專利名稱：對(duì)所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示方法和設(shè)備及將其計(jì)算機(jī)程序錄入計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及樂(lè)器視覺(jué)調(diào)律所用到的對(duì)所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示方法。本發(fā)明還涉及 相應(yīng)的顯示設(shè)備和將其中的計(jì)算機(jī)程序錄入存儲(chǔ)介質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
調(diào)律
由于鋼琴弦的總張力很大，而且受力面積大，受力方向復(fù)雜，故容易受到各種因素的 影響。例如，氣候變化對(duì)支撐弦張力構(gòu)件的影響；鋼琴搬動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)弦張力的影響； 材料在弦張力的高壓下所產(chǎn)生的"應(yīng)變"等等。原本正確的弦張力， 一定時(shí)間后就會(huì)產(chǎn)生 變化，從而影響音高，鋼琴原有的音律、音程關(guān)系受到破壞。因此，鋼琴需要經(jīng)常進(jìn)行調(diào) 律。同樣地，鋼琴在出廠前就需要進(jìn)行多次調(diào)律。
許多樂(lè)器，例如提琴、二胡、吉它、古箏，跟鋼琴一樣，也經(jīng)常需要進(jìn)行調(diào)律。
樂(lè)音
聲音按頻率成分劃分為純音和復(fù)合音兩種。純音是指由一種頻率構(gòu)成的聲音。物體做 簡(jiǎn)諧振動(dòng)，產(chǎn)生正弦波，即發(fā)出純音。純音在自然界中比較少見(jiàn)。常見(jiàn)的發(fā)出純音的物體 不多，有長(zhǎng)笛(高音區(qū))、音叉等。
復(fù)合音是指由兩種以上振動(dòng)頻率構(gòu)成的聲音，其中由成整數(shù)倍比的多個(gè)頻率構(gòu)成的聲 音在音樂(lè)界被稱為樂(lè)音，例如，敲響鋼琴的A2鍵，它發(fā)出的聲音由110Hz、 220Hz、 330Hz、 440Hz、 550Hz、 660Hz、……的頻率成分構(gòu)成倍音列，其中110Hz頻率成分被稱為A2鍵的 基音，220Hz、 330Hz、 440Hz、……頻率成分被依次稱為二倍音、三倍音、四倍音、……。 同時(shí)，110Hz、 220Hz、 330Hz、 440Hz、……這些頻率成分又可以依次被稱為第一諧音、第 二諧音、第三諧音、第四諧音、……各頻率成分名稱的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所列-
第一諧音基音；
二倍音；
110Hz 220Hz 330Hz 440Hz
第二諧音 第三諧音三倍音 第四諧音四倍音
又例如，比A2鍵高八度的A3鍵，其基音頻率則為220Hz，倍音列為220Hz、 440Hz、 660Hz、......。
由一條理想的琴弦發(fā)出的樂(lè)音，其各個(gè)倍音的頻率如上所述成精確的整數(shù)倍比關(guān)系。 但現(xiàn)實(shí)中的琴弦在振動(dòng)時(shí)由于受到剛性或力勁的影響導(dǎo)致發(fā)音具有不協(xié)和性，其倍音列與理想琴弦的倍音列相比稍有偏移，例如， 一條現(xiàn)實(shí)中的A2鍵琴弦，其倍音列可能是109Hz、 220Hz、 331Hz、 442Hz、 553Hz、 665Hz、……。用于同一音符的兩條實(shí)際琴弦，其偏移特性 比較接近，但偏移量并不完全相同。
對(duì)一條確定的琴弦，其發(fā)出的樂(lè)音含有的各個(gè)頻率成分的音強(qiáng)(體現(xiàn)為振幅或能量的 大小)各不相同?？傮w而言，在鋼琴中音和高音區(qū)，基音的音強(qiáng)往往是最大的；而在鋼琴低 音區(qū)(例如A2)，音強(qiáng)最大的倍音往往是二倍音、三倍音或者其它倍音。
拍音
當(dāng)兩個(gè)頻率相近的純音(即單一頻率音)疊加在一起時(shí)會(huì)發(fā)生干涉，如圖1，在疊加后 的波形周期中，某些時(shí)刻兩個(gè)波的波峰會(huì)重合，疊加波形在該時(shí)刻的總音強(qiáng)最大；另一些 時(shí)刻一個(gè)波的波峰和另一個(gè)波的波谷重合，疊加波形在該時(shí)刻的振幅最小，它們的波形疊 加之后總音強(qiáng)形成大小循環(huán)的包絡(luò)，構(gòu)成一種聽(tīng)起來(lái)聲量周期性大小交替的不協(xié)和的"嗡 一嗡一"聲，稱為拍音。拍音的頻率等于參與疊加的兩個(gè)頻率之差。
鋼琴調(diào)律的任務(wù)就是盡量消除各種原因產(chǎn)生的拍音，包括進(jìn)行同度調(diào)整和八度調(diào)整，
讓聲音聽(tīng)起來(lái)純正。
(1) 同度調(diào)整
多數(shù)鋼琴鍵由同一音符的三條或兩條琴弦共同發(fā)聲。同度調(diào)整的任務(wù)是把它們音強(qiáng)最 大的諧音頻率調(diào)至相互一致，使得琴弦之間基本上聽(tīng)不出拍音。例如， 一個(gè)待調(diào)的A2鍵的 兩條琴弦的倍音列中，第二諧音的音強(qiáng)最大，那么對(duì)其調(diào)整完畢后，兩條琴弦的倍音列將
可能是
琴弦一108Hz、 220Hz、 331Hz、 441Hz、 553Hz、 664Hz、......
