一种通用的实时乐器演奏评价系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106340286A(43)申请公布日2017.01.18(21)申请号201610859490.X(22)申请日2016.09.27(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人许炜程文青杨楠(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人李智(51)Int.Cl.G10H1/00(2006.01)G10G1/02(2006.01)G09B15/02(2006.01)G06F17/30(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种通用的实时乐器演奏评价系统(57)摘要本发明公开了一种通用的实时乐器演奏评价系统，属于音乐信号处理领域。该发明系统包括主控模块、数据库、乐曲选择模块、电子乐谱解析模块、乐谱排版显示模块、音频采集模块、乐谱跟踪模块、乐器演奏正确性评价模块和评分计算模块；通过解析电子乐谱、对乐器演奏进行实时的乐谱跟踪和自动音乐转录，得到演奏的正确性评价结果并实时显示，并对用户的演奏水平计算评分。本发明系统能够根据乐器演奏的正确性，对其进行客观地评价，帮助乐器学习者了解自己的掌握程度，提高学习效率，可以广泛应用于专业的乐器教学和等级考试中。CN106340286ACN106340286A权利要求书1/2页1.一种通用的实时乐器演奏评价系统，其特征在于，本发明系统包括：主控模块(10)、数据库(11)、乐曲选择模块(12)、电子乐谱解析模块(13)、乐谱排版显示模块(14)、音频采集模块(15)、乐谱跟踪模块(16)、乐器演奏正确性评价模块(17)和评分计算模块(18)；所述主控模块(10)，用于调控各个模块，在各模块间传递数据，并使它们在正确的时序下协调工作；所述数据库(11)，用于存储MusicXML格式的乐谱文件(111)、乐谱音频文件(112)、乐谱信息文件(113)、演奏音频文件(114)、频谱模板文件(115)和评价结果(116)；所述乐曲选择模块(12)，用于查询数据库(11)，显示乐谱列表，演奏者可以从中选择一首将要演奏的乐曲，确定演奏曲目的MusicXML格式的乐谱文件(111)和乐谱音频文件(112)；所述电子乐谱解析模块(13)，用于将乐曲选择模块(12)选取的MusicXML格式的乐谱文件(111)转换为乐谱信息文件(113)；所述乐谱排版显示模块(14)，用于将收到的乐谱信息在各种尺寸大小的显示设备中显示，根据显示设备的尺寸大小，计算出合适的行数和各行小节数，分行显示，当演奏完显示的中间一行后，乐谱自动向上滑动一行，并将收到的演奏的进度和正确性实时地标记到乐谱中的相应位置；所述音频采集模块(15)，用于实时采集用户演奏的声音信号，采用脉冲编码调制(PCM)编码，将用户演奏的声音信号保存为演奏音频文件(114)存入数据库(11)；所述乐谱跟踪模块(16)，用于收到乐谱音频文件后，转化为乐谱音频的频谱，计算对应的音频指纹库；将接收到的当前演奏声音信号转换为当前演奏频谱，再由当前演奏频谱转换为对应的音频指纹；实时查找乐谱音频指纹库中与演奏音频指纹相匹配的指纹，统计演奏声音信号对应于乐谱中的位置；所述乐器演奏正确性评价模块(17)，用于根据接收到的乐谱信息文件(113)和乐谱跟踪模块(16)的乐谱跟踪结果，推求当前演奏时刻应该被演奏的乐器和音符；实时检测当前演奏声音信号的乐器和音符；对比检测到的当前演奏声音信号的乐器和音符，实时评价演奏是否正确；并将评价结果实时传递给乐谱排版显示模块(14)；用户演奏结束后，将全部评价结果传递给评分计算模块(18)；所述评分计算模块(18)用于在演奏结束时，汇总乐器演奏正确性评价结果，计算评分。2.根据权利要求1所述的一种通用的实时乐器演奏评价系统，其特征在于，所述主控模块(10)具体用于：当用户开始乐器演奏前，将解析得到的乐谱信息文件(113)传递给乐谱排版显示模块(14)和乐器演奏正确性评价模块(17)，将用户选择的乐谱音频文件(112)传递给乐谱跟踪模块(16)；当用户开始乐器演奏时，收到音频采集模块(15)采集的演奏声音信号，同步启动乐谱跟踪模块(16)和乐器演奏正确性评价模块(17)；当用户乐器演奏过程中，将音频采集模块(15)收集到演奏的声音信号实时传递到乐谱跟踪模块(16)和乐器演奏正确性评价模块(17)；将乐谱跟踪模块(16)实时统计得到的演奏声音信号对应于乐谱中的位置传递到乐谱显示模块(14)和乐器演奏正确性评价模块(17)；将乐器演奏正确性评价模块(17)的评价结果实时传递给乐谱排版显示模块(14)；将乐器演2CN106340286A权利要求书2/2页奏正确性评价模块(17)的评价结果传递给评分计算模