[发明专利]一种基于环境监测数据的编曲方法

权利要求书

1.一种基于环境监测数据的编曲方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、借助于结构健康监测中的重要环节环境荷载监测的手段，获取自然界中天气状况的原始信号，并对该自然信号进行预处理，提取天气状况特征参数；

S2、选定和改编音乐片段，对音频信号进行短时时域分析和短时频域分析，提取音频信号的特征参数；

S3、基于对步骤S1所得的自然信号和步骤S2所得的音频信号进行统计特征分析和频谱特征分析后，选取基准点，建立两特征参数集之间的参数映射模型；

S4、根据参数映射模型映射出的音乐片段的频谱参数，来预测合成新的音乐片段，导出并通过音频输出设备进行播放。

2.根据权利要求1所述的一种基于环境监测数据的编曲方法，其特征在于：所述步骤S1中，获取自然信号的方式为：借助于小型气象观测站的传感器设备，获取自然环境中的天气因素，从而获取天气状况的原始信号，其中，天气因素包括温度、湿度、风荷载信号、降雨量和光照强度。

3.根据权利要求1所述的一种基于环境监测数据的编曲方法，其特征在于：所述步骤S1中，对自然信号预处理方法为：对获取到的自然信号进行降噪处理和分帧处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于环境监测数据的编曲方法，其特征在于：所述步骤S1中，提取天气状况特征参数包括提取天气信号的统计特征、时域特征参数和频域特征参数；其中，统计特征包括信号的均值、方差；时域特征参数需要提取信号的短时能量和平均幅度；频域特征参数需要提取并得出信号的短时功率谱。

5.根据权利要求1所述的一种基于环境监测数据的编曲方法，其特征在于：所述步骤S2中，选定和改编音乐片段的具体方式为：对所选定的乐曲进行大小调式判断以及情感色彩判断，然后利用音频制作软件进行与之相对立的情感色彩的改编和再创作；其中，在进行音频片段处理时，尽可能选用乐曲中情感色彩最鲜明突出的片段来建立乐曲库。

6.根据权利要求5所述的一种基于环境监测数据的编曲方法，其特征在于：再创作采用PN再创作方法，所编写的具有积极情绪的音乐片段记作positive music，若有更加丰富的伴奏声部，可记作PA，即positive accompaniment；相反地，具有消极情绪的音乐片段和伴奏声部可记作NM和NA。

7.根据权利要求1所述的一种基于环境监测数据的编曲方法，其特征在于：所述步骤S2中，提取的音频信号的特征参数包括短时平均幅度、频率、短时能量和功率谱密度参数。

8.根据权利要求1所述的一种基于环境监测数据的编曲方法，其特征在于：所述步骤S4中，音频片段的预测和生成方式为：在处理原音频片段时，首先要对音频片段进行预处理，即分帧处理和加窗处理，在此基础之上对音频片段进行基音检测获得基音周期信息，通过线性预测分析得到逐帧的预测系数a_i，通过线性预测分析，根据已经得到的预测系数α和基音参数合成音乐片段；在进行信号合成中进行数据叠加时采用重叠相加法使一帧一帧的数据进行重叠连接成连续的、平滑的数据流，以免产生音频信号的中断或者跳变。