产生具有主旋律及伴奏旋律的音乐文件的方法.pdf

一种产生具有主旋律及伴奏旋律的音乐文件的方法，该音乐文件包含多个于执行该音乐文件时可同时执行的音轨，该方法包含藉由选取多个音符的音高及音长建立一主旋律音轨，选取伴奏旋律的风格，从一存储器撷取符合选取的风格的伴奏音轨，以及结合该主旋律音轨以及所撷取的伴奏音轨以产生该音乐文件。

1.  一种产生具有主旋律及伴奏旋律的音乐文件的方法，该音乐文件包含多个于执行该音乐文件时可同时执行的音轨，该方法包含下列步骤：
(a)藉由选取多个音符的音高及音长建立一主旋律音轨；
(b)选取伴奏旋律的风格；
(c)从一存储器撷取符合步骤(b)选取的风格的伴奏音轨；以及
(d)结合该主旋律音轨以及步骤(c)撷取的伴奏音轨以产生该音乐文件。

2.  如权利要求1所述的方法，其另包含选取该伴奏旋律的音调。

3.  如权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)撷取的伴奏音轨是依据该选取的风格从储存在该存储器的数据库中撷取出来。

4.  如权利要求1所述的方法，其另包含依据步骤(a)选取的该多个音符的音长，将该主旋律音轨分割成多个小节。

5.  如权利要求4所述的方法，其另包含下列步骤：
(e)针对该主旋律音轨的每一小节由该伴奏旋律选取一音调。

6.  如权利要求5所述的方法，其另包含将步骤(c)选取的伴奏音轨的每一小节的音调调整为符合步骤(e)选取的音调。

7.  如权利要求1所述的方法，其中该音乐文件是为音乐乐器数字接口(MIDI)文件。

8.  一种音乐编辑设备，用来实施如权利要求1所述的方法。

9.  一种可产生具有主旋律及伴奏旋律的音乐文件的计算机设备，该音乐文件包含多个于执行该音乐文件时可同时执行的音轨，该计算机设备是包含：
多个输入键，用来藉由选取多个音符的音高及音长以输入一主旋律音轨，以及选取伴奏旋律的风格；
一存储器，用来储存伴奏旋律的各种风格的伴奏音轨；以及
一处理器，用来结合该主旋律音轨与相对应于选取的风格的伴奏音轨，以建立该音乐文件。

