[发明专利]一种分析音乐BPM的方法和装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及计算机处理技术，特别涉及一种分析音乐每分钟节拍数(BPM，Beat Per Minute)的方法和装置。

【背景技术】

BPM是音乐的重要属性之一，标识音乐每分钟的节拍数，在音频分析、个性化音乐推荐、音乐分类等应用中发挥重要作用。例如在乐器数字接口(MIDI)的应用中，通过BPM可以将MIDI音序器的速度与一个已有的音轨同步；在音乐数据库系统中，可根据BPM对音乐进行分类和检索。在流行音乐播音员(DJ)的应用中，可以将两种音乐源的BPM值进行比较，以便从一个音乐源无缝地过渡到另一个音乐源，等等。

BPM分析技术中需要从待分析音乐中选择一些音乐片段，计算各音乐片段的BPM值后进行融合得到待分析音乐的BPM值。其中现有计算音乐片段的BPM值的方法是：计算音乐片段的自相关函数，提取自相关函数的周期值作为两个节拍之间的时间间隔，并换算成每分钟的节拍数作为输出。然而现有计算音乐片段的BPM值的方法对于音乐节奏感强，节奏鼓点非常明显的音乐能够满足准确性要求，但对于音乐伴奏较弱，甚至没有伴奏的时候，由于其周期性非常不明显，采用现有的方法往往很难找到准确的BPM值。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种分析音乐BPM的方法和装置，以便于提高弱伴奏音乐片段的BPM分析准确性。

具体技术方案如下：

一种分析音乐每分钟节拍数BPM的方法，该方法包括：

S1、对待分析音乐片段的自相关函数进行峰值搜索，判决所述待分析音乐片段所属的音乐拍系；

S2、对所述待分析音乐片段进行停顿点的检测；

S3、根据停顿点的周期值以及所述步骤S1的判决结果，计算每分钟的节拍数作为所述待分析音乐片段的BPM。

根据本发明一优选实施例，所述步骤S1具体包括：

S11、对所述待分析音乐片段的自相关函数进行峰值搜索，确定每一节拍包含的帧数l；

S12、分别计算自相关函数在xl的整数倍帧处的值，并判断是局部最大值的帧个数是否满足预设要求，x为预设的正整数，如果判断结果为是，则确定所述待分析音乐片段属于x拍系。

根据本发明一优选实施例，在步骤S11中对所述待分析音乐片段的自相关函数进行峰值搜索之前还包括：

对所述待分析音乐片段的自相关函数叠加窗函数。

根据本发明一优选实施例，所述步骤S12为：分别计算所述自相关函数在3l的整数倍帧处的值，并判断是局部最大值的帧个数是否满足预设要求，如果是，则判决出所述待分析音乐片段属于三拍系，否则判决出所述待分析音乐片段判断属于两拍系。

根据本发明一优选实施例，所述步骤S2具体包括：

检测所述待分析音乐片段的能量幅度曲线波谷位置，将波谷位置确定为停顿点；或者，

检测音乐片段的信号能量幅度低于预设幅度低点的位置，如果连续多帧的能量幅度低于预设幅度低点，则取所述连续多帧的中点作为停顿点，否则直接将检测到的位置作为停顿点。

根据本发明一优选实施例，所述步骤S3具体包括：

根据停顿点的周期值以及停顿点间的小节数，确定每个小节的时间长度；根据所述步骤S1的判决结果，确定每个小节包含的节拍数；根据每个小节包含的节拍数以及每个小节的时间长度，计算每分钟的节拍数作为所述待分析音乐片段的BPM；或者，

根据所述步骤S1的判决结果确定出每个小节包含的节拍数；根据停顿点间的小节数确定停顿点间包含的节拍数；利用停顿点间包含的节拍数以及停顿点的周期值，计算每分钟的节拍数作为所述待分析音乐片段的BPM。

根据本发明一优选实施例，在所述步骤S3之后还包括：

判断计算出的BPM是否超出预设的合理值范围，如果是，继续执行步骤S4；

S4、如果计算出的BPM低于所述合理值范围的最低值，则将计算出的BPM的值乘以2作为优化后的所述待分析音乐片段的BPM；如果计算出的BPM高于所述合理值范围的最高值，则将计算出的BPM的值除以2作为优化后的所述待分析音乐片段的BPM。

一种分析音乐每分钟节拍数BPM的装置，该装置包括：

拍系判决单元，用于对待分析音乐片段的自相关函数进行峰值搜索，判决所述待分析音乐片段所属的音乐拍系；

停顿检测单元，用于对所述待分析音乐片段进行停顿点的检测；

BPM计算单元，用于根据停顿点的周期值以及所述拍系判决单元的判决结果，计算每分钟的节拍数作为所述待分析音乐片段的BPM。