復(fù)調(diào)樂器的評分方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及樂器評分技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種復(fù)調(diào)樂器的評分方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 計算機的出現(xiàn)推動了現(xiàn)代電子音樂技術(shù)的發(fā)展,如果能利用計算機開發(fā)一套能夠 對復(fù)調(diào)樂器演奏者的演奏進行科學(xué)而客觀評判的系統(tǒng),所述系統(tǒng)也可稱之為用戶樂器演奏 的"電子導(dǎo)師"。這個"電子導(dǎo)師"會像復(fù)調(diào)樂器教學(xué)工作者一樣,智能的理解分析音樂,評 價演奏者的演奏水平。這無疑可以對于復(fù)調(diào)樂器演奏學(xué)習(xí)者進行全面而準(zhǔn)確的指導(dǎo),提高 他們對音樂的認知能力。同時"電子導(dǎo)師"也可以輔助復(fù)調(diào)樂器教學(xué)工作者進行樂器演奏 的教學(xué),進而減輕他們的工作強度。
[0003] 傳統(tǒng)的針對復(fù)調(diào)樂器評分方法,主要是采用人工評分的方法,在用戶演奏時,組織 音樂領(lǐng)域?qū)<覍τ脩粞葑嗲闆r進行評分。然而由于每個人的評分標(biāo)準(zhǔn)很難一致,因此,在評 分時很難客觀的給出評分結(jié)果,往往帶有較強的主觀性;由于每個用戶演奏時都需要人工 進行評分,人工工作量較大,成本較高。此外,用戶在平常練習(xí)時,沒有專家評分,很難知道 自己的練習(xí)情況。因此,構(gòu)建一套復(fù)調(diào)樂器的自動評分方法及系統(tǒng),在用戶練習(xí)時,可以給 出練習(xí)情況的得分無疑對音樂學(xué)習(xí)或音樂教學(xué)具有重大意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0005] 為此,本發(fā)明的一個目的在于提出一種復(fù)調(diào)樂器的評分方法,該方法能夠有效提 高復(fù)調(diào)樂器的評分效果且降低評分成本。
[0006] 本發(fā)明的另一個目的在于提出一種復(fù)調(diào)樂器的評分裝置。
[0007] 為達到上述目的,本發(fā)明第一方面實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分方法,包括:接收 用戶演奏數(shù)據(jù);對所述用戶演奏數(shù)據(jù)進行特征提取以獲取對應(yīng)的頻譜特征;根據(jù)提取的所 述頻譜特征計算用戶演奏數(shù)據(jù)的分解系數(shù);根據(jù)分解系數(shù)確定用戶演奏音符信息;根據(jù)所 述用戶演奏音符信息對所述用戶演奏數(shù)據(jù)進行評分。
[0008] 本發(fā)明第一方面實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分方法,通過獲取用戶演奏數(shù)據(jù)對應(yīng) 的頻譜特征,計算用戶演奏數(shù)據(jù)的分解系數(shù),并根據(jù)分解系數(shù)確定用戶演奏音符信息,根據(jù) 用戶演奏音符信息對用戶演奏數(shù)據(jù)進行評分,可以實現(xiàn)復(fù)調(diào)樂器的自動評分,從而有效提 高復(fù)調(diào)樂器的評分效果且降低評分成本。
[0009] 為達到上述目的,本發(fā)明第二方面實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分裝置,包括:接收 模塊,用于接收用戶演奏數(shù)據(jù);提取模塊,用于對所述用戶演奏數(shù)據(jù)進行特征提取以獲取對 應(yīng)的頻譜特征;計算模塊,用于根據(jù)提取的所述頻譜特征計算用戶演奏數(shù)據(jù)的分解系數(shù); 確定模塊,用于根據(jù)分解系數(shù)確定用戶演奏音符信息;第一評分模塊,用于根據(jù)所述用戶演 奏音符信息對所述用戶演奏數(shù)據(jù)進行評分。
[0010] 本發(fā)明第二方面實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分裝置,通過獲取用戶演奏數(shù)據(jù)對應(yīng) 的頻譜特征,計算用戶演奏數(shù)據(jù)的分解系數(shù),并根據(jù)分解系數(shù)確定用戶演奏音符信息,根據(jù) 用戶演奏音符信息對用戶演奏數(shù)據(jù)進行評分,可以實現(xiàn)復(fù)調(diào)樂器的自動評分,從而有效提 高復(fù)調(diào)樂器的評分效果且降低評分成本。
[0011] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變 得明顯,或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0012] 本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解,其中:
[0013] 圖1是本發(fā)明一實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分方法的流程示意圖;
[0014] 圖2是本發(fā)明另一實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分方法的流程示意圖;
[0015] 圖3是本發(fā)明另一實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0016] 圖4是本發(fā)明另一實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0017] 圖5是本發(fā)明另一實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0018] 圖6是本發(fā)明另一實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考 附圖描述的實施例是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對本發(fā)明的限制。相反, 本發(fā)明的實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同 物。
