音乐元素数字化处理及分析方法与流程

1.本发明属于数字信号处理和统计学的交叉学科领域，应用于音乐形态学，具体是指一种对音乐作品中的音符进行数字化编译、将音乐作品中的音高、节奏、和弦等元素转换为逻辑可识别的数学符号、借助统计学规律或计算公式进行曲式和声辅助音乐分析的方法。

背景技术：

2.音乐分析主要通过人对音乐作品内部诸元素的分析实现对音乐作品的客观理解，并作为重要论据对不同国家、不同地区音乐文化特征进行剖析。现阶段音乐分析操作层面的执行者既包括人也包括分析软件，通过对音乐作品内音乐元素的统计整理帮助判断和声、曲式等方面的音乐特征。然而，基于人工的音乐分析不仅工作量大，还容易因为长时间工作注意力涣散产生错误结果。基于声音音谱的分析软件，软件编译者需要掌握一定的乐理知识并借助一定的声像图文手段对音乐元素进行初步编译和深入分析，这种音乐符号的编译方式效率低下且不具有普适性。

技术实现要素：

3.针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是如何建立一种软件工程师和音乐研究者都能读懂的音符表征方法。
4.针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种音乐元素数字化处理及分析方法，将每一个音符定义成一个多位二进制字符，用不同的字符位表征音符的高低、时值、强弱和特殊元素；利用数字化编译的音符将更好地兼容音乐分析软件底层逻辑需求，即通过相邻音符或一定周期内所有音符不同字符位的逻辑运算，完成和弦音程分析、节奏型分析等初级音乐分析辅助功能，以及音乐类型识别、音乐特归纳、旋律相似性评估等高级音乐分析辅助功能。
5.为了达到上述效果，本发明提供的音乐元素数字化处理及分析方法，将音乐作品中的每一个音符定义成多位二进制字符，二进制字符被分解成不同字段，将每个字段分配给不同的音乐元素，建立音乐元素内容和字段逻辑数值之间的映射关系，用不同的字符位表征音符的一个或多个音乐元素，用追加字符位划分音符的通用信息；通过不同字符位的逻辑运算完成简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现复杂音乐分析。
6.优选的，上述通过不同字符位的逻辑运算完成简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现复杂音乐分析基于数字化编译的音符各字段之间的逻辑运算获取曲式和声音乐分析结果，通过相邻或相隔音符高低位逻辑运算获取音程关系、通过相邻音符时值位逻辑运算获取节奏类型、通过相邻或相隔强弱为逻辑运算获取强弱变化趋势。
7.优选的，上述方法具体包括以下步骤：
8.s1、将每一个音符定义为一个多位二进制字符，字符长度取决于音符所需携带的音乐元素的上限状态空间，用不同的自复位表征音符的一个或多个音乐元素，建立通用的
音乐元素-逻辑数值映射表并以此为基准将五线谱、简谱或减字谱翻译成数字化音符组成的数字谱；
9.s2、对相邻的、数字化编译的相邻音符，取其不同字符位进行逻辑运算，完成简单音乐分析，利用音高位的差值运算结果判断音程关系、利用时值位的差值运算结果判断节奏型；
10.s3、对音乐作品内所有数字化编译的音符进行统计、趋向和聚类计算，建立特定音乐规律与数学分析结果的弱关联对应关系，以此为辅助对实现音乐复杂情感因素的定量建模，实现复杂音乐分析。
11.优选的，上述音乐元素包括但不限于音符的高低、时值、强弱、三连音等特殊标记、节拍、所属小节数、小节内排序及颤音。
12.优选的，上述简单音乐分析包括但不限于和弦分析、音程分析、节奏型分析、音乐类型识别分析、音乐特归纳分析及相似乐句出现频次统计分析。
13.优选的，上述复杂音乐分析包括但不限于音乐特归纳分析及感情彩判断分析。
14.优选的，上述方法还可以将音乐作品中的每一个音符定义成多位十进制或十六进制字符，十进制或十六进制字符被分解成不同字段，并对音符进行数字化编译并通过逻辑运算实现曲式和声音乐分析。
15.优选的，上述方法将每一个音符定义为一个16位的二进制字符，具体包括：
16.s101、第1-7位用于表征音符的高低，将空音符编译为0000000，大字2组a编译为0000001，大字2组升a编译为0000010，大字2组b编译为0000011，以此类推，小字5组c编译为1011000；
