[发明专利]全自主式读谱及演奏音乐的机器人及方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种全自主式读谱及演奏音乐的机器人及方法，尤其是关于一种能辨识内含音乐信息的影像，并将该音乐信息转换成音乐声效播出的全自主式读谱及演奏音乐机器人和其方法。

背景技术

现今科技已可以制造出对外界视觉及/或听觉刺激可独立反应的机器构造。此机器构造可独立运作，无需由人为操作。如今学术上及市场上的机器构造有许多已具有此等技术，例如：Sony(索尼)公司所推出的AIBO人造机器犬，此人造机器犬装设有一摄影镜头以接收图卡上的影像，该图卡上有编码的指令以触发人造机器犬变更其设定状态，或者命令人造机器犬执行特定动作(例如：跳舞及唱歌等)。

另外，Toyota(丰田)公司所推出的DJ机器人及音乐播放机器人，其中，DJ机器人为具有滑轮的全自主式机器人，其可与人类互动及模仿指挥乐团的表演；而具有滑轮或脚部的音乐播放机器人则可以实际弹奏小号、大号、长号、及鼓等乐器；所述的音乐播放机器人并非一完全全自主式机器人，而是由程序设计来展现其灵敏的手臂、手掌及手指。

又，美国乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)所推出的机器人Haile是一机械鼓手，能聆听现场演奏、实时分析现场演奏音乐、然后利用分析结果以即兴打鼓方式反应给外界。此机器人具有一即兴演奏的算法，使该机器人可与任意现场演奏者进行配合。该机器人可以直接模仿现场演奏者的演奏，或以伴奏的方式呈现等；而使用者亦可于此机器人中植入一标准MIDI档来使机器人依此MIDI档案来演奏。

虽然前述的各种机器人还相当粗糙，但仍具有一定的教育及娱乐的功效。然而，该些机器人皆仅限于弹奏单一种类的乐器，而通常乐器又必须订制成符合机器人弹奏的形式。另外，各机器人所能表达的旋律多是事先在机器里人制订好程序，或是像Haile机器人一样，是事先向现场演奏者学习来的。换言之，这些机器人无法随时变更它们的演奏，而且变更前都需相当的准备工作。这些都限制了演奏音乐机器人的应用。

发明内容

有鉴于上述现有技术机器人的问题，本发明的目的是提供一种崭新的全自主式读谱及演奏音乐的机器人及方法，结合光学辨识和声音合成技术，以展现高弹性及动态的音乐演奏。

本发明提供了一种的全自主式读谱及演奏音乐的机器人，包含：

一影像撷取装置，该影像撷取装置撷取一视觉触发的一影像页面，该影像页面包含至少一符号串；

一解读装置，该解读装置辨识所述页面影像的符号串，并由该符号串中取出与时间有关的一音乐信息，该音乐信息包含至少一序列的音调、以及每一音调的延续时间；

一合成装置，该合成装置模仿一音源以产生一输出讯号以表达该音乐信息；以及

一音效输出装置，该音效输出装置至少包含一扬声器以将该输出讯号转换为人类能收听的声音。

本发明还提供了一种全自主式读谱及演奏音乐的方法，主要包含以下步骤：

取得一影像页面，该影像页面至少包含有一符号串；

辨识该符号串，并由该符号串中取出与时间相关的一音乐信息，该音乐信息包含至少一序列的音调、以及每一音调的延续时间；

模仿一音源以产生一输出讯号以表达该音乐信息；以及

转换该输出讯号成为人类能收听的声音。

本发明所提供的全自主式读谱及演奏音乐机器人的各装置可装设于一人形或其它适当的壳体中。所述的影像撷取装置，例如CCD摄影镜头，撷取内含音乐信息的影像页面，而通过解读装置可辨识及解读所撷取的影像中的音乐信息，再由合成装置依据辨识出的音乐信息，利用合成技术模仿至少一种乐器或演唱者的音效，音效输出装置(例如扬声器)再将合成装置的输出转换成人类能收听的乐音。所述的音效输出装置通常是全自主式机器人一体的一部份，或者其可与全自主式机器人其它装置分离适当距离，其间则以适当的讯号缆线连结。

本发明全自主式读谱及演奏音乐机器人以一种触发-响应模式运作。该内含音乐信息的影像是以视觉可辨认的形式(例如五线谱上的音符、或是简谱等)事先准备好的(例如印刷或书写在白板、或是纸张上)。影像里也可以包含特殊的符号以向全自主式机器人下达命令(例如指定特定的乐器)。这些影像然后呈现给全自主式机器人的影像撷取装置，以触发其依照影像内含的音乐信息进行演奏。一系列的影像可以由使用者依序呈现给全自主式机器人，或者全自主式机器人可以包含一种“翻阅”的机制自动检视这一系列影像，全自主式机器人因此可以进行连续的音乐演奏。