CN105469669A - 唱歌辅助教学设备 - Google Patents

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Abstract

唱歌辅助教学设备，包括曲谱转化模块，用于对曲谱进行数字量化以获得相应数据；人声采集模块，用于采集演唱者声音且转换成人声数字信号；音轨图像化模块，用于将五线谱进行图形化转换，形成14条音高线来表达歌曲旋律的音高走向，这样的直观展示既能提示演唱者实际的音高键位，也能提供属于14条音高线的记谱方式，以提高演唱者的歌曲演唱水平。

Description

唱歌辅助教学设备
技术领域
本发明涉及一种教学辅助装置，特别是一种唱歌辅助教学设备。
背景技术
随着经济社会的发展，人们对于娱乐文化水平提高的需求日益突显。在国家提出建设文化强国梦和消费型社会的经济模式背景下，如何快速提高广大老百姓的音乐消费的水平和消费总量，成为拉动需求增长的关键问题。传统的卡拉OK模式，只是一种粗放的音乐体验形态，无法为人们提供精准的音乐细节表现，更不能快速准确的提高演唱者的音乐修养和水平，当然不可能直接或间接衍生新的消费需求。单技术层面讲，新兴的数字处理技术、高速硬件算法处理能力、计算机图像技术等先进技术，并未在传统的音乐产业领域，尤其对典型的唱歌教学模式，做到很好的跨界融合组合，以此提升传统产业运行效率和价值。
专业教学，要求演唱者具备一定的乐理知识，通过乐谱的标准发音训练，慢慢提高演唱者的演唱技巧。学习专业的、枯燥难懂的乐理知识，没有一个长期的坚持，很难有收获，自然就给一般人设置了比较高的学习门槛。
模仿学习，就是让演唱者不断的模仿原唱或者某位明星，无限接近他，以达到提高演唱技巧的目的。但每个人的嗓音条件都不同，模仿注定是少数人的专利。而且，当模仿达不到期望值的时候，唱歌的热情会受到打击，长此以往可能失去对唱歌的热情，变得怕唱歌。另一方面，模仿会把每个人的特点完全掩盖，很难真正提高自身的演唱技巧。
发明内容
本发明的目的是提供一种唱歌辅助教学设备，将专业的乐理知识、演唱技巧，转化成普通消费者易学、易懂、科学的演唱视觉化表现形式，帮助演唱者提高自己的音乐修养和水平。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
唱歌辅助教学设备，包括曲谱转化模块、演唱技巧数据库、人声采集模块、音轨图像化模块、处理模块、反馈***和存储模块；所述曲谱转化模块，用于对曲谱进行数字量化以获得相应数据，并将数据存储至演唱技巧数据库；人声采集模块，用于采集演唱者声音且转换成人声数字信号，并传输至处理模块；音轨图像化模块，用于将五线谱进行图形化转换，转换结果传输至处理模块；处理模块，用于对人声数字信号和演唱技巧数据库中曲谱的数据进行处理分析形成执行指令，并将执行指令输出至反馈***；反馈***，用于接收所述处理模块的执行指令并进行输出反馈；演唱技巧数据库，用于存储曲谱转化模块的数据；存储模块，用于存储处理模块的执行指令及音乐歌曲。
优选的是：所述反馈***包括显示模块和播放模块，所述显示模块，用于显示曲谱音轨及音符；所述播放模块，用于对所述人声采集模块所采集到的声音以及所述存储模块中的音乐歌曲进行还原播放。
优选的是：所述音轨图像化模块将五线谱转换成14音轨形式，从钢琴上的中央C音开始，音高由低到高排列，两个八度内的钢琴白键“CDEFGAB”所对应的位置为自左而右的每一根“音高线”；音高由低到高排列，两个八度内的钢琴黑键所对应的位置为自左而右的每两根线之间的“音高间”。两个八度的白键有14个，对应14条音高线；黑键有10个，对应10个相应的音高间。
优选的是：所述曲谱转化模块包括对音符和旋律的数字化转换，其中音符可作为一种模拟量通过模拟数字转换方法转换成数字数据，节奏通过以时间为参数进行量化。
优选的是：所述处理模块还包括音高分析处理单元，用于将人声数字信号与14音轨结合形成演唱音轨，在所述演唱技巧数据库中提取相应的曲谱数据与14音轨结合形成标准音轨，所述音高分析处理单元对演唱音轨和标准音轨进行分析对比，做出等级评定。