17.s102、第8-11位用于表征音符的时值，将全音符编译为0000，二分音符编译为0001，四分音符编译为0010，八分音符编译为0011，十六分音符编译为0100，三十二分音符编译为0101，当出现连线(即音符在原有时值基础上增加)，则将第11位置1并编译第8-10位使其表征全音符+半音符、半音符+四分音符或其他特殊时值长度；
18.s103、第12-14位用于表征音符的强弱，将ppp编译为000，pp编译为001，p编译为010，mp编译为011，mf编译为100，f编译为101，ff编译为110，fff编译为111。
19.s104、第15位及以上用于表征三连音、小节序号、音符在小节中的位置、节拍；如果音符仍携带其他音乐元素信息，则在原有32位基础上进一步扩展至64位表征方法。
20.一种音乐元素数字化处理及分析系统，用于为音乐研究人员开展理论化、体系化音乐研究提供语言工具，包括：
21.数字化音符表征转换模块，用于将音乐作品中的每一个音符定义成多位二进制字符，用不同的字符位表征音符高低、时值、强弱及其他音乐元素，用追加字符位划分音符所处小节序号、在小节中的位置序号、节拍及其他通用信息；
22.数字化音符的曲式和声音乐分析模块，用于通过不同字符位的逻辑运算完成和弦音程、节奏型的简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现音乐特归纳、感情彩判断的复杂音乐分析。
23.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法。
24.本发明建立了一种基于二进制逻辑运算的音符表征体系，并可通过位数扩展编译更多音乐元素，能为音乐分析软件开发者和音乐研究人员之间建立一种共同的音符语言体系，推动音乐分析软件编程语言标准化并极大提升音乐分析软件功能扩展能力，推动音乐研究向多学科交叉融合的新技术方向发展。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1示出了本发明音乐元素数字化处理及分析方法一实施例流程示意图；
27.图2示出了本发明音乐元素数字化处理及分析方法另一实施例流程示意图；
28.图3示出了本发明音乐元素数字化处理及分析方法另一实施例流程示意图。
具体实施方式
29.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
30.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
31.本发明提供了一种音乐元素数字化处理及分析方法的实施例，将音乐作品中的每一个音符定义成多位二进制字符，二进制字符被分解成不同字段，将每个字段分配给不同的音乐元素，建立音乐元素内容和字段逻辑数值之间的映射关系，用不同的字符位表征音符的一个或多个音乐元素，用追加字符位划分音符的通用信息；通过不同字符位的逻辑运算完成简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现复杂音乐分析。
32.在一些实施例中，通过不同字符位的逻辑运算完成简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现复杂音乐分析基于数字化编译的音符各字段之间的逻辑运算获取曲式和声音乐分析结果，通过相邻或相隔音符高低位逻辑运算获取音程关系、通过相邻音符时值位逻辑运算获取节奏类型、通过相邻或相隔强弱为逻辑运算获取强弱变化趋势。
33.如图1所示，本发明提供了一种音乐元素数字化处理及分析方法的实施例，具体包括以下步骤：
34.s1、将每一个音符定义为一个多位二进制字符，字符长度取决于音符所需携带的音乐元素的上限状态空间，用不同的自复位表征音符的一个或多个音乐元素，建立通用的
音乐元素-逻辑数值映射表并以此为基准将五线谱、简谱或减字谱翻译成数字化音符组成的数字谱；
35.s2、对相邻的、数字化编译的相邻音符，取其不同字符位进行逻辑运算，完成简单音乐分析，利用音高位的差值运算结果判断音程关系、利用时值位的差值运算结果判断节奏型；
36.s3、对音乐作品内所有数字化编译的音符进行统计、趋向和聚类计算，建立特定音乐规律与数学分析结果的弱关联对应关系，以此为辅助对实现音乐复杂情感因素的定量建模，实现复杂音乐分析。
37.在一些实施例中，音乐元素包括但不限于音符的高低、时值、强弱、三连音等特殊标记、节拍、所属小节数、小节内排序及颤音。