10.  如权利要求9所述的计算机设备，其中，该音乐文件是为一音乐乐器数字接口文件。

产生具有主旋律及伴奏旋律的音乐文件的方法
技术领域
本发明涉及一种建立带有多音轨的音乐文件的方法，特别涉及一种产生具有主旋律及伴奏旋律的音乐文件的方法。
背景技术
随着如手机的电子设备的快速发展，使用者喜欢以特殊的歌曲或旋律使其电子设备具有个人独特的风格。音乐乐器数字接口(MIDI)就是一个相当普遍地用来产生音乐文件的接口。每一个MIDI文件都可包含复合音轨，而每个音轨包含不同乐器的音乐。MIDI文件中的一个音轨常常是用来储存一主旋律，而其它音轨用来储存伴奏旋律。
请参阅图1，图1为已知MIDI文件30的一基础结构示意图。在图1中，MIDI文件30包含一连续的数据位，每一数据位以十六进位格式表示。图1的MIDI文件30包含一文件标头32、第一音轨36、第二音轨38以及第三音轨40。文件标头32包含一用来指示音轨数的音轨指示器34。假设有三个音轨，音轨指示器34就会显示数字“3”。每一个音轨36、38、40可用来储存不同乐器的音符，也就是说图1的MIDI文件30可包含演奏三种不同乐器的音乐。文件标头32亦包含一四分音符记号指示器35，四分音符记号指示器35可代表一个四分音符持续多少个速度记号(clock tick)的时间。在此例中，7816(下标的16表示十六进位)个速度记号(相当于十进位数的12010)相当于一个四分音符的长度。在图1的例子中，第一音轨36用来储存正文与其它信息。第一音轨36包含一用来指示一个四分音符持续时间的节拍指示器37，而节拍指示器37包含六位。其中，前三个位“FF 51 03”组成播放项目类型指示器(event type indicator)。播放项目类型指示器之后的三位则表示音符的持续时间应该有多少个百万分之一秒，在图1中，播放项目类型指示器之后的三位为“09 27 CO”(相当于600,00010)，表示持续时间为0.6秒(亦即一个四分音符的时间长度)。
MIDI文件30的第二音轨38及第三音轨40分别是两个不同音轨。举例来说，第二音轨38可代表一主旋律，而第三音轨40则代表伴奏音轨。其它附加伴奏音轨可依照使用者的喜好加入到MIDI文件30中。
然而先前技术方法来产生MIDI文件30是一段冗长，使人厌烦的过程。使用者不仅在主旋律音轨也要在每一附加伴奏音轨产生个人音符，但又并不是每一个人都具备创作主旋律及一可接受伴奏音轨群的乐理知识。除此之外，有能力创作者也可能因为产生许多音轨所需的时间过于冗长而提前放弃。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种产生音乐文件的方法，以解决上述的问题。
本发明是提供一种产生具有主旋律及伴奏旋律的音乐文件的方法，该音乐文件包含多个在执行该音乐文件时可同时执行的音轨，该方法包含藉由选取多个音符的音高及音长以建立一主旋律音轨，选取伴奏旋律的风格，从一存储器撷取符合选取的风格的伴奏音轨，以及结合该主旋律音轨以及所撷取的伴奏音轨以产生该音乐文件。
本发明的优点在于，使用者仅靠编辑主旋律及选择伴奏旋律风格即可产生MIDI文件，因此使用者能快速且容易地产生自己的歌曲，而不需要丰富的乐理知识。
附图说明
图1是为已知MIDI文件的一基础结构示意图。
图2是为本发明的使用者的一主旋律示意图。
图3是为图1的MIDI文件的第二音轨的详细示意图。
图4是为显示第二音轨的每一播放项目播放时的示意图。
图5是为图2中已分割成小节的主旋律示意图。
图6是为图4的储存有声音符(note-on)项目于缓冲区的示意图。
图7是主旋律的小节音调以及指定转变的伴奏音调。
图8是表示转换本发明伴奏的音调。
图9是为转换本发明伴奏音轨的该音调的示意图。
图10是为从C调转换成其它音调的偏移量(offset)示意图。
图11是为本发明方法的产生MIDI文件的流程图。
图12是为本发明方法的计算主旋律的总小节数(图11流程图的步骤150)的程图。
图13是为本发明方法的结合主旋律及伴奏音轨(图11流程图的步骤200)的流程图。
附图符号说明
30MIDI文件          32文件标头
34音轨指示器        35四分音符记号指示器
36第一音轨          37节拍指示器
38第二音轨          40第三音轨
50音轨标头          52播放时间长度位
54无音符播放项目    56音符播放项目
60主旋律            62第一小节
64第二小节          70音调转换器
72存储器            74伴奏数据库
具体实施方式
本发明藉由自动地将伴奏音轨附加到使用者所产生的主旋律音轨中，以简化产生MIDI文件地过程。举例来说，使用者可以使用手机或计算机里的编辑软体来产生MIDI文件。