琴弦二 109Hz、 220Hz、 330Hz、 442Hz、 553Hz、 666Hz、......
兩條琴弦只有第二諧音的頻率一致，其它諧音頻率略有偏差。世界上不存在完全相同 的兩條(或更多條)琴弦，兩條琴弦之間的頻率偏差是無(wú)法徹底消除的。但因?yàn)榇嬗蓄l率偏 差的諧音的音強(qiáng)均低于音強(qiáng)最大的諧音(本例中為第二諧音)，而音強(qiáng)最大的諧音已經(jīng)被調(diào) 成頻率一致，音強(qiáng)較低的諧音所產(chǎn)生的拍音就會(huì)被掩蓋，人耳基本上聽(tīng)不出這種音強(qiáng)較弱 的拍音。
(2) 八度調(diào)整
八度調(diào)整的操作順序是，先調(diào)好中音區(qū)基準(zhǔn)音組的音鍵，然后根據(jù)基準(zhǔn)音組的倍音列 調(diào)整與之相差八度高音區(qū)和低音區(qū)的音鍵，再據(jù)此調(diào)節(jié)更高音區(qū)和更低音區(qū)的音符。如上 例，低音區(qū)的A2鍵同度調(diào)整完畢后，其倍音列為109Hz、 220Hz、 331Hz、 442Hz、 553Hz、 665Hz、……。然后調(diào)節(jié)更低音區(qū)的Al鍵比A2低八度的A1鍵的倍音列中，音強(qiáng)最大的 諧音可能是第六倍音，若然則其八度調(diào)整任務(wù)是，將A1鍵琴弦的第六諧音頻率調(diào)至331Hz， 以對(duì)準(zhǔn)A2鍵中的相應(yīng)頻率成分。與同度調(diào)整類似地，八度調(diào)整也存在著無(wú)法徹底消除的部 分諧音頻率偏差。音準(zhǔn)儀
要人耳聽(tīng)辯出樂(lè)音的高低，甚至聽(tīng)出音程關(guān)系，必須經(jīng)過(guò)認(rèn)識(shí)樂(lè)音的訓(xùn)練(視唱練耳) 而且應(yīng)在童年開(kāi)始，如果成人以后訓(xùn)練就多數(shù)不能形成固定音高。聲音是用耳朵聽(tīng)的，無(wú) 法直接憑肉眼感知。調(diào)律時(shí)，調(diào)律師使用音準(zhǔn)儀輔助判別琴弦振動(dòng)發(fā)出的樂(lè)音的頻率。音 準(zhǔn)儀把所測(cè)得的樂(lè)音的頻率以人眼可視的形式顯示出來(lái)，調(diào)律師就能夠利用視覺(jué)感知樂(lè)音 的頻率進(jìn)行調(diào)律，即進(jìn)行視覺(jué)調(diào)律。
目前使用最方便的音準(zhǔn)儀裝有調(diào)律軟件，能夠構(gòu)建頻譜坐標(biāo)系并在頻譜坐標(biāo)系中顯示 所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線，供使用者進(jìn)行視覺(jué)調(diào)律。以對(duì)A2鍵進(jìn)行同度調(diào)整為例，操作步驟如 下
A. 使用者首先輸入選擇A2鍵，音準(zhǔn)儀據(jù)此以其基音頻率110Hz作為工作頻率，
B. 音準(zhǔn)儀構(gòu)建一個(gè)如圖2的頻譜坐標(biāo)系，頻譜坐標(biāo)系取其對(duì)應(yīng)的諧音頻率值作為原 點(diǎn)的頻率軸坐標(biāo)(圖2中為橫坐標(biāo))，頻率軸上的刻度標(biāo)示的是與基音頻率110Hz的音分偏 差值，
C. 設(shè)置該頻譜坐標(biāo)系在屏幕上的顯示狀態(tài)，要求工作頻率的觀察區(qū)間不超出屏幕顯 示范圍，具體地，對(duì)橫坐標(biāo)的設(shè)置應(yīng)當(dāng)避免所測(cè)樂(lè)音中的工作頻率處的頻率成分超出屏幕 左右兩側(cè)的顯示范圍(橫坐標(biāo)0刻度優(yōu)選地位于屏幕中央)；縱坐標(biāo)的設(shè)置也應(yīng)當(dāng)避免頻譜 曲線中的工作頻率處的頻率成分音強(qiáng)超出屏幕上下兩邊的顯示范圍；
D. 顯示所測(cè)樂(lè)音在該頻譜坐標(biāo)系中的頻譜曲線，如圖2所示，其中，所測(cè)樂(lè)音被取 樣的時(shí)間越長(zhǎng)，計(jì)算精度就越高，所顯示頻譜曲線的峰形也就越尖銳。
如果同時(shí)彈響兩條以上的琴弦，由于兩條琴弦中的部分頻率成分互相存在頻率偏差， 該觀察區(qū)間的頻譜曲線就會(huì)呈現(xiàn)諸如雙峰等多峰形態(tài)，如圖3所示。有的鋼琴，其中的某 些琴弦與其琴板之間的振動(dòng)頻率存在偏差。有的鋼琴，由于弦列或者音板制作上的毛病影