38.在一些实施例中，简单音乐分析包括但不限于和弦分析、音程分析、节奏型分析、音乐类型识别分析、音乐特归纳分析及相似乐句出现频次统计分析。
39.在一些实施例中，复杂音乐分析包括但不限于音乐特归纳分析及感情彩判断分析。
40.本发明还提供一种音乐元素数字化处理及分析方法实施例，将音乐作品中的每一个音符定义成多位十进制，十进制字符被分解成不同字段，并对音符进行数字化编译并通过逻辑运算实现曲式和声音乐分析。
41.本发明还提供一种音乐元素数字化处理及分析方法实施例，将音乐作品中的每一个音符定义成多位十六进制字符，十六进制字符被分解成不同字段，并对音符进行数字化编译并通过逻辑运算实现曲式和声音乐分析。
42.如图2所示，本发明还提供一种音乐元素数字化处理及分析方法实施例，将每一个音符定义为一个16位的二进制字符，具体包括：
43.s101、第1-7位用于表征音符的高低，将空音符编译为0000000，大字2组a编译为0000001，大字2组升a编译为0000010，大字2组b编译为0000011，以此类推，小字5组c编译为1011000；
44.s102、第8-11位用于表征音符的时值，将全音符编译为0000，二分音符编译为0001，四分音符编译为0010，八分音符编译为0011，十六分音符编译为0100，三十二分音符编译为0101，当出现连线(即音符在原有时值基础上增加)，则将第11位置1并编译第8-10位使其表征全音符+半音符、半音符+四分音符或其他特殊时值长度；
45.s103、第12-14位用于表征音符的强弱，将ppp编译为000，pp编译为001，p编译为010，mp编译为011，mf编译为100，f编译为101，ff编译为110，fff编译为111。
46.s104、第15位及以上用于表征三连音、小节序号、音符在小节中的位置、节拍；如果音符仍携带其他音乐元素信息，则在原有32位基础上进一步扩展至64位表征方法。
47.以十进制为例，本发明还提供一种音乐元素数字化处理及分析方法实施例，将每一个音符定义为一个8位的十进制字符，具体包括：
48.s1011、第1-2位用于表征音符的高低，将空音符编译为00，大字2组a编译为01，大字2组升a编译为02，大字2组b编译为03，以此类推，小字5组c编译为88；
49.s1012、第3-4位用于表征音符的时值，将全音符编译为00，二分音符编译为01，四分音符编译为02，八分音符编译为03，十六分音符编译为4，三十二分音符编译为05，当出现
连线(即音符在原有时值基础上增加)，则将第4位置1并编译第3位使其表征全音符+半音符、半音符+四分音符或其他特殊时值长度；
50.s1013、第5位用于表征音符的强弱，将ppp编译为0，pp编译为1，p编译为2，mp编译为3，mf编译为4，f编译为5，ff编译为6，fff编译为7。
51.s1014、第6位及以上用于表征三连音、小节序号、音符在小节中的位置、节拍；如果音符仍携带其他音乐元素信息，则在原有8位基础上进一步扩展至16位表征方法。
52.以十六进制为例，本发明还提供一种音乐元素数字化处理及分析方法实施例，将每一个音符定义为一个8位的十六进制字符，具体包括：
53.s1021、第1-2位用于表征音符的高低，将空音符编译为00，大字2组a编译为01，大字2组升a编译为02，大字2组b编译为03，以此类推，小字5组c编译为58；
54.s1022、第3-4位用于表征音符的时值，将全音符编译为00，二分音符编译为01，四分音符编译为02，八分音符编译为03，十六分音符编译为4，三十二分音符编译为05，当出现连线(即音符在原有时值基础上增加)，则将第4位置1并编译第3位使其表征全音符+半音符、半音符+四分音符或其他特殊时值长度；
55.s1023、第5位用于表征音符的强弱，将ppp编译为0，pp编译为1，p编译为2，mp编译为3，mf编译为4，f编译为5，ff编译为6，fff编译为7。
56.s1024、第6位及以上用于表征三连音、小节序号、音符在小节中的位置、节拍；如果音符仍携带其他音乐元素信息，则在原有8位基础上进一步扩展至16位表征方法。
57.如图3所示，本发明还提供一种音乐元素数字化处理及分析方法实施例，将每一个音符定义为一个16位的二进制字符，具体包括：
58.s201、第1-7位用于表征音符的高低，将空音符编译为0000000，大字2组a编译为0000001，大字2组升a编译为0000010，大字2组b编译为0000011，以此类推，小字5组c编译为1011000；