优选的是：所述人声采集模块包括话筒、人声信号放大器、模拟数字转换电路。
优选的是：所述显示模块包括动画展示单元，用于展示等级评定结果并添加光效和动画。
优选的是：所述音轨图像化模块还包括标注单元，用于标注标准音轨中的调性和拍号。
本发明的有益效果是：以14条音高线来表达歌曲旋律的音高走向，排列区别于五线谱，但这样的直观展示既能提示演唱者实际的音高键位，也能提供属于14条音高线的记谱方式，以提高演唱者的歌曲演唱水平。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
图214音轨的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，唱歌辅助教学设备，包括曲谱转化模块，用于对曲谱进行数字量化以获得相应数据，并将数据存储至演唱技巧数据库；人声采集模块，用于采集演唱者声音且转换成人声数字信号，并传输至处理模块；音轨图像化模块，用于将五线谱进行图形化转换，转换结果传输至处理模块；处理模块，用于对人声数字信号和演唱技巧数据库中曲谱的数据进行处理分析形成执行指令，并将执行指令输出至反馈***；反馈***，用于接收所述处理模块的执行指令并进行输出反馈；演唱技巧数据库，用于存储曲谱转化模块的数据；存储模块，用于存储处理模块的执行指令及音乐歌曲。通过本发明播放的歌曲，在显示模块上显示歌曲画面，同时调用当前播放歌曲的演唱技巧数据库，形成学习页面的标准音轨，通过3D图像技术呈现给演唱者。所播放的歌曲声音，通过反馈***反馈给演唱者，达到实时监听的目的。人声信号变成数字信号后，通过独创的声音处理算法，提取出处理模块所需要的各种演唱参数，经过与演唱技巧数据库的数据进行相关处理，给出演唱技巧的实时判断结果。
优选的是：所述反馈***包括显示模块和播放模块，所述显示模块，用于显示曲谱音轨及音符；所述播放模块，用于对所述人声采集模块所采集到的声音以及所述存储模块中的音乐歌曲进行还原播放。通过本发明的反馈***，演唱者可以实时听到自己最真实、最动听的声音，通过显示模块显示的演唱判断结果，结合及时的声音反馈，达到了学习的目的。
优选的是：所述音轨图像化模块将五线谱转换成14音轨形式，通过五线谱与钢琴键的对应关系，从钢琴上的中央C音开始，音高由低到高排列，两个八度内的钢琴白键“CDEFGAB”所对应的位置为自左而右的每一根“音高线”；音高由低到高排列，两个八度内的钢琴黑键所对应的位置为自左而右的每两根线之间的“音高间”。两个八度的白键有14个，对应14条音高线；黑键有10个，对应10个相应的音高间。如图2所示，14音轨即为两个八度内的钢琴黑键对应14条音高线，以14条音高线来表达歌曲旋律的音高走向，排列区别于五线谱，但这样的直观展示既能提示演唱者实际的音高键位，也能提供属于14条音高线的记谱方式，为演唱者锻炼歌曲视唱的能力，还能让演唱者从视觉上感受到音高之间的关系。
优选的是：所述曲谱转化模块包括对音符和旋律的数字化转换，其中音符可作为一种模拟量通过模拟数字转换方法转换成数字数据，节奏通过以时间为参数进行量化。每首音乐作品都由若干音符组成，音符与音符之间的变化不是绝对值的变化，而是呈现渐变趋势，简单说就是模拟量的变化，这种变化就包含了演唱技巧的各种名称，如：音高、音量、颤音、滑音、转音等等。在现代科技领域，模拟量的变化可以非常方便的通过模拟数字转换方法转换成数字数据，显然，这些数字数据也就包含了各种演唱技巧，这就为将歌谱进行数字量化提供了科学的解决方法。同时每首音乐作品都自己相对固定的节奏，而这个基本的音乐元素可以通过时间参数进行量化。通过节奏将演唱技巧数据进行分段，为让每一段都给演唱者实时反馈，提供了量化基准。这些经过量化的演唱技巧数据将会保存到演唱技巧数据库中。
