專利名稱：一種音效文件播放方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種音效文件播放方法及其裝置，將音效文件作為音色庫(kù)的音色，通過波表合成方法來播放，不僅可以靈活控制所播放音效的個(gè)數(shù)和播放順序，還可以通過波表合成中的各種參數(shù)來調(diào)整音效的輸出效果，達(dá)到了靈活播放音效的目的。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，最具影響力、最常用的音色庫(kù)格式是SF2(SoundFontversion2)。SF2音色庫(kù)結(jié)構(gòu)由字段組成，字段分層排列，最上層字段包括三個(gè)字段信息字段、數(shù)據(jù)字段、音色庫(kù)參數(shù)信息字段，其中信息字段包括版本信息；目標(biāo)聲音的名稱；音色庫(kù)名稱；ROM的名字；ROM的版本信息；創(chuàng)建該音色庫(kù)的時(shí)間；音色的作者信息；音色庫(kù)所屬的公司信息；版權(quán)信息；音色庫(kù)的注釋信息；用來創(chuàng)建音色庫(kù)的工具信息；版本信息。數(shù)據(jù)字段包含音色庫(kù)的聲音采樣數(shù)據(jù)。音色庫(kù)參數(shù)信息字段包括音色信息，如音色名、音色號(hào)、所屬音色庫(kù)號(hào)等信息；音色序號(hào)列表信息；音色調(diào)制器列表信息；音色產(chǎn)生器列表信息；樂器名等信息；樂器序號(hào)信息；樂器調(diào)制器信息；樂器產(chǎn)生器信息；采樣數(shù)據(jù)的信息。
SF2音色庫(kù)的產(chǎn)生主要針對(duì)樂器指令數(shù)字化接口(MIDI)格式的音樂，MIDI音樂格式中由一系列事件(events)組成，其中指定了一系列音符的音色、音高、音量、發(fā)音時(shí)間長(zhǎng)短等信息。而合成每個(gè)音符的信息就存儲(chǔ)在音色庫(kù)中。在一個(gè)音色庫(kù)的結(jié)構(gòu)中可能同時(shí)存在多個(gè)不同標(biāo)示(ID)的庫(kù)，每個(gè)庫(kù)中會(huì)包含很多種音色，而每種音色下面又會(huì)包含很多用于合成其聲音效果的采樣數(shù)據(jù)及參數(shù)，每個(gè)采樣數(shù)據(jù)可能用于合成這種音色的不同音域范圍。
播放一個(gè)音色時(shí)，用于合成音色的采樣數(shù)據(jù)、調(diào)制采樣數(shù)據(jù)的參數(shù)和一些相關(guān)信息分布在音色庫(kù)中不同層的不同字段里，所以播放音樂時(shí)需要一個(gè)比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)和參數(shù)提取過程。播放一個(gè)音色時(shí)至少要知道合成該音色所用的采樣數(shù)據(jù)在音色庫(kù)中的位置和用來調(diào)制這些采樣數(shù)據(jù)從而合成該音色的調(diào)制參數(shù)信息。而播放MIDI音樂時(shí)大部分情況下是多種音色混合播放的，所以播放MIDI音樂的過程更為復(fù)雜。
獲得音色的采樣數(shù)據(jù)和調(diào)制參數(shù)的過程如下從音色信息字段獲得該音色庫(kù)包含的所有音色的音色號(hào)等信息；播放音色時(shí)，通過它的音色號(hào)和所在的音色庫(kù)號(hào)來尋找到它所對(duì)應(yīng)的采樣數(shù)據(jù)在音色庫(kù)中的位置；從音色信息字段得到合成該音色所需要的參數(shù)在音色序號(hào)列表信息字段中的位置；從音色產(chǎn)生器列表信息字段得到合成音色所需的參數(shù)。最后將所有的采樣數(shù)據(jù)和調(diào)制參數(shù)送到播放模塊進(jìn)行播放。
請(qǐng)參閱圖1，現(xiàn)有技術(shù)中音效文件的播放方法是直接將音效文件的數(shù)據(jù)混音，經(jīng)過變換處理，然后送到播放模塊進(jìn)行播放，在播放前對(duì)音效的輸出效果只能做有限的調(diào)整，如變調(diào)處理(采樣率變換)、濾波處理(高通、低通、帶通濾波)以及音量調(diào)整等簡(jiǎn)單處理，而且因?yàn)椴シ乓粜募耐ǖ烙邢?，所以能夠同時(shí)播放的音效數(shù)目有限。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種音效文件播放方法及其裝置，能同時(shí)播放多個(gè)音效文件。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種音效文件播放方法及其裝置，能靈活方便調(diào)整音效的播放效果。
