一种乐器演奏评测方法和系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115547280A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211227512.2G10L25/27(2013.01)(22)申请日2022.10.09G10L25/60(2013.01)(71)申请人上海天下在网信息技术有限公司地址200040上海市静安区共和新路912号1202-5室(72)发明人任时弘贺思原于阳姚禹李莹白心玉(74)专利代理机构上海宏京知识产权代理事务所(普通合伙)31297专利代理师邓健(51)Int.Cl.G10H1/00(2006.01)G10H5/00(2006.01)G10L19/02(2013.01)G10L19/032(2013.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称一种乐器演奏评测方法和系统(57)摘要本发明提供一种乐器演奏评测方法和系统，对演奏音频信号进行快速傅里叶变换得到该演奏音频信号的频域信号；把乐谱信息与该演奏音频信号的频域信号进行相似性比对，得到演奏失误音符集和演奏音频特征集；通过同一乐曲多种不同演奏的演奏失误音符集和演奏音频特征集以及与其对应的评分信息集构建训练样本数据集，使用训练样本数据集训练回归模型。本发明对乐曲多种不同演奏的演奏音频信号进行量化分析，再通过演奏失误音符集、演奏音频特征集以及与其对应的评分信息集构建训练样本数据集，训练回归模型后对实际乐曲演奏进行评测，能够实现在乐器演奏场景下的自动化评测，省时省力，很大程度上提升了乐器演奏评测的便利性。CN115547280ACN115547280A权利要求书1/2页1.一种乐器演奏评测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，获取乐曲多种不同演奏的演奏音频信号，对演奏音频信号分别进行快速傅里叶变换得到该演奏音频信号的频域信号；步骤2，获取所述乐曲对应的乐谱信息，所述乐谱信息与该演奏音频信号的频域信号进行相似性比对，得到演奏失误音符集和演奏音频特征集；步骤3，通过多种不同演奏的演奏失误音符集和演奏音频特征集以及与其对应的评分信息集构建训练样本数据集，使用所述训练样本数据集训练回归模型；步骤4，通过已经训练完成的模型对实际乐曲演奏进行评测。2.根据权利要求1所述的一种乐器演奏评测方法，其特征在于：所述步骤1中，对演奏音频信号以PCM格式编码，在编码后使用窗函数。3.根据权利要求1所述的一种乐器演奏评测方法，其特征在于：所述乐谱信息与该演奏音频信号的频域信号通过DTW算法进行相似性比对。4.根据权利要求3所述的一种乐器演奏评测方法，其特征在于：所述演奏失误音符集包括多演奏的音符集、少演奏的音符集、演奏错的音符集。5.根据权利要求3所述的一种乐器演奏评测方法，其特征在于：所述演奏音频特征集包括音符起音间隔偏离度、音符力度偏离度和音符音色偏离度。6.根据权利要求5所述的一种乐器演奏评测方法，其特征在于，所述音符起音间隔偏离度的计算公式为：其中，为演奏时的音符起音间隔偏离度，为前一个音符演奏的起奏点属性，为后一个音符演奏的起奏点属性，为与路径对齐的乐谱音符的起奏点属性，为与路径对齐的乐谱音符的起奏点属性。7.根据权利要求5所述的一种乐器演奏评测方法，其特征在于，所述音符力度偏离度的计算公式为：其中，为演奏时的音符力度偏离度，为演奏音符的力度属性，为与路径对齐到的乐谱音符的力度属性。8.根据权利要求5所述的一种乐器演奏评测方法，其特征在于，所述音符音色偏离度的计算公式为：其中，为演奏时的音符音色偏离度，为演奏时的音符音色属性。9.根据权利要求8所述的一种乐器演奏评测方法，其特征在于，计算得到演奏时的音符音色属性包括以下步骤：2CN115547280A权利要求书2/2页步骤2.1，计算每帧的频谱重心，所述频谱重心的计算公式为：其中，SCf为频谱重心，Ff[k]为演奏音频信号的频域信号；步骤2.2，计算每帧的频谱分散度，所述频谱分散度的计算公式为：其中，SSf为频谱分散度，SCf为频谱重心，Ff[k]为演奏音频信号的频域信号；步骤2.3，计算每帧的频谱尖削度，所述频谱尖削度的计算公式为：其中，SKf为频谱尖削度，SSf为频谱分散度，SCf为频谱重心，Ff[k]为演奏音频信号的频域信号；步骤2.4，通过所述频谱尖削度以及归一化处理计算演奏时的音符音色属性，演奏时的音色属性的计算公式为：其中，xtimbre为演奏时的音符音色属性，SKf为频谱尖削度，f0为从频域信号中得到相对应帧的起始帧，f1为从频域信号中得到相对应帧的结束帧。10.一种乐器演奏评测系统，其特征在于，包括：演奏音频信号采集模块，用于获取乐曲多种不同演奏的演奏音频信号；演奏音频信号处理模块，用于对演奏音频信号分别进行快速傅里叶变换得到该演奏音频信号的频域信号；乐谱信息采集模块，