[发明专利]音频校正方法和音频校正器

说明书

本发明属于电子乐器技术领域，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F0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，F0为基频频率（采样音频信号得到的），如果F0落在123H2与131H2的中间（即分界线上）或者F0在F0±△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。

本发明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。

本发明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第一次采样计数;

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;然后中央微处理器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第二次采样计数;

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，然后中央微处理器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第三次采样计数;

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，将采样到的音阶频率数据进行音频校正，输出标准音阶频率数据。

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或往小的方向读取。

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I1、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的中断信号端由定时器CTC输出经非门I6接供。