響到弦，即使在一根發(fā)音弦上也產(chǎn)生了拍，這個(gè)拍的產(chǎn)生是由于弦的各部分出現(xiàn)了不均等 的緊張度，所對(duì)應(yīng)的諧音打亂了它的和諧性——稱為"假拍"現(xiàn)象。上述情況下，其頻譜 曲線也會(huì)呈現(xiàn)多峰形態(tài)。有時(shí)候，在接收樂(lè)音的同時(shí)，恰好周圍環(huán)境中有噪聲發(fā)出，如果 該噪聲具有與該樂(lè)音的諧音頻率相近的分量，則會(huì)干擾本次測(cè)試，所顯示的頻譜曲線就會(huì)
呈現(xiàn)異常的形狀，使用者應(yīng)當(dāng)丟棄本次測(cè)試結(jié)果；如果該噪聲不具有與該樂(lè)音的諧音相近 頻率的分量，則不會(huì)干擾本次測(cè)試，所顯示的頻譜曲線就不會(huì)呈現(xiàn)異常的形狀，使用者仍 可以釆納本次測(cè)試結(jié)果。
圖2中，屏幕只顯示110Hz的觀察區(qū)間，不顯示其它諧音頻率的觀察區(qū)間，以保證使 用者所觀察到的110Hz處頻率偏差的精確程度，其缺點(diǎn)是，使用者要觀察其它各個(gè)諧音的 頻率偏差，就不得不分別重新選擇工作頻率，操作麻煩，也導(dǎo)致使用者不能盡快地比較出 各個(gè)諧音之間的音強(qiáng)從而確定音強(qiáng)最大的頻率成分。雖然理論上可以根據(jù)使用者的輸入確 定各諧音頻率作為工作頻率，然后壓縮橫坐標(biāo)，使得位于同一頻譜坐標(biāo)系中的各個(gè)頻率的 觀察區(qū)間均不超出屏幕顯示范圍，供使用者同時(shí)觀察多個(gè)諧音的頻譜曲線，但這樣一來(lái)受 屏幕長(zhǎng)度所限，橫坐標(biāo)刻度的精確程度就被大大降低，甚至導(dǎo)致使用者無(wú)法看清楚各個(gè)倍音頻率成分尤其是低倍音的頻率偏差極性；二來(lái)各頻率成分的頻譜曲線相隔一定的距離， 比較它們的音強(qiáng)時(shí)仍略顯得不夠直接，因此這種方案僅停留在私下設(shè)想階段，并未公開(kāi)付 諸實(shí)踐。為了讓使用者能夠同時(shí)觀察各個(gè)倍音頻率成分的頻率偏差和比較它們的音強(qiáng)，另 一類調(diào)律軟件采用數(shù)字標(biāo)示結(jié)合柱狀圖的顯示方式給出諧音頻率偏移報(bào)告，如圖4所示，
"Fund:" —欄顯示基音頻率的音強(qiáng)為0; "2:" —欄顯示二倍音頻率偏差為0.45，音強(qiáng)為 100;……(理論上，諧音頻率成分的數(shù)量可以往高頻區(qū)無(wú)限擴(kuò)展，但因?yàn)橐粊?lái)人耳無(wú)法聽(tīng) 到頻率太高的頻率成分，二來(lái)倍音列在高頻區(qū)的頻率成分的音強(qiáng)往往已經(jīng)非常微弱，所以 在實(shí)際應(yīng)用中只需適當(dāng)選取靠近中音區(qū)的有限數(shù)量的諧音頻率)。但該報(bào)告一來(lái)不如頻譜曲 線直觀，二來(lái)不能準(zhǔn)確反映頻譜曲線的多峰形態(tài)，三來(lái)使用者無(wú)法通過(guò)頻譜曲線是否產(chǎn)生 異變來(lái)判斷本次測(cè)試是否受到環(huán)境噪聲的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是讓使用者在進(jìn)行樂(lè)器視覺(jué)調(diào)律時(shí)能夠在屏幕上同時(shí)、直觀、精確地觀 察樂(lè)音的各個(gè)諧音(即基音+各個(gè)倍音)的頻譜曲線并比較它們的頻率偏差和音強(qiáng)。
本發(fā)明受以下思路的啟發(fā)在幾何上把頻譜坐標(biāo)系按照各個(gè)諧音頻率的觀察區(qū)間拆分 成各個(gè)子頻譜坐標(biāo)系，然后沿頻率軸平移這些子頻譜坐標(biāo)系，使各子頻譜坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng) 諧音頻率值互相重合，那么各個(gè)諧音的頻譜曲線就會(huì)被以區(qū)間重疊的方式同時(shí)顯示，使用 者就可以直觀地觀察各個(gè)諧音的頻率偏移并比較它們的音強(qiáng)。