请参阅图2，图2是为使用者以本发明输入的主旋律60的示意图。图2显示儿歌“小星星”的前七个音符作为主旋律60的范例。在产生一主旋律60的过程中，使用者会先通过一接口，让使用者选择音符的长短(如全音符、二分音符、四分音符等等)以及音高(如A、C、G等等)。使用者以一次增加一个音符的方式直到完成图2的主旋律60。一旦主旋律60输入完成，主旋律60会转换成标准MIDI音轨格式。
请回头参阅图1。图1的MIDI文件30包含第一音轨36、第二音轨38及第三音轨40。为了显示主旋律60是如何转换成MIDI文件30的一MIDI音轨，以下将以第二音轨38作为说明。请参阅图3及图4。图3是为图1的MIDI文件30的第二音轨38的详细示意图。图4是为显示第二音轨38的每一播放项目播放时的示意图。假设第二音轨38是使用者所产生的主旋律60。本发明首先需要分析主旋律60以产生以主旋律60为基础的第二音轨38。第二音轨38包含一音轨标头50、多个播放时间长度(delta time)位52、多个无音符播放项目54及多个音符播放项目56。播放时间长度位52会放在每个无音符播放项目54及音符播放项目56之前，以显示在该项目的前一项目所播放的时间。因为无音符播放项目54在第二音轨38中并不会播放任何音符，所以每个无音符播放项目54前的播放时间长度位相当于“00”。另外，使用者可改变播放时间长度位52的内容以调整有声音符项目56的时间长度。举例来说，若要设定音符播放项目56的播放长度相当于一四分音符，则将播放时间长度位52设定为“78”，表示播放时间长度位52具有7816(相当于12010)个速度记号(clock tick)的时间长度。
图4显示所有的无音符播放项目54以及音符播放项目56。图4的七列分别显示播放项目、播放时间长度位52、播放顺序、播放项目的内容、项目播放长度、音符类型以及播放项目类型。播放时间长度位52显示前一项目与目前项目间的时间长度。项目播放长度表示每一项目的播放时间有多长。图4显示了三个不同项目类型。无音符播放项目54不会影响可听见的音符(audible notes)，有声音符项目表示为新音符的起始，而无声音符项目表示为音符的结束。
为更进一步说明图4的项目，将简短描述一下前六个项目的内容。前两个项目为无音符播放项目，在每一个无音符播放项目前面都有一个“0x00”(十六进位)的播放时间长度位。
第三个播放项目是为有声音符项目，其播放时间长度为“0x78”，且其之前一播放项目(第二个播放项目)的播放时间长度是为“0x00”。第三个播放项目的位组内容为“90 3C 64”，其中“3C”表示正被播放的有声音符项目的音高，而“64”表示正被播放的有声音符项目的音量。我们可藉由观察下一个音符播放项目的播放时间长度位52的内容，亦即“0x78”，就可以确定目前播放的有声音符项目的播放长度相当于“0x78”，即为四分音符的长度。
第四个播放项目是为无声音符项目，其播放时间长度位为“0x78”，且其的前一播放项目(第三个播放项目)的播放时间长度是为“0x78”。第四个播放项目的位组内容为“90 3C 00”，其中“00”表示正被播放的无声音符项目的音量为零音量。因为下一个音符播放项目的播放时间长度位52的内容为“0x00”，所以可以判断第四个播放项目的播放时间为零。
第五项目为有声音符项目，有“0x00”的播放时间长度位在前面。接下来的播放时间长度位52为“0x78”，所以第五项目为另一个四分音符。事实上，第五项目的前一个音符停止播放后，会立刻重复播放前一音符。
第六项目为无声音符项目，有“0x78”的播放时间长度位在前面。第六项目会终止从第五项目开始的音符。因此，到目前为止，共有两个音高、长度相同的音符已播放出来。这就相当于图2所播放的前两个音符。
请参阅图5，图5是为图2中已分割成小节的主旋律示意图。由于4/4拍是目前电子设备的歌曲中最常使用的拍子，所以一般常用4/4拍的架构来组成第一小节62与第二小节64，并产生主旋律60。第一小节62包含四个四分音符，第二小节则包含两个四分音符及一个二分音符。
请参阅图6，图6是为图4的储存有声音符(note-on)项目于缓冲区的示意图。使用者产生主旋律60后，会将每一个音符所代表的有声音符项目的位组、每一个有声音符项目对应的播放时间长度与每一个有声音符项目所位于的小节都储存到缓冲区。例如，第一个音符的音调为“3C”，该音符会转换成十进位数“60”。第一个音符播放项目的播放时间长度则为“0x78”(表示0.6秒)。第一小节的项目缓冲区内会有四个四分音符，而第二小节的项目缓冲区内会有两个四分音符及一个二分音符。
