CN108447311A - 基于声音识别的音乐教育方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于声音识别的音乐教育方法和***，通过拾音模块接收声源声音；处理模块转换声音数据，并运行声音识别算法，结合演奏音乐曲目形成反馈信息；显示模块、音响模块将反馈信息通过图示或声音展示给接收者；其音乐教育***通过反馈提示，从而使音乐表演者高效地提高练习效果。

Description

基于声音识别的音乐教育方法和装置
技术领域
本发明涉及一种基于声音识别的音乐教育方法和装置，能够快速识别弹奏音的信息，属于音乐教育领域，给用户反馈相关弹奏音的信息，并以图示、声音等方式显示给用户。
背景技术
随着人们生活质量的不断提升，音乐教育已经成为全民的基本教育需求。仅以钢琴为例，中国音乐家协会统计中国目前有3000万琴童。但目前音乐教育还仍停留在传统教师授课，学生课下自己练习的模式。其中，学生课下自己练习的效率并不高，监督练习的家长并不具备足够的音乐素养来给练琴过程提供帮助。
因此，如何利用声音识别技术，对弹奏音进行识别判定，并将识别信息与乐曲结合形成综合信息的音乐教育装置，并以图示、声音等方式反馈给乐器演奏者，成为目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明通过对声音识别、分析、反馈以及以图示或声音方式提示用户，目的在于使音乐演奏者高效地提高练习效果。
本发明的技术方案如下：
一种基于声音识别的音乐教育装置，包括拾音模块、处理模块、显示模块、音响模块；
1）拾音模块用于采集声源发出的声音信号，并将模拟声音信号传送给处理模块；
2）处理模块用于将模拟声音信号转换为数字声音信号，并对数字声音信号进行识别，提取与音乐相关的特征，并比对标准声音的特征模型，然后给出经比对后的反馈信息；
3）显示模块用于显示弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍数，音乐信息，反馈图示信息等；
4）音响模块用于播放弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍声，音乐信息，反馈声音信息等；
所述声源为乐器发声或歌声；
所述反馈接收者为乐器演奏者、歌唱者、乐器教学者、歌唱教学者等；
所述拾音模块是单麦克风或多麦克风，采用外置或内置模式，电容麦克风或MEMS麦克风等；
所述处理模块包括模拟数字信号转换（ADC）、处理单元、数据接口、数字模拟信号转换（DAC）等；
所述音乐相关的特征包括音准、节奏等；所述标准声音的特征模型，是指根据标准弹奏乐曲形成的特征模型
所述反馈信息包括音准、节奏、乐曲信息、表演效果、表演提示等；
所述显示模块是液晶屏显示、LED屏显示、OLED屏显示或投影显示等；
所述音响模块是单发声或多发声音响。
本发明还提出一种基于声音识别的音乐教育装置，所述装置包括智能计算设备，
所述设备具有内置麦克风或外置麦克风接口、声卡、中央处理器、显示器、音响功能；
所述智能计算设备通过麦克风采集声音信号，麦克风选用全向或定向；
所述设备通过采样步骤，将模拟声音信号转换为数字声音信号；
所述中央处理器运算声音识别算法，提取音乐特征信息，并比对标准声音的特征模型，然后给出经比对后的反馈信息；
所述中央处理器还用于将所述反馈信息，在显示器和/或音响设备中表现出来；
所述显示器使用针对乐器演奏设计的交互页面UI
本发明还提出一种基于声音识别的音乐教育方法，具体包括以下步骤：
1）通过拾音模块采集声源发出的声音信号，并将模拟声音信号传送给处理模块；
2）通过处理模块将模拟声音信号转换为数字声音信号，并对数字声音信号进行识别，提取与音乐相关的特征，并比对标准声音的特征模型，然后给出经比对后的反馈信息，其中与标准弹奏乐曲结合形成弹奏反馈信息；
3）通过显示模块显示弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍数，音乐信息，反馈图示信息等；
4）通过音响模块播放弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍声，音乐信息，反馈声音信息等。
本发明实施例提供的方法及装置，通过对声音识别，分析音乐特征信息，结合表演乐曲形成反馈信息，并以图示或声音方式提示用户，达到了使音乐演奏者高效地提高练习效果。
附图说明
图1是本发明的***结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明所述的一种基于声音识别的音乐教育装置及方法具体实施方式如下：
所述音乐教育装置包括智能计算设备，所述设备具有内置麦克风或外置麦克风接口、声卡、中央处理器、显示器、音响功能等；
所述智能计算设备通过麦克风采集声音信号，麦克风可选用全向或定向；
通过采样步骤，将模拟声音信号转换为数字声音信号，采样频率可由使用者设定，例如16KHz、44.1KHz、48KHz等；采样数据格式可由使用者设定，例如10-bit、12-bit、16-bit、24-bit等；
所述中央处理器运算声音识别算法，提取音乐特征信息，其声音识别算法使用时域相关性分析、短时傅里叶分析等方法，并比对标准音乐声的特征模型，然后给出经比对后的反馈信息；所述音乐特征信息包括音准、节奏；所述标准声音的特征模型，是指根据标准弹奏乐曲形成的特征模型；
所述中央处理器将所述反馈信息，包括音准、节奏等信息在显示器和/或音响设备中表现出来；
所述显示器使用针对乐器演奏设计的交互页面（UI），以不同的颜色区分正确弹奏的音乐与错误弹奏的音乐，显示弹奏节奏信息等；
所述音响可以播放节拍声音，使用提示音区分正确弹奏的音乐与错误弹奏的音乐等。
上述各部件所实现的功能构成一个音乐教育***。
乐器练习者通过使用上述音乐教育***，可以实时得到演奏信息提示，记录演奏信息，改正演奏错误音准节奏等，逐步提升演奏技巧。
参照图1，基于上述实施方式，本发明提出一种基于声音识别的音乐教育装置，包括拾音模块、处理模块、显示模块、音响模块；
1）拾音模块用于采集声源发出的声音信号，并将模拟声音信号传送给处理模块；