為完成本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的總體技術(shù)方案為一種音效文件播放方法，至少包括以下步驟
步驟1、將要播放的音效作為音色庫(kù)的音色采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)音色庫(kù)；步驟2、利用音色庫(kù)中的音效或調(diào)整音色庫(kù)中音效的合成參數(shù)，產(chǎn)生音效播放的各種效果；步驟3、根據(jù)所生成的音色庫(kù)制作樂器指令數(shù)字化接口音樂文件；步驟4、通過樂器指令數(shù)字化接口音樂文件，從音色庫(kù)文件中找出對(duì)應(yīng)的音效采樣數(shù)據(jù)并進(jìn)行合成；步驟5、將合成后的音效送到播放模塊進(jìn)行播放。
所述步驟1中的音色庫(kù)為三層，第一層為同標(biāo)示的音色庫(kù)，音色庫(kù)由不同的音效信息組成，第二層為音效信息，音效信息由音效文件構(gòu)成的音色采樣數(shù)據(jù)組成，第三層為音色采樣數(shù)據(jù)。
所述步驟2中的波表合成參數(shù)至少包括按下、衰減、延續(xù)和釋放階段的參數(shù)。
所述步驟2中的調(diào)整音色庫(kù)中每種音效的波表合成參數(shù)具體包括調(diào)整按下、衰減段曲線的陡峭程度、延續(xù)段曲線幅度高低和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短或釋放段曲線的陡峭程度。
所述步驟2中的參數(shù)還可以包括濾波器參數(shù)、低頻振蕩器參數(shù)或回音效果參數(shù)。
所述步驟3中的音效播放的各種效果包括混疊播放、變調(diào)播放、拖長(zhǎng)播放和循環(huán)播放。
所述步驟5包括混合播放音效的步驟，具體包括以下步驟步驟51、設(shè)置要播放的音色，并開始播放對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)的音效；步驟52、設(shè)置要播放的下一個(gè)標(biāo)號(hào)的音色，并開始播放與該音色對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)的音效；步驟53、判斷是否混合播放新的音效，需要?jiǎng)t重復(fù)步驟1，否則結(jié)束播放。
一種音效文件播放裝置，包括音色庫(kù)、音樂解析模塊和播放模塊，該裝置還包括一可以合成各種不同音效的模塊，它連接音樂解析模塊和播放模塊，用于利用音色庫(kù)中的音效或調(diào)整音色庫(kù)中音效的參數(shù)，產(chǎn)生音效播放的各種效果。
所述可以合成各種不同音效的模塊具體包括一波表庫(kù)，它存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，用于錄制各種真實(shí)樂器所能發(fā)出的所有聲音；一包羅曲線合成器，用于根據(jù)聲學(xué)測(cè)試所得聲音發(fā)聲包絡(luò)模型模擬樂器發(fā)聲過程；一波形生成器，用于生成波形；和一波表合成器，它連接包羅曲線合成器和波形生成器，用于通過調(diào)整包絡(luò)曲線的參數(shù)或添加和調(diào)節(jié)聲音所經(jīng)過的濾波器的參數(shù)，改變聲音的發(fā)音效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和友誼效果，本發(fā)明將所要播放的音效文件作為自定義音色庫(kù)的音色采樣文件，構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的音色庫(kù)文件，播放時(shí)，通過MIDI音樂驅(qū)動(dòng)，將音效文件作為音色庫(kù)的一種音色就可以制作各種MIDI樂曲，并按照波表合成的方法來播放，靈活調(diào)整音效的輸出效果，如多種音效的混疊播放、變調(diào)播放、拖長(zhǎng)播放和循環(huán)播放等。雖然本發(fā)明的方法較現(xiàn)有技術(shù)的直接播放音效的方法稍復(fù)雜些，但卻可以靈活地同時(shí)播放并調(diào)整播放效果，滿足了當(dāng)前對(duì)音效播放的實(shí)際要求，多個(gè)音效(wave)文件可以同時(shí)播放，而且還可以靈活方便地調(diào)整音效文件播放效果。