差的最小值由于節(jié)奏與音長(zhǎng)和節(jié)拍有十分密切的關(guān)系，所以在本發(fā)明中節(jié)拍采用對(duì)音長(zhǎng)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)的算法來確定；所有帶附點(diǎn)的音符歸入它的主類，如二分帶附點(diǎn)的音符可歸入二分音符進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；選取數(shù)量最多的那種所代表的音長(zhǎng)作為節(jié)拍的分母，即若二分音符的數(shù)量最多，則節(jié)拍的分母為2；在這里分子暫時(shí)用小于分母的非零隨機(jī)數(shù)來代替；對(duì)于通道所對(duì)應(yīng)的樂器，我們采用了MIDI(音符格式)的一些標(biāo)準(zhǔn)。通用MIDI(音符格式)標(biāo)準(zhǔn)將128種樂器按照樂器種類分為16組，每組定義了8種樂器聲音；這16組樂器分別為鋼琴樂器、半打擊樂器、風(fēng)琴樂器、吉他樂器、低音樂器、弦樂器、合奏樂器、銅管樂器、簧樂樂器、管樂樂器、合成誘導(dǎo)、合成清音、合成效果、民族樂器、打擊樂器、聲音效果等；MIDI(音符格式)規(guī)定在16個(gè)通道中，除11、12為未用通道以外，其余的14個(gè)通道都要指派給合成器能產(chǎn)生的樂器聲音，如若是基本合成器，則將13-15通道指派給三種管弦樂器聲音，并同時(shí)允許產(chǎn)生6種音符，而將16通道指派給打擊樂器聲音，允許同時(shí)產(chǎn)生3種音符；對(duì)于擴(kuò)展合成器，則把1-9通道指派給9種管弦樂器聲音，可同時(shí)允許產(chǎn)生16個(gè)音符；將10通道用于打擊樂器聲音，允許同時(shí)產(chǎn)生16個(gè)音符，每個(gè)通道實(shí)際所采用的樂器在對(duì)應(yīng)種類中隨機(jī)選??；每分鐘節(jié)拍數(shù)，即演奏速度與每列數(shù)據(jù)的變化快慢也有很大關(guān)系；所以我們統(tǒng)計(jì)所有數(shù)據(jù)列的相鄰數(shù)據(jù)的差，找出最大差值(MaxSpeed)，最小差值(MinSpeed)以及數(shù)目最多的差值(Flag)；采用如下公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換S=(F-MinS)×(200-120)MaxS-MinS+120]]>S-演奏速度(Speed)，F(xiàn)-數(shù)目最多的差值(Flag)MaxS-最大的差值(MaxSpeed)，MinS-最小的差值(MinSpeed)為了能制成符合規(guī)范的MIDI文件，在此規(guī)定MIDI信息文本制作格式如下[MIDI]&#60調(diào)號(hào)&#62，&#60節(jié)拍&#62，&#60每分鐘節(jié)拍數(shù)&#62，&#60音軌個(gè)數(shù)&#62[1]Pn[n]Pn說明調(diào)號(hào)占用一個(gè)字符，必須為A、B、C、D、E、F、G，否則視為C調(diào)；節(jié)拍取值如下，2/4，3/4，4/4，3/8，6/8每分鐘節(jié)拍數(shù)表示每分鐘演奏的節(jié)拍總數(shù)，取值在40-200之間，否則視為120；音軌個(gè)數(shù)表示此歌曲聲部數(shù)。如三聲部，可將其設(shè)置為3。與之相應(yīng)，n=3；[n]后面的是表示音軌的音樂信息，即為上面轉(zhuǎn)化好的音樂符號(hào)；Pn表示設(shè)置音色，取值在0-127之間；其他的字符，視為非法字符；考慮到人的接受能力，人為統(tǒng)一的規(guī)定調(diào)號(hào)為C調(diào)，節(jié)拍8/8拍，每分鐘節(jié)拍數(shù)為180；將轉(zhuǎn)換好的音樂符號(hào)存入臨時(shí)MIDI(音符格式)文本文件“MIDIout.txt”中；四、將“音符”文件轉(zhuǎn)換為MIDI(音符格式)樂曲由于MIDI(音符格式)文件包含頭塊和音軌塊兩部分；其格式一般如下MIDI(音符格式)文件頭結(jié)構(gòu)struct MH{char Midild[4]；MIDI文件標(biāo)志MThdlong length 頭塊結(jié)構(gòu)信息長(zhǎng)度int format存放的格式int ntracks； 音軌數(shù)目int PerPaiNum； 每節(jié)計(jì)算器值}；音軌頭結(jié)構(gòu)struct TH{char Trackld[4]；磁道標(biāo)志MTrklong length；信息長(zhǎng)度}從“音符”文件中接受到數(shù)據(jù)后，將其翻譯成MIDI(音符格式)文件代碼，然后按照MIDI(音符格式)文件的規(guī)定，加上文件頭和音軌頭，寫入樂曲文件中，形成MIDI(音符格式)文件。
全文摘要
本發(fā)明一種將圖像信息轉(zhuǎn)換成音樂的方法,該方法的步驟是:首先,讀取選定圖像的各種信息,將其分別存入各自的數(shù)據(jù)文件中;其次是本著忠實(shí)于圖像原始信息的原則對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;然后將處理后的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為音樂符號(hào)并存入MIDI(音符格式)文本文件中;最后對(duì)MIDI(音符格式)文本文件轉(zhuǎn)化為MIDI(音符格式)樂曲輸出。使人們?cè)谛蕾p圖畫的同時(shí)也能夠從聽覺上感受圖像所帶來的效果;利用“1/f”波動(dòng)理論幫助人們理解圖像與音樂之間的關(guān)系。
文檔編號(hào)G06F17/00GK1287320SQ9911957
公開日2001年3月14日 申請(qǐng)日期1999年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月3日
發(fā)明者毛峽 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)