為解決上述問(wèn)題，給出對(duì)所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示方法，包括
A. 根據(jù)使用者的輸入確定工作頻率，
B. 根據(jù)該工作頻率構(gòu)建頻譜坐標(biāo)系，
c.設(shè)置上述頻譜坐標(biāo)系在屏幕上的顯示狀態(tài)至——頻譜坐標(biāo)系中，工作頻率的觀察
區(qū)間不超出屏幕顯示范圍，
D.顯示所測(cè)樂(lè)音在上述頻譜坐標(biāo)系中的頻譜曲線， 其特征是，A. 中，以待測(cè)樂(lè)音的各諧音頻率作為工作頻率，
B. 中，構(gòu)建與各諧音頻率一一對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系作為所述的頻譜坐標(biāo)系，其中每個(gè)頻 譜坐標(biāo)系取其對(duì)應(yīng)的諧音頻率值作為原點(diǎn)的頻率軸坐標(biāo)，
C. 中，還調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至——各頻譜坐標(biāo)系方向相同，原點(diǎn)互相重合，且音
強(qiáng)軸坐標(biāo)互相重合。
D. 中，對(duì)所測(cè)樂(lè)音的各諧音的頻譜曲線，分別在其對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系中同時(shí)顯示。 為解決上述問(wèn)題，給出用于顯示所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示設(shè)備，包括
A. 工作頻率確定裝置，用于根據(jù)使用者的輸入確定工作頻率，
B. 頻譜坐標(biāo)系構(gòu)建裝置，用于根據(jù)該工作頻率構(gòu)建頻譜坐標(biāo)系，
C. 顯示狀態(tài)設(shè)置裝置，用于設(shè)置上述頻譜坐標(biāo)系在屏幕上的顯示狀態(tài)至——頻譜坐標(biāo) 系中，工作頻率的觀察區(qū)間不超出屏幕顯示范圍，D.頻譜曲線顯示裝置，用于顯示所測(cè)樂(lè)音在上述頻譜坐標(biāo)系中的頻譜曲線， 其特征是，
A. 中，工作頻率確定裝置是以待測(cè)樂(lè)音的各諧音頻率作為工作頻率的裝置，
B. 中，頻譜坐標(biāo)系構(gòu)建裝置是構(gòu)建與各諧音頻率一一對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系作為所述的頻
譜坐標(biāo)系的裝置，其中每個(gè)頻譜坐標(biāo)系取其對(duì)應(yīng)的諧音頻率值作為原點(diǎn)的頻率軸坐標(biāo)，
c.中，顯示狀態(tài)設(shè)置裝置還包括調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至——各頻譜坐
標(biāo)系方向相同，原點(diǎn)互相重合，且音強(qiáng)軸坐標(biāo)互相重合，
D.中，頻譜曲線顯示裝置是對(duì)所測(cè)樂(lè)音的各諧音的頻譜曲線，分別在其對(duì)應(yīng)的頻譜坐 標(biāo)系中同時(shí)顯示的裝置。
該方法和設(shè)備在B.中為各諧音頻率一一對(duì)應(yīng)地構(gòu)建了多個(gè)頻譜坐標(biāo)系，分別用于顯示 頻譜曲線在各諧音頻率的觀察區(qū)間，使得在c.中可以分別調(diào)節(jié)各諧音頻率的觀察區(qū)間使它 們既不超出屏幕顯示范圍，又能夠保證使用者所觀察到的該觀察區(qū)間頻率偏差的精確程度； 該方法和設(shè)備在C.中，把顯示狀態(tài)調(diào)節(jié)至各頻譜坐標(biāo)系方向相同，原點(diǎn)互相重合，且音強(qiáng) 軸坐標(biāo)互相重合，又同時(shí)在D.中分別在各個(gè)頻譜坐標(biāo)系中分別顯示其對(duì)應(yīng)的諧音的頻譜曲 線，使用者就可以方便地在重疊的坐標(biāo)系中同時(shí)、直觀地觀察各諧音的頻率偏移，比較它 們的音強(qiáng)，迅速確定所測(cè)樂(lè)音中音強(qiáng)最大的諧音。
上述方法和設(shè)備存在下述可以改進(jìn)之處