59.s202、第8-11位用于表征音符的时值，将全音符编译为0000，二分音符编译为0001，四分音符编译为0010，八分音符编译为0011，十六分音符编译为0100，三十二分音符编译为0101，当出现连线(即音符在原有时值基础上增加)，则将第11位置1并编译第8-10位使其表征全音符+半音符、半音符+四分音符或其他特殊时值长度；
60.s203、第12-14位用于表征音符的强弱，将ppp编译为000，pp编译为001，p编译为010，mp编译为011，mf编译为100，f编译为101，ff编译为110，fff编译为111。
61.s204、第15-17位表征三连音等特殊符号，将无特殊节奏型编译为000，三连音编译为0,1，五连音编译为010，六连音编译为011，七连音编译为100，九连音编译为101等；第18-25位用于表征小节序号，最多可以标记256个小节；第26-29位用于表征音符在小节中的序号，一个小节最多可以编译16个音符；第30-32位用于表征节拍，将000、001、010、011、100、101分别与2/4、3/4、4/4、3/8、6/8、2/2等典型节拍一一对应。
62.本发明提供了一种音乐元素数字化处理及分析方法的实施例，包括：
63.步骤一、将每一个音符定义为一个多位二进制字符，字符长度取决于音符所需携带的音乐元素的上限状态空间，用不同的自复位表征音符的高低、时值、强弱和其他特殊元素，建立通用的音乐元素-逻辑数值映射表并以此为基准将五线谱、简谱或减字谱翻译成数字化音符组成的数字谱；
64.步骤二、对相邻的、数字化编译的相邻音符，取其不同字符位进行逻辑运算，即可完成简单音乐分析，利用音高位的差值运算结果判断音程关系、利用时值位的差值运算结果判断节奏型等；
65.步骤三、对音乐作品内所有数字化编译的音符进行统计、趋向和聚类计算，建立特定音乐规律与数学分析结果的弱关联对应关系，以此为辅助对实现音乐特归纳、感情彩判断等复杂情感因素的定量建模，如根据典型节奏类型判断音乐作品的发源地、根据和弦频率分布判断音乐作品的年代等，对音乐研究人员开展音乐分析进行数字化的决策支持。
66.本发明提供了一种音乐元素数字化处理及分析方法的实施例，建立一种软件工程师和音乐研究者都能读懂的音符表征方法，将每一个音符定义成一个多位二进制字符，用不同的字符位表征音符的高低、时值、强弱和特殊元素；利用数字化编译的音符将更好地兼容音乐分析软件底层逻辑需求，即通过相邻音符或一定周期内所有音符不同字符位的逻辑运算，完成和弦音程分析、节奏型分析等初级音乐分析辅助功能，以及音乐类型识别、音乐特归纳、旋律相似性评估等高级音乐分析辅助功能。
67.在一些实施例中，二进制字符被分解成不同字段，将每个字段分配给不同的音乐元素，建立音乐元素内容和字段逻辑数值之间的映射关系。
68.在一些实施例中，音乐元素包括但不限于音符的高低、时值、强弱、三连音等特殊标记、节拍、所属小节数、小节内排序，颤音等。
69.在一些实施例中，不限定音乐元素内容和字段逻辑数值之间的具体映射关系，因此不限定二进制字符的最大字段长度。需要注意的是，利用十进制、十六进制等方式对音符进行数字化编译并通过逻辑运算实现曲式和声音乐分析也属于本发明的范围。
70.在一些实施例中，音乐分析软件基于数字化编译的音符各字段之间的逻辑运算获取曲式和声音乐分析结果，通过相邻或相隔音符高低位逻辑运算获取音程关系、通过相邻音符时值位逻辑运算获取节奏类型、通过相邻或相隔强弱为逻辑运算获取强弱变化趋势等。
71.在一些实施例中，音乐分析软件功能包括但不限于和弦分析、音程分析、节奏型分析、音乐类型识别、音乐特归纳、相似乐句出现频次统计等内容。
72.在一些实施例中，音乐分析模型的建立方式包括但不限于数据库匹配、模糊搜索、神经网络聚类等。
73.在一些实施例中，不限定将五线谱、简谱或减字谱翻译为数字谱再输入音乐分析软件进行音乐分析的具体实现方式。
74.在一些实施例中，不限定音乐分析软件训练方式和校正手段。
75.在一些实施例中，不限定音乐分析结果输出形式和具体使用方式。
76.本发明还提供一种音乐元素数字化处理及分析系统实施例，用于为音乐研究人员开展理论化、体系化音乐研究提供语言工具，包括：
77.数字化音符表征转换模块，用于将音乐作品中的每一个音符定义成多位二进制字符，用不同的字符位表征音符高低、时值、强弱及其他音乐元素，用追加字符位划分音符所处小节序号、在小节中的位置序号、节拍及其他通用信息；