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)音效播放過程示意圖；圖2為本發(fā)明的主流程圖；圖3為音效的音色庫(kù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為波表合成中的包絡(luò)曲線圖；圖5為波表合成后的聲音文件波形圖；圖6為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明的主流程圖，首先將要播放的音效文件作為音色庫(kù)的音色采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)音色庫(kù)。本發(fā)明將所要播放的音效文件作為自定義音色庫(kù)的音色采樣文件，構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的音色庫(kù)文件。
請(qǐng)參閱圖3，本發(fā)明的音效的音色庫(kù)的結(jié)構(gòu)示意圖，每個(gè)音色庫(kù)由音色組成，音色有采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成，在一個(gè)音色庫(kù)的結(jié)構(gòu)中可能同時(shí)存在多個(gè)不同標(biāo)示號(hào)(ID)的庫(kù)，每個(gè)庫(kù)中會(huì)包含很多種音色，而每種音色下面又會(huì)包含很多用于合成其聲音效果的采樣數(shù)據(jù)及參數(shù)，這些采樣數(shù)據(jù)就是音效文件。音色庫(kù)分為三層，第一層為同標(biāo)示的音色庫(kù)，音色庫(kù)由不同的音效信息組成，第二層為音效信息，也就是音色信息，音色信息如音效信息1，音效信息2，音效信息n，音效信息由音效文件構(gòu)成的音色采樣數(shù)據(jù)組成，第三層為音色采樣數(shù)據(jù)。
然后，利用音色庫(kù)中的音效或通過調(diào)整音色庫(kù)中每種音效的波表合成參數(shù)，產(chǎn)生音效播放的各種效果。波表(WAVE TABLE)用于在存儲(chǔ)器中將各種真實(shí)樂器所能發(fā)出的所有聲音錄制下來，存貯為一個(gè)波表文件。播放時(shí)，根據(jù)樂器指令數(shù)字化接口(MIDI)文件的音樂信息向波表發(fā)出指令，從波表中找出對(duì)應(yīng)的聲音信息，經(jīng)過合成、加工后播放出來。由于它采用的是真實(shí)樂器的采樣，所以效果很好。
請(qǐng)參閱圖4，在波表合成方法中包絡(luò)曲線有四段的，也有六段的。本發(fā)明以四段包絡(luò)曲線為例，四段包絡(luò)曲線的名稱分別為按下(Attack)、衰減(Decay)、延續(xù)(Sustain)、釋放(Release)，曲線的形狀是根據(jù)聲學(xué)測(cè)試得來的聲音發(fā)聲的包絡(luò)模型，模擬了樂器比如鋼琴發(fā)聲的過程，Attack為按鍵按下瞬間聲音急速上升到最大值，Decay是聲音到了頂峰后一般都會(huì)有的一個(gè)自然衰減，Sustain則是按鍵沒被放開過程中聲音的延續(xù)，Release是松開按鍵后聲音自然衰減到0的過程。
如圖5所示，在波表合成方法中，聲音信息被包絡(luò)曲線所調(diào)制，通過調(diào)整包絡(luò)曲線的參數(shù)就可以改變聲音的發(fā)音效果。如將Attack、Decay段調(diào)的陡峭，可使聲音效果變得尖利，而調(diào)整Sustain段幅度的高低和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短，可以改變聲音的大小和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，調(diào)整Release段的陡峭程度可以改變聲音拖尾聲音的強(qiáng)弱和時(shí)間長(zhǎng)短。
同時(shí)，音色庫(kù)中除了存儲(chǔ)可以調(diào)節(jié)波表包絡(luò)曲線的參數(shù)，還可以添加調(diào)節(jié)聲音所經(jīng)過的濾波器的參數(shù)，從而可以改變聲音的發(fā)音效果，還可以調(diào)整低頻振蕩器(LFO)的參數(shù)，使得音效的聲音有強(qiáng)弱的顫音感覺，還有回音效果等參數(shù)可以調(diào)節(jié)。