(1) 多條頻譜曲線同時(shí)顯示在屏幕上，使用者需要判別各條頻譜曲線分別代表的諧音 如果所測(cè)樂(lè)音在中音區(qū)或高音區(qū)，具有調(diào)律專業(yè)知識(shí)的使用者可以判定其中音強(qiáng)越大的頻 譜曲線代表頻率越低(或倍數(shù)越低)的倍音；但如果所測(cè)樂(lè)音在低音區(qū)，由于其音強(qiáng)最大的 諧音往往是二倍音、三倍音等倍音(即非基音)，使用者就難以判別出各條頻譜曲線分別代 表的諧音。
(2) 各頻率成分的偏差量不盡相同， 一般而言，偏差量的數(shù)量級(jí)與其頻率的數(shù)量級(jí)大 致成正比關(guān)系，另外根據(jù)音樂(lè)上音律的定義觀察區(qū)間的選定在其頻譜坐標(biāo)系中的頻率軸長(zhǎng) 度也應(yīng)當(dāng)與其諧音頻率大致成正比關(guān)系。如果各頻譜坐標(biāo)系在頻率軸方向上的顯示比例互 無(wú)關(guān)聯(lián)，則容易導(dǎo)致其中一些頻譜坐標(biāo)系的顯示精度就達(dá)不到或只能勉強(qiáng)達(dá)到使用者的要 求。
作為對(duì)上述方法的第一個(gè)改進(jìn)，其D.中，采用讓使用者能夠判別不同諧音的頻譜曲線 的方式予以顯示。
作為對(duì)上述設(shè)備的第一個(gè)改進(jìn)，其D.中，頻譜曲線顯示裝置是
采用讓使用者能夠判別不同諧音的頻譜曲線的方式予以顯示
的裝置。
對(duì)上述方法和設(shè)備的第一個(gè)改進(jìn)對(duì)不同諧音的頻譜曲線采用不同的方式予以顯示，能 夠讓使用者判別屏幕上顯示的各條頻率曲線所分別代表的諧音，從而確定音強(qiáng)最大的諧音。對(duì)上述方法和設(shè)備的第二個(gè)改進(jìn)受以下思路的啟發(fā)在幾何上把頻譜坐標(biāo)系按照各個(gè) 諧音頻率的觀察區(qū)間一一拆分成多個(gè)子頻譜坐標(biāo)系，然后既沿頻率軸平移這些子頻譜坐標(biāo) 系，使各子頻譜坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)諧音頻率值互相重合，又分別對(duì)各子頻譜坐標(biāo)系的頻率軸 進(jìn)行尺度壓縮，壓縮比例正比于其對(duì)應(yīng)的諧音頻率的理想值，那么各諧音頻率的觀察區(qū)間 在頻率軸方向上的長(zhǎng)度就大致相等(或者完全相等——如果選取的觀察區(qū)間在其頻譜坐標(biāo) 系中的頻率軸長(zhǎng)度與其諧音頻率的理想值嚴(yán)格成正比關(guān)系的話)了。
作為上述方法的第二個(gè)改進(jìn)，其C.中，還調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至——各頻譜坐標(biāo)系在 頻率軸方向上的顯示比例之比等于其對(duì)應(yīng)的諧音頻率的理想值之比。
作為對(duì)上述設(shè)備的第二個(gè)改進(jìn)，其C.中，調(diào)節(jié)裝置也是
用于調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至一一各頻譜坐標(biāo)系在頻率軸方向上的顯示比例之比等于 其對(duì)應(yīng)的諧音頻率的理想值之比 的裝置。
對(duì)上述方法和設(shè)備的第二個(gè)改進(jìn)按照各頻譜坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)的諧音頻率的理想值之比設(shè) 置各頻譜坐標(biāo)系在頻率軸方向上的顯示比例，使得各諧音頻率的觀察區(qū)間在頻率軸方向上 的屏幕顯示長(zhǎng)度大致相等(或者完全相等——如果選取的觀察區(qū)間在其頻譜坐標(biāo)系中的頻 率軸長(zhǎng)度與其倍音頻率的理想值嚴(yán)格成正比關(guān)系的話)，因此在屏幕上顯示低倍諧音頻率的 觀察區(qū)間時(shí)，也能夠充分利用屏幕顯示資源，達(dá)到較高的顯示精度。
對(duì)上述方法的第一和第二個(gè)改進(jìn)可以一并采用作為該方法的第三個(gè)改進(jìn)。對(duì)上述設(shè)備 的第一和第二個(gè)改進(jìn)可以一并采用作為該設(shè)備的第三個(gè)改進(jìn)。