78.数字化音符的曲式和声音乐分析模块，用于通过不同字符位的逻辑运算完成和弦
音程、节奏型的简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现音乐特归纳、感情彩判断的复杂音乐分析。
79.本发明展示了音符数字化编译方法的实施例，将每一个音符定义为一个16位的二进制字符：
80.(1)第1-7位用于表征音符的高低，将空音符编译为0000000，大字2组a编译为0000001，大字2组升a编译为0000010，大字2组b编译为0000011，以此类推，小字5组c编译为1011000；
81.(2)第8-11位用于表征音符的时值，将全音符编译为0000，二分音符编译为0001，四分音符编译为0010，八分音符编译为0011，十六分音符编译为0100，三十二分音符编译为0101，当出现连线(即音符在原有时值基础上增加)，则将第11位置1并编译第8-10位使其表征全音符+半音符、半音符+四分音符等特殊时值长度，附点也可按照上述方式编译。
82.(3)第12-14位用于表征音符的强弱，将ppp编译为000，pp编译为001，p编译为010，mp编译为011，mf编译为100，f编译为101，ff编译为110，fff编译为111。
83.(4)第15位及以上用于表征三连音、小节序号、音符在小节中的位置、节拍等，一种可参考的编译方法为：第15-17位表征三连音等特殊符号，将无特殊节奏型编译为000，三连音编译为0,1，五连音编译为010，六连音编译为011，七连音编译为100，九连音编译为101等；第18-25位用于表征小节序号，最多可以标记256个小节；第26-29位用于表征音符在小节中的序号，一个小节最多可以编译16个音符；第30-32位用于表征节拍，将000、001、010、011、100、101分别与2/4、3/4、4/4、3/8、6/8、2/2等典型节拍一一对应。需要注意的是，如果音符仍携带其他音乐元素信息，则需在原有32位基础上进一步扩展至64位表征方法。
84.按照上述编译方法，在一个3/4拍的音乐作品、第3小节、第4个音符、没有三连音等特殊节奏型、mf强度、时值八分音符、小字1组c可表示为：
85.00101000000001100010100100101000
86.相同音乐作品、相同小节，第5个音符、没有三连音等特殊节奏型、f强度、时值四分音符、小字1组e可表示为：
87.00101000000001101010000110101100
88.相同音乐作品、相同小节，第6个音符、没有三连音等特殊节奏型、f强度、时值八分音符、小字1组g可表示为：
89.00101000000001101010100110101111
90.对上述三个音符进行音程分析，需要提取第1-7字符位并进行差值运算，结果分别为0000100和0000011，则这种组合方式对应的音程关系为大三和弦；对上述三个音符进行节奏分析，需要提取第8-12位并进行差值运算，结果为0001和-0001，则这种组合方式对应的节奏型为切分音；对上述三个音符进行强弱分析，需要提取第12-14位并进行差值运算，结果为001和000，则这种组合方式对应渐强处理；细化上述步骤，则惯用逻辑运算的软件工程师能够轻易地编写程序对音乐作品中的所有音符进行计算并得出音乐分析结果。
91.本发明提供一种计算机可读存储介质的实施例，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下方法步骤：
92.将每一个音符定义为一个多位二进制字符，字符长度取决于音符所需携带的音乐
元素的上限状态空间，用不同的自复位表征音符的一个或多个音乐元素，建立通用的音乐元素-逻辑数值映射表并以此为基准将五线谱、简谱或减字谱翻译成数字化音符组成的数字谱；
93.对相邻的、数字化编译的相邻音符，取其不同字符位进行逻辑运算，完成简单音乐分析，利用音高位的差值运算结果判断音程关系、利用时值位的差值运算结果判断节奏型；
94.对音乐作品内所有数字化编译的音符进行统计、趋向和聚类计算，建立特定音乐规律与数学分析结果的弱关联对应关系，以此为辅助对实现音乐复杂情感因素的定量建模，实现复杂音乐分析。
95.本发明提供一种计算机程序产品的实施例，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现以下方法步骤：
