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申请/专利权人：北京工业大学

摘要：本发明公开了一种基于和弦情感的动机发展多声部音乐生成算法，其核心模块包括：动机生成器、旋律生成器、和弦表达器。整体实现过程分为四个阶段：构建和弦组合库、选定和弦组合、生成多声部音符、合成总乐谱。本发明具有以下优点：1通过和弦约束的方式生成旋律声部与其他的多个声部，有效缓解了多轨音乐生成任务中多声部间的协调问题；2构建不同情感标签对应的和弦组合库，利用和弦组合奠定乐曲情感基调的性质，使生成的乐曲具有情感可控性；3采用动机发展的生成模式使旋律的生成更接近现实作曲家的作曲方式，进一步提升了生成音乐的可听性。

主权项：1.一种基于和弦情感的动机发展多声部音乐生成算法，其特征在于：通过和弦约束的方式生成旋律声部与其他的多个声部；算法的输入为情感标签，情感标签包含主情感标签与副情感标签，构建不同主情感标签对应的和弦组合库，在生成音乐过程中依据输入的主情感标签选定一套和弦组合，令其全程作为后续各声部生成的条件约束；构建了三个核心模块以用于实现各声部音符的生成；依据输入的副情感标签对各声部进一步微调，在配置各声部乐器、速度、调式等参数后合成最终的可读性乐谱；其中，所述的三个核心模块如下：一、动机生成器为保证所生成动机的多样性，拍号、弱起小节的拍数、每个单音的音高与时长均在合法的域内随机产生；其中，拍号由“24”、“34”、“44”这些拍号中产生；弱起小节的拍数R的合法域根据拍号所对应的每小节拍数x决定，它既不能过长，也要保证为14拍的倍数，即R需要满足： 对于单个音符m，其具有三个属性，即时长Duration、音高Pitch、音色Timbre；“时长”为音符延续的拍子数；“音高”为音符的音调；控制音色不变，通过时长与音高两个属性的变化对每个音符进行生成；基于乐理，定义“调内音集合”为指定调式a的音阶所包含音的集合，记为Ina；“和弦内音集合”为指定和弦b所包含音的集合，记为cInb；令C、D、E、F、G、A、B分别表示do、re、mi、fa、sol、la、si这7个音，那么C大调的调内音集合InC＝{C,D,E,F,G,A,B}，A大调的调内音集合InA＝{A,B,C#,D,E,F#,G#}，G和弦的和弦内音集合cInG＝{G,B,D}，D和弦的和弦内音集合cInD＝{D,F#,A}；任何一个拍号都对应一种节奏型，且具有对应的重音点；乐曲以小节为单位进行生成，每个小节由一个音符序列m构成，第i个音符的时长记为Dmi，音高记为Pmi；以24拍号、C大调、2小节长度的动机描述动机生成器的生成逻辑；记给定的和弦组合序列为cb，它是一个由和弦构成的序列，即“C,G,Am,……,F,C”；对于24拍号，其定义为，以四分音符为1拍，每小节2拍；因此其每小节有2拍，x＝2，重音点在于每小节的第0拍；每一个小节由cb中的1个和弦进行约束；Dmi遵循下列条件递归产生： 生成的总拍数填满x拍后停止递归，同时也保证每个音符的时长为14的倍数，时长最低为十六分音符的14拍；对于动机中的弱起小节，上式中的x＝R；此外，使用给定的和弦组合序列cb对音高的生成进行约束；对于由cb[k]即和弦组合序列中的其中某个和弦进行约束的小节，其Pmi遵循以下条件产生： 24拍中i＝0为重音点，即落在重音点上的音符的音高在指定和弦的和弦内音集合中随机产生，其他音符的音高在乐曲主调的调内音集合中随机产生；按照上述公式产生的时长与音高信息实例化所有音符，再将小节进行拼接，就得到了动机流，记为S0；S0为由2个小节所组成的序列，其中每个小节又是由多个音符组成的序列；当R≠0，即存在弱起小节时，由于弱起小节的溢出节拍，动机流最后一小节的后R拍音符需要去除；二、旋律生成器；S0中隐含着三个关键特征，即拍号、弱起小节拍数、句式；后续旋律的生成则需要依据这三个关键特征进行；现代流行乐有一个常用的曲式架构，我们命名为“起承转合”，即第一、二、四段乐句句式相似，第三段乐句的句式完全不同；首先，将S0作为旋律的第一段乐句；第二、四段乐句继承S0中的拍号、弱起小节拍数、句式三个属性，同时，所有的音高均遵循公式3重新产生；特别地，由于第二、四段乐句的特殊性，其句尾需要收束在约束和弦上，因此，其最后一个音符的音高需要在指定和弦的和弦内音集合中随机产生；对于第三段乐句，则仅继承S0中的拍号、弱起小节拍数，所有音符的时长与音高都需要依据公式2、公式3重新进行产生；由此得到的四段乐句进行拼接，即为乐曲的旋律声部流，记为S1；三、和弦表达器；应用了三种和弦表达方式，分别为分解和弦、柱式和弦、根音进行；其中，分解和弦为将和弦音作先后方式的呈现；柱式和弦为同时响奏多个和弦音的呈现；根音进行为抽取和弦根音并铺于低音区的呈现；令每种和弦的表达方式分别发展成为一个声部：1分解和弦声部；对于首个由一个特定和弦作为约束条件的待填充片段，随机抽取特定和弦中位于中音区的多个和弦内音，并赋予他们合法的时长参数，生成多个单音并使其填满此待填充片段；后续的每个同类片段均继承首个片段的抽取和弦内音方式、每个单音的时长，直至所生成小节数与S1中的小节数相同；由此生成的分解和弦声部流记为S2；2柱式和弦声部；类似于分解和弦声部，不同点在于不再生成单音，而是生成同时响奏的柱式音；由此生成的柱式和弦声部流记为S3；3根音进行声部；类似于分解和弦声部，不同点在于不再抽取多个和弦内音，而是仅抽取其根音，之后将根音的时长直接填满待填充片段；由此生成的根音进行声部流记为S4。

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