[发明专利]音乐伴奏装置的自动跟调方法暨系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种音乐伴奏装置的自动跟调方法以及系统的创新设计。

背景技术

一般人在有音乐伴奏(如伴唱机)的情形下唱歌时，往往会因为伴奏音乐的音调过高或过低而失去音准，这样当演唱者的歌声音调跟不上伴奏音乐的音调时，便造成歌声与音乐声不协调的情形，进而大幅影响歌唱的效果。

有鉴于此，目前虽有相关技术人员针对上述问题研发出能够让音乐伴奏装置随着演唱者歌声音调而改变伴奏音乐音调的设备；但其采用的技术特点，是必须测量演唱者歌声音调一预定时间周期，再通过运算获取此时间周期的“平均音调”，再透过该“平均音调”与一匹配伴奏音乐的参考音调加以比较以提供一失配讯号，进以转变伴奏音乐的音调；然而，此种现有音乐伴奏的自动跟调方法，对于演唱者歌声音调的计算是取一段时间周期的音调加以计算而获得一平均值(即平均音调)，所以，每次获得一个平均值的时间点间隔(如5秒)已然造成对比上产生明显延迟的情形，若再加上计算、对比所需的时间，则延迟的情形将更加明显，因此，该现有音乐伴奏的自动跟调方法于实际应用经验中发现，其改变伴奏音乐音调以符合演唱者音调的过程并无法达到较佳的实时性，往往必须等待演唱者唱完一句歌词之后，在下一句歌词进行时才会达成音乐音调的转变；且上述现有方法为两个固定点数值的对比，难以获得较高准确性的移调值，这样显然不足适应使用者最期盼的需求，有再加以改善突破的空间存在。

所以，针对上述现有音乐伴奏装置的自动跟调方法使用上所存在的问题，如何研发出一种能够更具理想实用性的创新构造，是有待相关技术人员再加以思索突破的目标及方向。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明主要目的在于提供一种音乐伴奏装置的自动跟调方法，使人们唱歌时，能根据演唱者的音调，即时且自动地调整伴奏歌曲的音调，以减少歌声失去音准的机会，并适合自己歌唱的音域。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：提供一音调估测器，将使用者的声音每隔一段预定时间计算其基本频率；在一音阶序列记录器中，将使用者声音的基本频率转为使用者音阶序列，并记录；通过一音阶匹配器对比使用者音阶序列与预定乐谱的主旋律音阶序列的差异性；且该音阶匹配器利用类似动态时间扭曲或校准的方式对比使用者音阶序列与主旋律音阶序列的差异性；再利用一移调判断器决定伴奏音乐是否须移调及何时移调，若需移调，则自动调整一音乐合成器中的音阶参数，最后音乐合成器是将以数位记录的乐谱合成实际的音乐波形，然后与使用者歌声一起经混音器、喇叭输出。

上述创新独特设计，使用者的歌声音调计算方式采用每一小段时间计算一次的方式，再由该音阶序列记录器将使用者声音的基本频率转为使用者音阶序列；也就是说，本发明是对比主旋律音阶序列及使用者歌声音阶序列，所述音阶匹配器对比一段音阶序列的匹配程度，属于动态对比音阶曲线的模式，并输出其最佳匹配时的音阶差，因为该音阶匹配器是动态对比一段时间的音阶序列曲线，因此所得的移调值具有较高的准确性，能够获得最佳的音调调整效果，更符合使用者的所需。再者，本发明的技术特点是直接取得已记录歌曲的主旋律，并无需复杂的运算过程，具有较低的系统运算量，占用较低的系统资源，所以整体具有较高的运作效率和实时性，可大幅改善现有系统延迟的问题，达到更加实用好用的进步性。

附图说明

图1为本发明音乐伴奏装置的自动跟调方法的系统方块图。

图2为本发明的音阶匹配器动作流程的方块示意图。

图3为本发明的使用者音阶序列与主旋律音阶序列作校准的状态图。

具体实施方式

请参阅图1、图2所示，本发明音乐伴奏装置的自动跟调方法的较佳实施例，此等实施例仅供说明之用，在专利申请上并不受此结构的限制；所述自动跟调方法包括：

如图1所示，首先将使用者的声音每隔一小段时间(约0.1秒)，经由一音调估测器11计算其基本频率(Fundamental Frequency)，该音调估测器11是计算此段声音的基本周期或频率，它可由计算最大值的自相关函数(autocorrelationfunction)获得或在频谱上由峯值(Peak Value)的相关位置及间距而得到，基本周期与频率的关系是：

基本频率＝取样频率/基本周期

该取样频率是声音每秒取样的样本点数，接着在一音阶序列记录器12中，将一连串使用者输入声音的基本频率转为使用者音阶序列121，并加以记录，音阶与频率的关系如下：