96.将每一个音符定义为一个多位二进制字符，字符长度取决于音符所需携带的音乐元素的上限状态空间，用不同的自复位表征音符的一个或多个音乐元素，建立通用的音乐元素-逻辑数值映射表并以此为基准将五线谱、简谱或减字谱翻译成数字化音符组成的数字谱；
97.对相邻的、数字化编译的相邻音符，取其不同字符位进行逻辑运算，完成简单音乐分析，利用音高位的差值运算结果判断音程关系、利用时值位的差值运算结果判断节奏型；
98.对音乐作品内所有数字化编译的音符进行统计、趋向和聚类计算，建立特定音乐规律与数学分析结果的弱关联对应关系，以此为辅助对实现音乐复杂情感因素的定量建模，实现复杂音乐分析。
99.与现有技术相比，本发明具有以下优势：
100.首先，本发明提出一种数字化的音符编译方法，与五线谱记谱法、简谱记谱法、减字谱记谱法等可以互相转换，同时能够较好地为非音乐知识背景人员所理解，极大简化了音乐分析软件、音乐人工智能识别软件开发者的工作难度。
101.其次，本发明所述数字化音符编译方法具有高度的可扩展性，其核心思想内涵是将感性理解的音乐元素一一映射为理性编译的数学元素，可通过扩展音符数值的位数不断追加音乐元素，使单一音符携带尽可能多的音乐信息。
102.最后，本发明所属数字化音符编译方法能够较好地兼容各种神经网络，音符所代表的音高、时值、强弱信息彼此独立，通过对不同字符位的逻辑运算完成各独立音乐元素的人工智能式分析，最终实现音乐特归纳、感情彩判断等复杂情感因素的定量建模，为音乐研究人员开展学科交叉融合提供重要辅助。
103.为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本技术时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
104.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
105.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流
程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
106.本技术可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本技术，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
107.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
108.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
109.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
110.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
111.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
112.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
113.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
114.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：

1.一种音乐元素数字化处理及分析方法，将音乐作品中的每一个音符定义成多位二进制字符，二进制字符被分解成不同字段，将每个字段分配给不同的音乐元素，建立音乐元素内容和字段逻辑数值之间的映射关系，用不同的字符位表征音符的一个或多个音乐元素，用追加字符位划分音符的通用信息；通过不同字符位的逻辑运算完成简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现复杂音乐分析。2.根据权利要求1所述的音乐元素数字化处理及分析方法，其特征在于，所述通过不同字符位的逻辑运算完成简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现复杂音乐分析基于数字化编译的音符各字段之间的逻辑运算获取曲式和声音乐分析结果，通过相邻或相隔音符高低位逻辑运算获取音程关系、通过相邻音符时值位逻辑运算获取节奏类型、通过相邻或相隔强弱为逻辑运算获取强弱变化趋势。