[0020] 圖1是本發(fā)明一實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分方法的流程示意圖,該方法包括:
[0021] Sll:接收用戶演奏數(shù)據(jù)。
[0022] 本實施例的執(zhí)行主體可以是復(fù)調(diào)樂器。
[0023] 復(fù)調(diào)樂器是指可以同時演奏多個音符的樂器,具體如鋼琴、手風(fēng)琴、笛子等。
[0024] 用戶演奏數(shù)據(jù)是指復(fù)調(diào)樂器演奏者演奏樂曲的過程中所包含的數(shù)據(jù)信息,例如用 戶演奏樂曲的音頻數(shù)據(jù)、用戶演奏時的樂器的使用情況等。
[0025] 本申請實施例中,采用用戶演奏數(shù)據(jù)中的用戶演奏音符信息,對用戶演奏數(shù)據(jù)進 行評分。
[0026] S12 :對用戶演奏數(shù)據(jù)進行特征提取以獲取對應(yīng)的頻譜特征。
[0027] 頻譜特征例如Mel頻率倒譜系數(shù)(MelFrequencyCepstrumCoefficient,MFCC)。
[0028] 具體地,復(fù)調(diào)樂器接收用戶演奏數(shù)據(jù)后,對用戶演奏數(shù)據(jù)進行分幀處理,進而對每 幀用戶演奏數(shù)據(jù)進行特征提取,以獲取每幀用戶演奏數(shù)據(jù)對應(yīng)的頻譜特征,頻譜特征維數(shù) 例如39維。
[0029] 以鋼琴演奏為例,可以將用戶演奏數(shù)據(jù)分成50幀,對每幀用戶演奏數(shù)據(jù)提取出39 維的頻譜特征。
[0030] 本實施例中,具體的對用戶演奏數(shù)據(jù)進行特征提取方法與現(xiàn)有技術(shù)相同,在此不 再贅述。
[0031] S13 :根據(jù)提取的頻譜特征計算用戶演奏數(shù)據(jù)的分解系數(shù)。
[0032] 以使用非負矩陣因子分解(NonnegativeMatrixFactorization,NMF)方法對用 戶演奏數(shù)據(jù)進行分解為例進行說明,使用得到的分解系數(shù)表示用戶演奏數(shù)據(jù)對應(yīng)的用戶演 奏音符的力度信息。
[0033] 可選的,可以根據(jù)以下公式計算用戶演奏數(shù)據(jù)的NMF分解系數(shù)H,
[0034] V=WXH,
[0035] 其中,V表示每幀語音的頻譜特征,W表示復(fù)調(diào)樂器按鍵的基矩陣。
[0036] 另外,可以預(yù)先通過分析復(fù)調(diào)樂器中每個按鍵所對應(yīng)音符的特性構(gòu)建復(fù)調(diào)樂器按 鍵的基矩陣W。
[0037] S14 :根據(jù)分解系數(shù)確定用戶演奏音符信息。
[0038] 其中,用戶演奏音符信息可以包括音高信息、時值信息、力度信息。
[0039] 具體地,用戶演奏音符信息中的力度信息用分解系數(shù)表示。
[0040] 用戶演奏音符信息中的時值信息用步驟S12中所提取的用戶演奏數(shù)據(jù)中的每個 音符持續(xù)的幀數(shù)表示。
[0041] 用戶演奏音符信息中的音高信息,可以采用統(tǒng)計建模方法,確定用戶演奏數(shù)據(jù)對 應(yīng)的具體音符,進而根據(jù)具體音符的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音來確定。
[0042] 其中,可以預(yù)先使用大量用戶演奏數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計建模,得到統(tǒng)計模型,使用該統(tǒng)計 模型確定用戶演奏數(shù)據(jù)對應(yīng)的具體音符。
[0043] S15 :根據(jù)用戶演奏音符信息對用戶演奏數(shù)據(jù)進行評分。
[0044] 可選的,根據(jù)用戶演奏音符信息,對用戶演奏數(shù)據(jù)進行評分,包括:
[0045] 獲取標(biāo)準(zhǔn)演奏數(shù)據(jù);根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)演奏數(shù)據(jù)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)評分模板;將用戶演奏數(shù)據(jù)與標(biāo) 準(zhǔn)演奏數(shù)據(jù)對齊;根據(jù)用戶演奏數(shù)據(jù)中的每個音符與標(biāo)準(zhǔn)演奏數(shù)據(jù)中的標(biāo)準(zhǔn)音符的對應(yīng)關(guān) 系對用戶演奏數(shù)據(jù)進行評分。
[0046] 進一步,根據(jù)用戶演奏數(shù)據(jù)中的每個音符與標(biāo)準(zhǔn)演奏數(shù)據(jù)中的標(biāo)準(zhǔn)音符的對應(yīng)關(guān) 系對用戶演奏數(shù)據(jù)進行評分,具體包括:
[0047] 計算用戶演奏數(shù)據(jù)中所有音符與標(biāo)準(zhǔn)音符之間的平均音高錯誤率;計算用戶演奏 數(shù)據(jù)中所有音符與標(biāo)準(zhǔn)音符之間的平均時值偏差;計算用戶演奏數(shù)據(jù)中所有音符與標(biāo)準(zhǔn)音 符之間的平均力度偏差;根據(jù)平均音高錯誤率、平均時值偏差,以及平均力度偏差,對用戶 演奏數(shù)據(jù)進行總體評分。
[0048] 本實施例通過獲取用戶演奏數(shù)據(jù)對應(yīng)的頻譜特征,計算用戶演奏數(shù)據(jù)的分解系 數(shù),并根據(jù)分解系數(shù)確定用戶演奏音符信息,根據(jù)用戶演奏音符信息對用戶演奏數(shù)據(jù)進行 評分,可以實現(xiàn)復(fù)調(diào)樂器的自動評分,從而有效提高復(fù)調(diào)樂器的評分效果且降低評分成本。
[0049] 圖2是本發(fā)明另一實施例提出的復(fù)調(diào)樂器的評分方法的流程示意圖,本實施例以 復(fù)調(diào)樂器是鋼琴,以使用非負矩陣因子分解(NonnegativeMatrixFactorization,NMF)方 法對用戶演奏數(shù)據(jù)進行分解為例,該方法包括:
[0050] S201 :接收用戶演奏數(shù)據(jù)。