一种音频处理方法及装置与流程

本技术涉及音频处理，更具体地说，涉及一种音频处理方法及装置。

背景技术：

1、随着音频信号处理技术的发展，越来越多的工具和音频信号处理技术被用于音频的分析和处理。通过音频信号处理技术可以从录音等音频文件中提取出丰富的音频特征，如频率、振幅、节奏和音色等音频特征，通过音乐作品创作工具对音频特征进行音乐作品创作。

2、但是，现有的音乐作品创作工具对于非专业人员来说技术门槛较高，要求用户具备一定的乐理知识和音乐制作技能，以及在音乐作品创作过程中对于节奏和旋律的编排，因此传统的音乐作品创作过程需要耗费大量的时间和精力，导致音乐作品创作的效率低。

3、因此，如何提高音乐作品创作的效率，是本技术亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术公开了一种音频处理方法及装置，旨在快速生成符合录音节奏的音乐信号，提高音乐作品创作的效率，以及使得生成的音频作品具有高还原度和良好的听觉效果。

2、为了实现上述目的，其公开的技术方案如下：

3、本技术第一方面公开了一种音频处理方法，所述方法包括：

4、获取待处理音频文件；

5、从所述待处理音频文件中提取关键参数；其中，所述关键参数至少包括节拍列表、拍子类型和拍子数速度参数；

6、根据所述拍子类型和所述拍子数速度参数，计算出各个相邻节拍间的间隔对应的音符时值范围；

7、在匹配音符样本时，从音符样本库中查找在所述音符时值范围内符合预设规则的与录音节奏匹配的各个候选音符；其中，所述预设规则由所述节拍列表、预设音乐参数和音乐理论约束条件确定；

8、从各个候选音符中搜索出最优音符序列；

9、通过预设渲染方式对所述最优音符序列进行渲染，得到音频信号，以完成音乐作品创作过程。

10、优选的，所述从所述待处理音频文件中提取关键参数，包括：

11、对所述待处理音频文件进行预处理；所述预处理至少包括音频解码、声道分离和幅度归一化；

12、通过数字信号处理技术对预处理后的音频文件进行特征提取，得到反映音乐能量变化的时间序列；

13、对所述反映音乐能量变化的时间序列进行阈值检测，得到节拍的时间位置序列；

14、分析所述节拍的时间位置序列中相邻节拍间隔的分布规律，得到节拍间隔序列，并根据预设聚类算法和所述节拍间隔序列，确定音乐的拍子类型；

15、计算所述节拍间隔序列的平均节拍间隔，得到拍子数速度参数。

16、优选的，所述分析所述节拍的时间位置序列中相邻节拍间隔的分布规律，得到节拍间隔序列，并根据预设聚类算法和所述节拍间隔序列，确定音乐的拍子类型，包括：

17、对所述节拍的时间位置序列中相邻元素进行求差计算，得到节拍间隔序列；

18、通过k-means聚类算法对所述节拍间隔序列进行聚类，得到多个簇中心；

19、获取多个簇中心对应的比例，将所述多个簇中心对应的比例与预设比例进行相似度对比，得到多个对比结果；

20、将多个对比结果中相似度最大的比例确定为音乐的拍子类型。

21、优选的，所述在匹配音符样本时，从音符样本库中查找在所述音符时值范围内符合预设规则的与录音节奏匹配的各个候选音符，包括：

22、在匹配音符样本时，通过查询条件从音符样本库中检索出在所述音符时值范围内符合预设规则的音符样本；

23、根据所述音符样本对应的文件存储路径，获取与录音节奏匹配的各个候选音符。

24、优选的，所述从各个候选音符中搜索出最优音符序列，包括：

25、通过动态规划算法中的评分函数，对各个候选音符进行评分；其中，所述评分函数用于对各个候选音符的节奏匹配度、旋律流畅度以及和声合理性进行评分，以确保搜索出的音符序列的节奏与待处理音频文件的节奏一致，以及确保搜索出的音符序列的音乐性最优；