給出把執(zhí)行上述方法或者其任一個(gè)改進(jìn)的計(jì)算機(jī)程序錄入計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的方法。
該方法把執(zhí)行本發(fā)明方法的計(jì)算機(jī)程序錄入了計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，供音準(zhǔn)儀或計(jì)算 機(jī)從該存儲(chǔ)介質(zhì)中調(diào)取該計(jì)算機(jī)程序，該音準(zhǔn)儀或計(jì)算機(jī)就具有了執(zhí)行該計(jì)算機(jī)程序從而 實(shí)施上述對(duì)所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示方法的功能。該計(jì)算機(jī)在調(diào)取了該計(jì)算機(jī)程序之后， 就成為了一臺(tái)能夠執(zhí)行上述方法的音準(zhǔn)儀，從而讓使用者在調(diào)整樂(lè)音時(shí)能夠在屏幕上同時(shí)、 直觀、精確地觀察樂(lè)音的各個(gè)諧音(即基音+各個(gè)倍音)的頻譜曲線并比較它們的頻率偏差和 音強(qiáng)。所述的計(jì)算機(jī)程序包括安裝程序、已安裝程序和免安裝程序(俗稱綠色軟件)。


圖l是拍音原理示意圖。
圖2是現(xiàn)有音準(zhǔn)儀的頻譜曲線顯示示意圖。
圖3是雙峰形態(tài)頻譜曲線的示意圖。
圖4是現(xiàn)有音準(zhǔn)儀給出的倍音頻率偏移報(bào)告的截圖。圖5是具體實(shí)施方式
中的頻譜曲線顯示示意圖。
具體實(shí)施例方式
視覺(jué)調(diào)律用音準(zhǔn)儀作為用于顯示所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示設(shè)備，其使用和工作過(guò)程
如下
A. 使用者輸入A2鍵或輸入110Hz，音準(zhǔn)儀根據(jù)使用者的輸入確定待測(cè)樂(lè)音的諧音頻 率，確定諧音頻率的方式包括進(jìn)行倍數(shù)運(yùn)算、從索引調(diào)取相關(guān)存儲(chǔ)信息等。所需顯示的諧 音頻率按照現(xiàn)有技術(shù)在靠近中音區(qū)選取即可(理論上，諧音頻率成分的數(shù)量可以往高頻區(qū)無(wú)
限擴(kuò)展，但因?yàn)橐粊?lái)人耳無(wú)法聽(tīng)到頻率太高的頻率成分，二來(lái)倍音列在高頻區(qū)的頻率成分 的音強(qiáng)往往已經(jīng)非常微弱，所以在實(shí)際應(yīng)用中只需適當(dāng)選取靠近中音區(qū)的有限數(shù)量的倍音 頻率)，例如，選取理想倍音列110Hz、 220Hz、 330Hz、 440Hz、 550Hz、 660Hz、 770Hz(也 可以選取例如109Hz、 220Hz、 331Hz、 442Hz、 553Hz、 665Hz的非理想倍音列)作為本次顯 示的諧音頻率。
B. 構(gòu)建與各諧音頻率一一對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系作為所述的頻譜坐標(biāo)系，每個(gè)頻譜坐標(biāo) 系均取其對(duì)應(yīng)的諧音頻率的音強(qiáng)0值作為縱軸原點(diǎn)。
C. 設(shè)置上述頻譜坐標(biāo)系在屏幕上的顯示狀態(tài)至——頻率軸為橫軸，音強(qiáng)軸為縱軸； 各頻譜坐標(biāo)系均以屏幕右方作為橫軸正方向，以屏幕上方作為縱軸正方向，則各頻譜坐標(biāo) 系的縱軸坐標(biāo)互相重合，即橫坐標(biāo)為0處在基音所對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系中表示的頻率值為 110Hz，而在二倍音所對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系中表示的頻率值為220Hz，……。圖5中標(biāo)示的橫 坐標(biāo)刻度標(biāo)示的是與基音頻率理想值110Hz的偏差值，其觀察區(qū)間不超出屏幕顯示范圍。 優(yōu)選地，各頻譜坐標(biāo)系在橫坐標(biāo)方向上的顯示比例之比等于其對(duì)應(yīng)的諧音頻率的理想值之 比，例如，三倍音(理想值為330Hz)的觀察區(qū)間在頻率軸方向上的長(zhǎng)度為基音的三倍，如 果用音分刻度標(biāo)示頻率軸，因?yàn)橐舴謫挝婚L(zhǎng)度與其所屬諧音頻率成正比，所以各頻譜坐標(biāo) 系就可以共用音分刻度，如圖5，各頻譜坐標(biāo)系的觀察區(qū)間以音分作為單位標(biāo)示為-50 +50(音分)。