之后，根據(jù)所生成的音色庫(kù)制作樂器指令數(shù)字化接口(MIDI)音樂文件，通過MIDI音樂文件，從波表文件中找出對(duì)應(yīng)的音效采樣數(shù)據(jù)并進(jìn)行合成；MIDI音樂由很多事件(EVENT)組成，播放時(shí)按照時(shí)間順序被解析事件，用于播放特定音效的MIDI音樂要用工具軟件根據(jù)自己想要得到的聲音效果來制作，可以在播放音效的同時(shí)加入一些特殊效果。一個(gè)混合播放兩種音效的MIDI音樂實(shí)例結(jié)構(gòu)如表1所示表1混合播放兩種音效的MIDI音樂實(shí)例結(jié)構(gòu)表

MIDI中的幾種事件含義是位置(Pan)調(diào)整一個(gè)聲音在雙聲道中的位置；音量(Volume)調(diào)整音量大小，如聲音漸大漸??；音節(jié)調(diào)節(jié)(PitchBend)用于調(diào)節(jié)音調(diào)，如變調(diào)處理；音色改變(Program Channge)用于改變音色；重音(Expression)時(shí)間用于產(chǎn)生重音效果；平衡(Balance)用來平衡兩個(gè)聲源的音量。
比如用要播放的兩種音效構(gòu)成一個(gè)音色庫(kù)的兩種音色音色0和音色1，首先設(shè)置要播放的音色為0，并開始播放音效0，然后設(shè)置音色為1，并開始播放音效1，期間加入了一些調(diào)整聲音效果的事件，最后停止播放音效0和音效1。音效0和音效1開始播放的時(shí)間順序，可以由NoteOn事件的一個(gè)事件標(biāo)記來控制，這個(gè)時(shí)間標(biāo)記表示了后面一個(gè)NoteOn事件相對(duì)于前面一個(gè)NoteOn事件的延遲事件。
最后，將合成后的音效送到播放模塊進(jìn)行播放。
本發(fā)明提出了一種靈活播放音效(wave)文件的方法，將音效文件作為音色庫(kù)的音色，通過波表合成的方法來播放，音色庫(kù)和波表合成的方式可以同時(shí)播放多個(gè)音色，因?yàn)橐粋€(gè)音色庫(kù)中包含音色的個(gè)數(shù)是沒有限制的，當(dāng)然，包括的音色采樣越多，音色庫(kù)文件也就越大，實(shí)際應(yīng)用時(shí)要根據(jù)具體情況來制作，本發(fā)明能同時(shí)播放多種音效，并能靈活調(diào)節(jié)播放效果，不僅可以靈活控制所播放音效的個(gè)數(shù)和播放順序，還可以通過波表合成中的各種參數(shù)來調(diào)整音效的輸出效果，達(dá)到了靈活播放音效的目的。
請(qǐng)參閱圖6，本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明的音效播放裝置包括音色庫(kù)、音樂解析模塊和播放模塊，該裝置還包括一可以合成各種不同音效的模塊，它連接音樂解析模塊和播放模塊，用于利用音色庫(kù)中的音效或調(diào)整音色庫(kù)中音效的參數(shù)，產(chǎn)生音效播放的各種效果。
可以合成各種不同音效的模塊具體包括以下裝置一波表庫(kù)，它存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，用于錄制各種真實(shí)樂器所能發(fā)出的所有聲音；一包絡(luò)曲線合成器，用于根據(jù)聲學(xué)測(cè)試所得聲音發(fā)聲包絡(luò)模型模擬樂器發(fā)聲過程；一波形生成器，用于生成波形；和一波表合成器，它連接包羅曲線合成器和波形生成器，用于通過調(diào)整包絡(luò)曲線的參數(shù)或添加和調(diào)節(jié)聲音所經(jīng)過的濾波器的參數(shù)，改變聲音的發(fā)音效果。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種音效文件播放方法，其特征在于，該方法至少包括以下步驟步驟1、將要播放的音效作為音色庫(kù)的音色采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)音色庫(kù)；步驟2、利用音色庫(kù)中的音效或調(diào)整音色庫(kù)中音效的合成參數(shù)，生成音效播放的各種效果；步驟3、根據(jù)所生成的音色庫(kù)制作樂器指令數(shù)字化接口音樂文件；步驟4、通過樂器指令數(shù)字化接口音樂文件，從音色庫(kù)文件中找出對(duì)應(yīng)的音效采樣數(shù)據(jù)并進(jìn)行合成；步驟5、將合成后的音效送到播放模塊進(jìn)行播放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音效文件播放方法，其特征在于，所述步驟1中的音色庫(kù)為三層，第一層為同標(biāo)示的音色庫(kù)，音色庫(kù)由不同的音效信息組成，第二層為音效信息，音效信息由音效文件構(gòu)成的音色采樣數(shù)據(jù)組成，第