26、通过反向回溯状态，从评分后的各个候选音符中获取出最优音符序列。

27、优选的，所述通过预设渲染方式对所述最优音符序列进行渲染，得到音频信号，以完成音乐作品创作过程，包括：

28、根据曲式模板对所述最优音符序列进行处理操作；所述处理操作至少包括音乐元素的重复操作、音乐元素的变换操作与音乐元素的组合操作；

29、对处理操作后的最优音符序列进行音乐元素的添加操作，得到目标音乐片段；所述添加操作至少包括添加和弦和装饰音；

30、通过预设软件音乐库，将所述目标音乐片段渲染为脉冲编码调制音频数据；

31、将所述脉冲编码调制音频数据按照乐器类型进行分组，得到分组结果；分组结果中每组音符对应一个乐器数字接口音轨；

32、针对每个乐器数字接口音轨，按照时间顺序将音符事件转换为乐器数字接口消息；其中，所述音符事件用于表示音符开始和音符结束；

33、将所述乐器数字接口消息传入软件合成器进行渲染，得到各个乐器数字接口音轨生成的音频数字信号；

34、将所述音频数字信号进行混音，得到音频信号，以完成音乐作品创作过程。

35、优选的，所述将所述音频数字信号进行混音，得到音频信号，包括：

36、将各个乐器数字接口音轨生成的音频数字信号进行时间维度对齐；

37、将时间维度对齐后的音频数字信号进行加权求和，得到混合后的音频数据；

38、对所述混合后的音频数据进行声像平衡处理和相对音量调整，得到音频信号；其中，所述声像平衡处理用于调整左右声道的相对强度，以及模拟声音在空间中的位置；所述相对音量调整用于使混合后的音频数据的音量处于预设音量范围。

39、优选的，还包括：

40、将所述音频信号写入到音频缓冲区，并提供实时播放控制接口。

41、本技术第二方面公开了一种音频处理装置，所述装置包括：

42、获取单元，用于获取待处理音频文件；

43、提取单元，用于从所述待处理音频文件中提取关键参数；其中，所述关键参数至少包括节拍列表、拍子类型和拍子数速度参数；

44、计算单元，用于根据所述拍子类型和所述拍子数速度参数，计算出各个相邻节拍间的间隔对应的音符时值范围；

45、查找单元，用于在匹配音符样本时，从音符样本库中查找在所述音符时值范围内符合预设规则的与录音节奏匹配的各个候选音符；其中，所述预设规则由所述节拍列表、预设音乐参数和音乐理论约束条件确定；

46、搜索单元，用于从各个候选音符中搜索出最优音符序列；

47、渲染单元，用于通过预设渲染方式对所述最优音符序列进行渲染，得到音频信号，以完成音乐作品创作过程。

48、优选的，所述提取单元，包括：

49、预处理模块，用于对所述待处理音频文件进行预处理；所述预处理至少包括音频解码、声道分离和幅度归一化；

50、提取模块，用于通过数字信号处理技术对预处理后的音频文件进行特征提取，得到反映音乐能量变化的时间序列；

51、阈值检测模块，用于对所述反映音乐能量变化的时间序列进行阈值检测，得到节拍的时间位置序列；

52、分析确定模块，用于分析所述节拍的时间位置序列中相邻节拍间隔的分布规律，得到节拍间隔序列，并根据预设聚类算法和所述节拍间隔序列，确定音乐的拍子类型；

53、计算模块，用于计算所述节拍间隔序列的平均节拍间隔，得到拍子数速度参数。

54、经由上述技术方案可知，本技术公开了一种音频处理方法及装置，获取待处理音频文件，从待处理音频文件中提取关键参数，其中，关键参数至少包括节拍列表、拍子类型和拍子数速度参数，根据拍子类型和拍子数速度参数，计算出各个相邻节拍间的间隔对应的音符时值范围，在匹配音符样本时，从音符样本库中查找在音符时值范围内符合预设规则的与录音节奏匹配的各个候选音符，其中，预设规则由节拍列表、预设音乐参数和音乐理论约束条件确定，从各个候选音符中搜索出最优音符序列，通过预设渲染方式对最优音符序列进行渲染，得到音频信号，以完成音乐作品创作过程。通过上述方案，在音乐作品创作过程中无需要求用户具备乐理知识和音乐制作技能，只需通过对待处理音频文件中的节奏进行智能解析和转换处理，自动提取待处理音频文件中的节奏、拍子类型、拍子数速度参数等信息，从各个候选音符中搜索出最优音符序列，通过预设渲染方式对最优音符序列进行渲染，得到音频信号，因此音乐作品创作过程中无需耗费大量的时间和精力，快速生成符合录音节奏的音乐信号，提高音乐作品创作的效率。此外，采用先进的音频信号处理技术，能够精确识别待处理音频文件中的节奏、拍子类型、拍子数速度参数等参数，确保生成的音乐作品与待处理音频文件的节奏高度一致，使得生成的音频作品具有高还原度和良好的听觉效果。