D. 使用者彈奏待測(cè)樂(lè)音，音準(zhǔn)儀對(duì)所測(cè)樂(lè)音的各個(gè)諧音的頻譜曲線，同時(shí)分別在其 對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系中顯示，如圖5。優(yōu)選采用讓使用者能夠判別分別位于各個(gè)觀察區(qū)間的 頻譜曲線的方式予以顯示，例如圖5中，對(duì)第一、二、三、四、五、六、七諧音的頻譜曲 線分別用紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色的線條表示(注限于專利文件規(guī)定的格式， 圖5未能顯示其原有色彩，其中色彩分別代表的含義可以在屏幕左下角給予注明，或者另 編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)給予說(shuō)明)，圖5所示的例子中，黃線所表示的三倍音音強(qiáng)最大。也可以對(duì) 不同頻率成分的頻譜曲線分別采用實(shí)線、虛線、點(diǎn)劃線、粗線、閃亮線等不同方式予以顯 示。
上述音準(zhǔn)儀適用于對(duì)各種需要調(diào)律的樂(lè)器進(jìn)行視覺(jué)調(diào)律，尤其適用于鋼琴視覺(jué)調(diào)律。 上述對(duì)各個(gè)技術(shù)特征的改進(jìn)和替代手段可以根據(jù)實(shí)際情況單獨(dú)或結(jié)合采用。
權(quán)利要求
1.對(duì)所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示方法，包括A.根據(jù)使用者的輸入確定工作頻率，B.根據(jù)該工作頻率構(gòu)建頻譜坐標(biāo)系，C.設(shè)置上述頻譜坐標(biāo)系在屏幕上的顯示狀態(tài)至——頻譜坐標(biāo)系中，工作頻率的觀察區(qū)間不超出屏幕顯示范圍，D.顯示所測(cè)樂(lè)音在上述頻譜坐標(biāo)系中的頻譜曲線，其特征是，A.中，以待測(cè)樂(lè)音的各諧音頻率作為工作頻率，B.中，構(gòu)建與各諧音頻率一一對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系作為所述的頻譜坐標(biāo)系，其中每個(gè)頻譜坐標(biāo)系取其對(duì)應(yīng)的諧音頻率值作為原點(diǎn)的頻率軸坐標(biāo)，C.中，還調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至——各頻譜坐標(biāo)系方向相同，原點(diǎn)互相重合，且音強(qiáng)軸坐標(biāo)互相重合。D.中，對(duì)所測(cè)樂(lè)音的各諧音的頻譜曲線，分別在其對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系中同時(shí)顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示方法，其D.中，采用讓 使用者能夠判別不同諧音的頻譜曲線的方式予以顯示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對(duì)所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示方法，其C.中，還 調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至——各頻譜坐標(biāo)系在頻率軸方向上的顯示比例之比等于其 對(duì)應(yīng)的諧音頻率的理想值之比。