一旦将主旋律60分割成数小节，并写入MIDI文件30的音轨中(即为本例第二音轨38)，使用者就可以马上为主旋律60的每一小节输入伴奏音轨音调。假如主旋律60的音调转换了，只要设定对应的伴奏小节所要改变的音调，就可以改变对应伴奏的音调。请参阅图7，图7是主旋律的小节音调以及指定转变的伴奏音调。如图7的例子所示，第一小节62的伴奏音调为D调，而第二小节64的伴奏音调为E调。
除了指定对应于主旋律60的每一小节的伴奏的音调外，使用者也可以要求选择音乐的风格如爵士乐、舞曲等。依据使用者所选择的风格作为基础，可由数据库撷取出伴奏的小节。为了简化说明，数据库仅储存C调的伴奏小节(accompaniment measure)，其它的伴奏音调则可由C调的伴奏小节中作转换。请参阅图8，图8是表转换本发明伴奏的一音调。在存储器72内的伴奏数据库74则储存包括了对应于每一个伴奏旋律风格的伴奏小节，而音调转换器70会将这些伴奏小节转换为伴奏旋律音调。举例来说，要将伴奏音调C转换至D，需要增加两个半音。因此，可将数据库撷取出来的伴奏小节中控制音高的栏位内原有的数值都加上“2”，以表示提高两个半音。
请参阅图9，图9是为转换本发明伴奏音轨的音调的示意图。主旋律60的第一小节62需要一个D调的伴奏和弦。所以需要把原先C调的伴奏小节转换成D调。所以会在伴奏音轨的每一音符的音高栏位内的数值再加“2”，也就是说把C调提高两个半音而成为转换D调。请参阅图10，图10是为从C调转换成其它音调的偏移量示意图。举例来说，为了将C调转换成A调，由于A调比C调高9个半音，所以原先C调的每一音符的音高栏位内的数值都必须增加“9”，换个角度来看，A调也可以视为比C调低3个半音，所以可将原先C调的每一音符的音高栏位内的数值减少“3”。
请参阅图11，图11是为本发明方法的产生MIDI文件30的流程图。以下将说明流程图的步骤。
步骤140：开始：
步骤142：使用者选取每一音符的音高及长度来编辑主旋律60的音符
步骤144：确定使用者是否完成编辑主旋律60；若是，执行步骤150；若否，执行步骤142；
步骤150：计算主旋律60的总小节数；执行步骤194；
步骤194：使用者编辑对应于主旋律60的每一小节的伴奏音调；
步骤196：确定使用者是否完成编辑伴奏音调；若是，执行步骤198；若否，执行步骤194；
步骤198：使用者选择伴奏的音乐风格，如爵士乐、舞曲等；
步骤200：将主旋律60与依据伴奏的风格及音调所选择的伴奏小节结合，并输出为MIDI文件30；至步骤250；以及
步骤250：结束。
请参阅图12，图12是为本发明方法的计算主旋律的总小节数(图11流程图的步骤150)的流程图。流程图的步骤说明如下。
步骤152：开始；
步骤154：计算以四分音符为单位的一个小节的播放时间；
步骤156：读取主旋律音轨；
步骤158：确定是否已到达主旋律音轨的结尾；若是，执行步骤176；若否，执行步骤160；
步骤160：读取下一个播放时间长度位；
步骤162：读取下一个音轨项目；
步骤164：确定此项目是否为音符播放项目；若是，执行步骤168；若否，执行步骤166；
步骤166：计时器(timer)累计先前所有的播放时间长度位的播放时间；执行步骤158；
步骤168：计算此项目的播放时间；
步骤170：确定此项目是否超过目前小节的播放时间；若是，执行步骤172；若否，执行步骤174；
步骤172：产生下一个小节的缓冲区；
步骤174：将此项目放至对应的缓冲区；执行步骤166；以及
步骤176：结束。
请参阅图13，图13是为本发明方法的结合主旋律及伴奏音轨(图11流程图的步骤200)的流程图。流程图的步骤说明如下。
步骤202：开始；
步骤204：开启MIDI文件30，准备写入；
步骤206：将MIDI文件标头32写入；
步骤208：确定是否所有音轨已写入MIDI文件30；若是，至步骤220；若否，至步骤210；
步骤210：为目前的音轨写入音轨标头；
步骤212：确定是否用于每一小节的数据已写入目前的音轨；若是，回步骤208；若否，至步骤214；
步骤214：读取伴奏的风格及音调，使伴奏音调能对应于目前的小节；
步骤216：依据选取的音调来转换小节的伴奏音调；
步骤218：将此小节的数据写入MIDI文件30；回步骤212；
步骤220：关闭程式以结束写入程序；
步骤222：结束。
相较于已知技术，本发明方法让使用者仅藉由编辑一主旋律，为主旋律的每一小节选取一伴奏音调，以及选择伴奏的乐风即可产生一MIDI文件。此项改进让使用者可迅速且轻松地制作自己的歌曲。除此之外，即使使用者无音乐理论的知识也可以产生精致的音乐文件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。