一种基于运动动作的乐曲生成方法及运动手环与流程

技术特征：
1.一种基于运动动作的乐曲生成方法，其特征在于，包括以下步骤：运动数据采集：通过六轴惯性传感器采集用户的运动数据，所述运动数据包括三轴加速度数据及三轴角速度数据；乐曲速度生成：根据采集的三轴加速度数据生成乐曲的节拍速度；律动生成：随机生成预设个数的整数作为预设个数的小节的律动；旋律生成：根据生成的律动读取采集的三轴角速度数据，将获取的三轴角速度数据换算成对应的音阶，并生成相应的旋律线；乐曲生成：根据生成的旋律线及节拍速度通过标准midi格式生成midi乐曲。2.根据权利要求1所述的基于运动动作的乐曲生成方法，其特征在于，所述乐曲速度生成步骤具体包括以下步骤：以预设频率读取预设时间内的三轴加速度数据；根据三轴平方和计算三轴加速度数据的绝对值a(t)；将计算得到的绝对值a(t)通过傅里叶离散变化得到三轴加速度数据的频域数据a’(f)＝dft[a(t)]；通过对频域数据a’(f)进行高斯函数拟合获得其峰值所在频率f0；根据得到的频率f0计算乐曲节拍速度为60*f0 bpm。3.根据权利要求1所述的基于运动动作的乐曲生成方法，其特征在于，所述步骤律动生成步骤具体包括以下步骤：生成预设个数的正整数，所述正整数在预设范围内，所述预设个数为预设小节数，所述预设范围为二的m次方，m为预设节拍中拍数*时值；将生成的正整数转化为二进制数，所述二进制的位数为m位；将生成的预设个数的二进制构成乐曲的律动数组。4.根据权利要求3所述的运动动作的乐曲生成方法，其特征在于，所述旋律生成步骤具体包括以下步骤建立三轴角速度数据与自然音阶的对应表；根据预设节拍的时间周期读取二进制上各个位数的值判断是否需要产生新的音符；若位数上的值为1，则产生新的音符；若位数上的值为0，则延续上一音符；当产生新的音符时，读取三轴角速度数据，读取三轴角速度数据对应的音符，加入到对应的旋律线中，生成包含时间点和音符的旋律线。5.根据权利要求1所述的基于运动动作的乐曲生成方法，其特征在于，所述乐曲生成具体包括以下步骤：生成midi乐曲的midi文件头，将乐曲的节拍速度作为关键参数加入midi文件头；将生成的旋律线按照midi标准规范生成midi音符开关的消息加入midi文件形成midi乐曲。6.一种具有乐曲生成功能的运动手环，其特征在于，包括手环本体、单片机及六轴惯性传感器；所述六轴惯性传感器及单片机设置在手环本体内；
所述手环本体用于穿戴在用户的手部；所述六轴惯性传感器用于采集用户的运动数据，所述运动数据包括三轴加速度数据及三轴角速度数据；所述单片机用于根据采集的三轴加速度数据生成乐曲的节拍速度，随机生成预设个数的整数作为预设个数的小节的律动，根据生成的律动读取采集的三轴角速度数据，将获取的三轴角速度数据换算成对应的音阶，并生成相应的旋律线，根据生成的旋律线及节拍速度通过标准midi格式生成midi乐曲。7.根据权利要求6所述具有乐曲生成功能的运动手环，其特征在于，所述单片机还用于：计算读取的三轴加速度数据的绝对值a(t)；将计算得到的绝对值a(t)通过傅里叶离散变化得到三轴加速度数据的频域数据a’(f)＝dft[a(t)]；通过对频域数据a’(f)进行高斯函数拟合获得其峰值所在频率f0；根据得到的频率f0计算乐曲节拍速度为60*f0 bpm。8.根据权利要求6所述具有乐曲生成功能的运动手环，其特征在于，所述单片机还用于：生成预设个数的正整数，所述正整数在预设范围内，所述预设个数为预设小节数，所述预设范围为二的m次方，m为预设节拍中拍数*时值；将生成的正整数转化为二进制数，所述二进制的位数为m位；将生成的预设个数的二进制构成乐曲的律动数组。9.根据权利要求8所述具有乐曲生成功能的运动手环，其特征在于，所述单片机还用于：建立三轴角速度数据与自然音阶的对应表；根据预设节拍的时间周期读取二进制上各个位数的值判断是否需要产生新的音符；若位数上的值为1，则产生新的音符；若位数上的值为0，则延续上一音符；当产生新的音符时，读取三轴角速度数据，读取三轴角速度数据对应的音符，加入到对应的旋律线中，生成包含时间点和音符的旋律线。10.根据权利要求6所述具有乐曲生成功能的运动手环，其特征在于，所述单片机还用于：生成midi乐曲的midi文件头，将乐曲的节拍速度作为关键参数加入midi文件头；将生成的旋律线按照midi标准规范生成midi音符开关的消息加入midi文件形成midi乐曲。

技术总结
本发明涉及一种基于运动动作的乐曲生成方法及运动手环，所述方法包括以下步骤：通过六轴惯性传感器采集用户的运动数据，所述运动数据包括三轴加速度数据及三轴角速度数据；根据采集的三轴加速度数据生成乐曲的节拍速度；随机生成预设个数的整数作为预设个数的小节的律动；根据生成的律动读取采集的三轴角速度数据，将获取的三轴角速度数据换算成对应的音阶，并生成相应的旋律线；根据生成的旋律线及节拍速度通过标准MIDI格式生成MIDI乐曲。将用户的运动数据和乐曲的生成结合在一起，而且无需存储大量的音乐旋律数数据，实现人人都可以成为自然的作曲家。成为自然的作曲家。成为自然的作曲家。


技术研发人员：李臻 孔鹏
受保护的技术使用者：福州物联网开放实验室有限公司
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2022/4/8