4. 用于顯示所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示設(shè)備，包括A. 工作頻率確定裝置，用于根據(jù)使用者的輸入確定工作頻率，B. 頻譜坐標(biāo)系構(gòu)建裝置，用于根據(jù)該工作頻率構(gòu)建頻譜坐標(biāo)系，C. 顯示狀態(tài)設(shè)置裝置，用于設(shè)置上述頻譜坐標(biāo)系在屏幕上的顯示狀態(tài)至—— 頻譜坐標(biāo)系中，工作頻率的觀察區(qū)間不超出屏幕顯示范圍，D. 頻譜曲線顯示裝置，用于顯示所測(cè)樂(lè)音在上述頻譜坐標(biāo)系中的頻譜曲線， 其特征是，A.中，工作頻率確定裝置是以待測(cè)樂(lè)音的各諧音頻率作為工作頻率的裝置，B. 中，頻譜坐標(biāo)系構(gòu)建裝置是構(gòu)建與各諧音頻率一一對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系作為 所述的頻譜坐標(biāo)系的裝置，其中每個(gè)頻譜坐標(biāo)系取其對(duì)應(yīng)的諧音頻率值作為原點(diǎn) 的頻率軸坐標(biāo)，C. 中，顯示狀態(tài)設(shè)置裝置還包括調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至—— 各頻譜坐標(biāo)系方向相同，原點(diǎn)互相重合，且音強(qiáng)軸坐標(biāo)互相重合，D. 中，頻譜曲線顯示裝置是對(duì)所測(cè)樂(lè)音的各諧音的頻譜曲線，分別在其對(duì)應(yīng) 的頻譜坐標(biāo)系中同時(shí)顯示的裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于顯示所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示設(shè)備，其D.中， 頻譜曲線顯示裝置是采用讓使用者能夠判別不同諧音的頻譜曲線的方式予以顯示 的裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的用于顯示所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示設(shè)備，其C. 中，調(diào)節(jié)裝置也是用于調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至——各頻譜坐標(biāo)系在頻率軸方向上的顯示比例之 比等于其對(duì)應(yīng)的諧音頻率的理想值之比的裝置。
7. 把執(zhí)行權(quán)利要求l、 2或3的方法的計(jì)算機(jī)程序錄入計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及樂(lè)器視覺(jué)調(diào)律用音準(zhǔn)儀的工作方法。為了讓使用者在調(diào)整樂(lè)音進(jìn)行樂(lè)器視覺(jué)調(diào)律時(shí)能夠在屏幕上同時(shí)、直觀、精確地觀察樂(lè)音的各個(gè)諧音的頻譜曲線并比較它們的頻率偏差和音強(qiáng)，給出對(duì)所測(cè)樂(lè)音的頻譜曲線的顯示方法，其構(gòu)建與待測(cè)樂(lè)音的各諧音頻率一一對(duì)應(yīng)的頻譜坐標(biāo)系作為所述的頻譜坐標(biāo)系，每個(gè)頻譜坐標(biāo)系取其對(duì)應(yīng)的諧音頻率值作為原點(diǎn)的頻率軸坐標(biāo)，調(diào)節(jié)所述的顯示狀態(tài)至各頻譜坐標(biāo)系方向相同，原點(diǎn)互相重合，且音強(qiáng)軸坐標(biāo)互相重合，分別在各頻譜坐標(biāo)系中同時(shí)顯示所測(cè)樂(lè)音的各諧音的頻譜曲線。其適用于對(duì)各種需要調(diào)律的樂(lè)器進(jìn)行視覺(jué)調(diào)律，尤其適用于鋼琴視覺(jué)調(diào)律。本發(fā)明還涉及相應(yīng)的顯示設(shè)備和將其中的計(jì)算機(jī)程序編入存儲(chǔ)介質(zhì)的方法。
文檔編號(hào)G10C9/00GK101625851SQ20091004156
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者肖智健, 玲 胡 申請(qǐng)人:肖智健