3.根据权利要求1或2所述的音乐元素数字化处理及分析方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：s1、将每一个音符定义为一个多位二进制字符，字符长度取决于音符所需携带的音乐元素的上限状态空间，用不同的自复位表征音符的一个或多个音乐元素，建立通用的音乐元素-逻辑数值映射表并以此为基准将五线谱、简谱或减字谱翻译成数字化音符组成的数字谱；s2、对相邻的、数字化编译的相邻音符，取其不同字符位进行逻辑运算，完成简单音乐分析，利用音高位的差值运算结果判断音程关系、利用时值位的差值运算结果判断节奏型；s3、对音乐作品内所有数字化编译的音符进行统计、趋向和聚类计算，建立特定音乐规律与数学分析结果的弱关联对应关系，以此为辅助对实现音乐复杂情感因素的定量建模，实现复杂音乐分析。4.根据权利要求1-3之一所述的音乐元素数字化处理及分析方法，其特征在于，所述音乐元素包括但不限于音符的高低、时值、强弱、三连音等特殊标记、节拍、所属小节数、小节内排序及颤音。5.根据权利要求1-3之一所述的音乐元素数字化处理及分析方法，其特征在于，所述简单音乐分析包括但不限于和弦分析、音程分析、节奏型分析、音乐类型识别分析、音乐特归纳分析及相似乐句出现频次统计分析。6.根据权利要求1-3之一所述的音乐元素数字化处理及分析方法，其特征在于，所述复杂音乐分析包括但不限于音乐特归纳分析及感情彩判断分析。7.根据权利要求1-3之一所述的音乐元素数字化处理及分析方法，其特征在于，所述方法还可以将音乐作品中的每一个音符定义成多位十进制或十六进制字符，十进制或十六进制字符被分解成不同字段，并对音符进行数字化编译并通过逻辑运算实现曲式和声音乐分析。8.根据权利要求1-3之一所述的音乐元素数字化处理及分析方法，其特征在于，所述方法将每一个音符定义为一个16位的二进制字符，具体包括：s101、第1-7位用于表征音符的高低，将空音符编译为0000000，大字2组a编译为0000001，大字2组升a编译为0000010，大字2组b编译为0000011，以此类推，小字5组c编译为1011000；s102、第8-11位用于表征音符的时值，将全音符编译为0000，二分音符编译为0001，四
分音符编译为0010，八分音符编译为0011，十六分音符编译为0100，三十二分音符编译为0101，当出现连线(即音符在原有时值基础上增加)，则将第11位置1并编译第8-10位使其表征全音符+半音符、半音符+四分音符或其他特殊时值长度；s103、第12-14位用于表征音符的强弱，将ppp编译为000，pp编译为001，p编译为010，mp编译为011，mf编译为100，f编译为101，ff编译为110，fff编译为111。s104、第15位及以上用于表征三连音、小节序号、音符在小节中的位置、节拍；如果音符仍携带其他音乐元素信息，则在原有32位基础上进一步扩展至64位表征方法。9.一种如权利要求1-8之一所述音乐元素数字化处理及分析系统，其特征在于，用于为音乐研究人员开展理论化、体系化音乐研究提供语言工具，包括：数字化音符表征转换模块，用于将音乐作品中的每一个音符定义成多位二进制字符，用不同的字符位表征音符高低、时值、强弱及其他音乐元素，用追加字符位划分音符所处小节序号、在小节中的位置序号、节拍及其他通用信息；数字化音符的曲式和声音乐分析模块，用于通过不同字符位的逻辑运算完成和弦音程、节奏型的简单音乐分析以及通过全作品音符统计实现音乐特归纳、感情彩判断的复杂音乐分析。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法。

技术总结

本发明提供的音乐元素数字化处理及分析方法，将每一个音符定义成一个32位的二进制字符，其中第1-7位用于表征音符的高低，第8-11位用于表征音符的时值，第12-14位用于表征音符的强弱，第15位及以上用于表征三连音等特殊节奏型。本发明所属音符数字化编译方法极大简化曲式和声音乐分析软件编译者的工作量，使其能够通过简单的数学计算完成曲式和声音乐分析。通过位数扩展编译更多音乐元素，能为音乐分析软件开发者和音乐研究人员之间建立一种共同的音符语言体系，推动音乐分析软件编程语言标准化并极大提升音乐分析软件功能扩展能力，推动音乐研究向多学科交叉融合的新技术方向发展。展。展。