三層為音色采樣數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音效文件播放方法，其特征在于，所述步驟2中的波表合成參數(shù)至少包括按下、衰減、延續(xù)和釋放階段的參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音效文件播放方法，其特征在于，所述步驟2中的調(diào)整音色庫(kù)中每種音效的波表合成參數(shù)具體包括調(diào)整按下、衰減段曲線的陡峭程度、延續(xù)段曲線幅度高低和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短或釋放段曲線的陡峭程度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音效文件播放方法，其特征在于，所述步驟2中的參數(shù)還可以包括濾波器參數(shù)、低頻振蕩器參數(shù)或回音效果參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音效文件播放方法，其特征在于，所述步驟3中的音效播放的各種效果包括混疊播放、變調(diào)播放、拖長(zhǎng)播放和循環(huán)播放。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音效文件播放方法，其特征在于，所述步驟5包括混合播放音效的步驟，具體包括以下步驟步驟51、設(shè)置要播放的音色，并開始播放對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)的音效；步驟52、設(shè)置要播放的下一個(gè)標(biāo)號(hào)的音色，并開始播放與該音色對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)的音效；步驟53、判斷是否混合播放新的音效，需要?jiǎng)t重復(fù)步驟1，否則結(jié)束播放。
8.一種音效文件播放裝置，包括音色庫(kù)、音樂解析模塊和播放模塊，其特征在于，該裝置還包括一可以合成各種不同音效的模塊，它連接音樂解析模塊和播放模塊，用于利用音色庫(kù)中的音效或調(diào)整音色庫(kù)中音效的參數(shù)，產(chǎn)生音效播放的各種效果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的音效文件播放裝置，其特征在于，所述可以合成各種不同音效的模塊具體包括一波表庫(kù)，它存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，用于錄制各種真實(shí)樂器所能發(fā)出的所有聲音；一包羅曲線合成器，用于根據(jù)聲學(xué)測(cè)試所得聲音發(fā)聲包絡(luò)模型模擬樂器發(fā)聲過程；一波形生成器，用于生成波形；和一波表合成器，它連接包羅曲線合成器和波形生成器，用于通過調(diào)整包絡(luò)曲線的參數(shù)或添加和調(diào)節(jié)聲音所經(jīng)過的濾波器的參數(shù)，改變聲音的發(fā)音效果。
全文摘要
本發(fā)明是一種音效文件播放方法及其裝置。方法包括將要播放的音效作為音色庫(kù)的音色采樣數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)音色庫(kù)；利用音色庫(kù)中的音效或調(diào)整音色庫(kù)中音效的合成參數(shù)，生成音效播放的各種效果；根據(jù)所生成的音色庫(kù)制作樂器指令數(shù)字化接口音樂文件；通過樂器指令數(shù)字化接口音樂文件，從音色庫(kù)文件中找出對(duì)應(yīng)的音效采樣數(shù)據(jù)并進(jìn)行合成將合成后的音效送到播放模塊進(jìn)行播放。本發(fā)明將所要播放的音效文件作為自定義音色庫(kù)的音色采樣文件，構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的音色庫(kù)文件，播放時(shí)，通過MIDI音樂驅(qū)動(dòng)，按照波表合成的方法來播放音效，本發(fā)明能靈活方便地調(diào)整音效的播放效果，并且能同時(shí)播放多個(gè)音效文件。
文檔編號(hào)G10H7/00GK1790478SQ200510129229
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者鄒曉紅, 趙原 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司