优选的是：所述处理模块还包括音高分析处理单元，用于将人声数字信号与14音轨结合形成演唱音轨，在所述演唱技巧数据库中提取相应的曲谱数据与14音轨结合形成标准音轨，所述音高分析处理单元对演唱音轨和标准音轨进行分析对比，做出等级评定。
优选的是：所述人声采集模块包括话筒、人声信号放大器、模拟数字转换电路。人声通过话筒的声电转换原理，将声波信号变成电信号，进入严格设计的人声放大电路，保证信号以极低的失真度进行传输，通过模拟数字变换电路（AD）后，转换成数字化人声实时音高分析***所需要的数字信号。通过人声的数字化转换采集技术、数字化人声的实时音高分析处理技术，找到了准确识别音准、节奏、歌唱技巧的核心算法，应用于演唱技巧学习，解决了自动化、精准化演唱技巧学习的难题。
优选的是：所述显示模块包括动画展示单元，用于展示等级评定结果并添加光效和动画。演唱者在唱歌学习过程中，显示模块会一直展示经处理模块分析处理的等级评定结果，同时添加光效和动画等形式，在每一个音乐片段上都给演唱者以实时结果反馈，给演唱者以最直观的视觉感知同时体验学习过程中的乐趣。
优选的是：所述音轨图像化模块还包括标注单元，用于标注标准音轨中的调性和拍号。通过标注歌曲调性和拍号，可以方便音乐娱乐化走向音乐专业化，让用户更清楚自己适合的歌曲类型与风格，而不用再盲目的挑选和演唱不合适自己音域的歌曲。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.唱歌辅助教学设备，其特征在于：包括曲谱转化模块、演唱技巧数据库、人声采集模块、音轨图像化模块、处理模块、反馈***和存储模块；
所述曲谱转化模块，用于对曲谱进行数字量化以获得相应数据，并将数据存储至所述演唱技巧数据库；
所述人声采集模块，用于采集演唱者声音且转换成人声数字信号，并传输至所述处理模块；
所述音轨图像化模块，用于将五线谱进行图形化转换，转换结果传输至所述处理模块；
所述处理模块，用于对人声数字信号和所述演唱技巧数据库中曲谱的数据进行处理分析形成执行指令，并将执行指令输出至所述反馈***；
所述反馈***，用于接收所述处理模块的执行指令并进行输出反馈；
所述演唱技巧数据库，用于存储所述曲谱转化模块的数据；
所述存储模块，用于存储所述处理模块的执行指令及音乐歌曲。
2.根据权利要求1所述的唱歌辅助教学设备，其特征在于：所述反馈***包括显示模块和播放模块，所述显示模块，用于显示曲谱音轨及音符；所述播放模块，用于对所述人声采集模块所采集到的声音以及所述存储模块中的音乐歌曲进行还原播放。
3.根据权利要求1所述的唱歌辅助教学设备，其特征在于：所述音轨图像化模块将五线谱转换成14音轨形式，从钢琴上的中央C音开始，音高由低到高排列，两个八度内的钢琴白键“CDEFGAB”所对应的位置为自左而右的每一根“音高线”；音高由低到高排列，两个八度内的钢琴黑键所对应的位置为自左而右的每两根线之间的“音高间”，两个八度的白键有14个，对应14条音高线；黑键有10个，对应10个相应的音高间。
4.根据权利要求1所述的唱歌辅助教学设备，其特征在于：所述曲谱转化模块包括对音符和旋律的数字化转换，其中音符可作为一种模拟量通过模拟数字转换方法转换成数字数据，节奏通过以时间为参数进行量化。
5.根据权利要求1所述的唱歌辅助教学设备，其特征在于：所述处理模块还包括音高分析处理单元，用于将人声数字信号与14音轨结合形成演唱音轨，在所述演唱技巧数据库中提取相应的曲谱数据与14音轨结合形成标准音轨，所述音高分析处理单元对演唱音轨和标准音轨进行分析对比，做出等级评定。
6.根据权利要求1所述的唱歌辅助教学设备，其特征在于：所述人声采集模块包括话筒、人声信号放大器、模拟数字转换电路。
7.根据权利要求2所述的唱歌辅助教学设备，其特征在于：所述显示模块包括动画展示单元，用于展示等级评定结果并添加光效和动画。
8.根据权利要求4所述的唱歌辅助教学设备，其特征在于：所述音轨图像化模块还包括标注单元，用于标注标准音轨中的调性和拍号。
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