一种演唱和演奏的计算机实时分析系统

摘要

本发明涉及一种演唱和演奏的计算机实时分析系统，包括：声音信号的分段检包装置，声音信号时间域数据的实时记录、存储、显示和播放装置，短时快速傅里叶变换，绘制“时间—频率—强度”的联合图的装置，短时快速傅里叶变换，绘制“时间—频率”的实时频谱图的装置，声音的基音、泛音和共振峰的识别、分析处理和显示的装置，声音的节奏识别、分析处理和显示装置，根据基音、唱词、节奏和律制等信息，分析整理成曲谱并显示的装置：声音时间域和频率域信号修改、记录、存储、评估、显示、播放和传输的装置。本发明对声乐和器乐进行计算机实时可视化、系统而定量地测量和测试，并采用计算机图像和视频自动识别技术识别并指导演唱状态和演奏状态。

主权项

1.一种演唱和演奏的计算机实时分析系统，包括：声音信号的分段检包装置，用于根据声音信号，检测某个音到哪个位置转换成了另外一个音，或者严格限定分段步长，然后按照一定规则进行分段；声音信号时间域数据的实时记录、存储、显示和播放装置，用于根据声音信号的分段检包得到的数据序列，实时记录在内存中，并对这些数据进行存储和显示，获得声音的时间-幅度序列图，并实时发送给扬声器等发生设备进行播放；短时快速傅里叶变换，绘制“时间-频率-强度”的联合图的装置，对声音的时间域数据进行短时快速傅里叶变换，并由此得到“时间-频率-强度/功率”，即(声音音色)的联合图，其中“时间-频率-强度”的联合图用于反应声音音色的如下信息：声音的稳定性和抖动范围情况；声音的共振峰位置及其强度情况；声音的连续行进中，两个基音之间滑音的粘连情况；声音的基音和各泛音的强弱对比情况；声音的基音和各泛音的频率随时间的行进情况；短时快速傅里叶变换，绘制“时间-频率”的实时频谱图的装置，用于对声音的时间域数据，分段取数据，进行短时快速傅里叶变换，绘制“时间-频率”的实时频谱图；声音的基音、泛音和共振峰的识别、分析处理和显示的装置，用于对声音的时间域分段数据进行基音搜索、剔除噪声等一系列识别和分析处理之后，显示声音的基音的值，以及声音的基音跟所选定的律制下的最接近的音的频率偏差值，同时，根据音乐学中音分的定义，即时把这个频率偏差值转换为音分值，并加以显示；通过对频率曲线各个局部峰的搜索，并且根据音乐学的规律进行推算，可以实时分析获得声音的泛音信息，从而得到声音的共振峰状况；声音的节奏识别、分析处理和显示装置，用于对声音的时间域数据，采用时间域分析、频率域分析或“时-频”联合分析，实时获得声音的节奏及其变化；声音的基音序列的律制分析装置，用于由声音的基音序列对声音的律制进行分析，分析得到声音的曲谱是十二平均律、五度相生律、纯律，还是其他特别的律制体系；根据基音、唱词、节奏和律制等信息，分析整理成曲谱并显示的装置：由前述所获得的基音、唱词、节奏和律制等的信息，实时分析整理，获得含有各个音偏移的律制信息的曲谱序列；声音时间域和频率域信号修改、记录、存储、评估、显示、播放和传输的装置，用于对声音的时间域和频率域信号，不做任何修改，直接进行记录、存储、评估、显示、播放和传输；或基于一定的修改规则，对声音的时间域和频率域信号进行记录、存储、评估、显示、播放和传输。