[发明专利]一种实时音乐频谱矢量图形的绘制方法

说明书

本发明公开了一种实时音乐频谱矢量图形的绘制方法，具体包括如下步骤，初始化参数步骤、音频分析步骤、调取音频数据步骤、数据转换步骤、图形处理步骤；本发明为了提升音乐频谱的节奏感、互动感，实现了频谱的实时高精度分析；实现了频谱图形种类的多样性，图形参数变化的多样性；实现了频谱绘制的实时性，提升图形图像质量。

技术领域

本发明涉及音视频处理领域，更具体的说，其涉及用于一种实时音乐频谱矢量图形的绘制方法。

背景技术

一直以来，音乐都是一种表达情感的艺术形式，但是传统意义上的听音乐已经不能满足人们对色彩斑斓世界的追求，因此音乐可视化应运而生。又恰逢计算机技术在图像处理、虚拟现实、数字信号处理等方面有了长足发展，为音乐可视化技术进一步发展奠定了基础。音乐频谱的视觉展现是其中的重要内容，但已有的音乐频谱绘制效果单调，基本都是基于柱状图的变化来体现；且视觉效果呈现缺乏听觉视觉的互动感，在视觉上的节奏感不强，整体体验较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实时音乐频谱矢量图形的绘制方法，使得整个过程快速流畅、可视化强。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种实时音乐频谱矢量图形的绘制方法，具体包括如下步骤：

101)初始化参数步骤：由任务调度器初始化图形计算器与音频分析器的相关参数；

102)音频分析步骤：由步骤101)初始化的音频参数触发音频分析器进行分析，将音频数据按照时间进行数据分块分析，并对分析结果进行缓存，以供调用；

103)调取音频数据步骤：由任务调度器根据时间值从步骤102)的分析结果中获取该时间值内的分析结果；

104)数据转换步骤：将步骤103)获取的数据根据设定的转换方式转化为图形参量数据；

105)图形处理步骤：由图形处理模块将步骤104)转化后的数据结合步骤101)初始化时给出的相关参数，获得几何描述参量，并根据几何描述参量由OpenGL渲染上效果，所述OpenGL为一个提供跨编程语言、跨平台的编程接口规格的专业的图形程序。

进一步的，所述步骤101)所述图形计算器的参数包括图形数量，每个图形的形状，每个图形的最大最小尺寸，图形的颜色，图形在图形容器里的坐标，图形容器相对背景的坐标；所述音频分析器的参数包括要分析的目标音乐文件，输出的频段范围，频点数，映射系数，映射的输出值范围。

进一步的，所述步骤102)音频分析具体步骤如下：

301)音视频同步步骤：由步骤101)的音频分析器按音频时间进行数据分块，达到音视频效果同步；

302)基于FFT快速频谱分析步骤：将对步骤301)的音频信息通过FFT进行分析，获取音频参数，并缓存分析结果；所述FFT即快速傅里叶变换为DFT即离线傅里叶变换的一种改进型快速处理音频信息的方法；

303)音频信息的转换步骤：将步骤302)得到的音频信息根据相应的数学映射转化为几何参量值，并缓存该结果，以备调用。

进一步的，所述FFT采用如下公式(2)进行前半部分分析，公式(3)进行后半部分分析：

其中X₁(k),X₂(k),分别是FFT的输入序列表示成偶点序列和奇点序列的N/2点DFT,为的演化变式,j为虚数单位，e为自然常数，n为参数，N为有限长序列的数量。

进一步的，所述图形处理具体包括如下步骤：