2）处理模块用于将模拟声音信号转换为数字声音信号，并对数字声音信号进行识别，提取与音乐相关的特征，并比对标准声音的特征模型，然后给出经比对后的反馈信息；其中与标准弹奏乐曲结合比较后形成弹奏反馈信息；
3）显示模块用于显示弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍数，音乐信息，反馈图示信息等；
4）音响模块用于播放弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍声，音乐信息，反馈声音信息等；
所述声源为乐器发声或歌声；
所述反馈接收者为乐器演奏者、歌唱者、乐器教学者、歌唱教学者等；
所述拾音模块是单麦克风或多麦克风，采用外置或内置模式，电容麦克风或MEMS麦克风等；
所述处理模块包括模拟数字信号转换（ADC）、处理单元、数据接口、数字模拟信号转换（DAC）等；
所述音乐相关的特征包括音准、节奏；所述标准声音的特征模型，是指根据标准弹奏乐曲形成的特征模型；
所述反馈信息包括音准、节奏、乐曲信息、表演效果、表演提示等；
所述显示模块是液晶屏显示、LED屏显示、OLED屏显示或投影显示等；
所述音响模块是单发声或多发声音响。
本发明还提出一种基于声音识别的音乐教育方法，具体包括以下步骤：
1）通过拾音模块采集声源发出的声音信号，并将模拟声音信号传送给处理模块；
2）通过处理模块将模拟声音信号转换为数字声音信号，并对数字声音信号进行识别，提取与音乐相关的特征，与弹奏乐曲结合形成弹奏反馈信息；
3）通过显示模块显示弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍数，音乐信息，反馈图示信息等；
4）通过音响模块播放弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍声，音乐信息，反馈声音信息等。
还提供了一种基于声音识别的音乐教育装置，装置具体包括：处理器，存储器，
所述处理器用于执行存储器中的程序指令，以实现上述所述的方法。
还提供了一种基于声音识别的音乐教育存储介质，所述存储介质中存储着计算机程序代码，所述程序代码用于实现上述所述的方法。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本发明实施例所提供的多屏推送方法和设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于声音识别的音乐教育装置，其特征在于，包括拾音模块、处理模块、显示模块、音响模块；
所述拾音模块用于采集声源发出的声音信号，并将模拟声音信号传送给处理模块；
所述处理模块用于将模拟声音信号转换为数字声音信号，并对数字声音信号进行识别，提取与音乐相关的特征，并比对标准声音的特征模型，然后给出经比对后的反馈信息；
所述显示模块用于显示弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍数，音乐信息，反馈图示信息等；
所述音响模块用于播放弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍声，音乐信息，反馈声音信息等。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述声源为乐器发声或歌声；所述反馈接收者为乐器演奏者、歌唱者、乐器教学者、歌唱教学者等。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述拾音模块是单麦克风、多麦克风、电容麦克风、MEMS麦克风中的一种或多种，采用外置或内置模式。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括模拟数字信号转换ADC单元、处理单元、数据接口、数字模拟信号转换DAC单元。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述音响模块是单发声或多发声音响。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述音乐相关的特征包括音准、节奏；所述标准声音的特征模型，是指根据标准弹奏乐曲形成的特征模型。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反馈信息包括音准、节奏、乐曲信息、表演效果、表演提示；所述显示模块是液晶屏显示、LED屏显示、OLED屏显示或投影显示。
8.一种基于声音识别的音乐教育装置，其特征在于，所述装置包括智能计算设备，
所述智能计算设备具有内置麦克风或外置麦克风接口，以及声卡、中央处理器、显示器、音响功能；
所述智能计算设备通过麦克风采集声音信号，麦克风选用全向或定向；
所述智能计算设备通过采样步骤，将模拟声音信号转换为数字声音信号；
所述中央处理器运算声音识别算法，提取音乐特征信息，并比对标准声音的特征模型，然后给出经比对后的反馈信息；
所述中央处理器还用于将所述反馈信息，在显示器和/或音响设备中表现出来；
所述显示器使用针对乐器演奏设计的交互页面UI。
9.一种基于声音识别的音乐教育方法，具体包括以下步骤：
1）通过拾音模块采集声源发出的声音信号，并将模拟声音信号传送给处理模块；
2）通过处理模块将模拟声音信号转换为数字声音信号，并对数字声音信号进行识别，提取与音乐相关的特征，并比对标准声音的特征模型，然后给出经比对后的反馈信息；
3）通过显示模块显示弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍数，音乐信息，反馈图示信息；
4）通过音响模块播放弹奏反馈信息给反馈接收者，包括节拍声，音乐信息，反馈声音信息。
10.一种基于声音识别的音乐教育装置，所述装置具体包括：处理器，存储器，
所述处理器用于执行存储器中的程序指令，所述程序指令在执行时，实现上述权利要求9所述的方法。
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