CN104992699B - 一种音准校正评分系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种音准校正评分系统及其实现方法，包括声音采集模块以及声音对比模块；所述的声音采集模块包括用以采集待校正声音的声音采集单元、第一滤波单元，所述的第一滤波单元、第一写入与保存单元；所述的声音对比模块包括第二写入与保存单元、第一波形读取单元、第二波形读取单元、用以采集基准音频的基准音频采集单元、第二滤波单元、波形幅值与频率比较单元、结果分析显示单元。本发明具可操作性强，易用灵活，使用方便、复用性强、系统费用低、采样精度高等优点，可有效提高各乐器音准校正的效率与准确度，还可进一步扩展实现对语音的识别与评判。
Description
技术领域
本发明涉及智能语音识别技术及计算机辅助系统开发运用的领域，特别是一种音准校正评分系统及其实现方法。
背景技术
日常生活中我们常常会遇到乐器音调失准的情况。若没有十足的经验，准确调节音准是一件很困难的事情。因此如何通过的音准参照进行方便的调节成为难题。从表面看，乐器的音准变化在于调弦的松紧，究其根本，其差异在于振动频率的变化。如果有一个方便的识别评判乐器频率的软件，那么，调节音准就变得直观而准确了。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提出一种音准校正评分系统及其实现方法，可有效提高各乐器音准校正的效率与准确度。
本发明的装置采用以下方案实现：一种音准校正评分系统，具体包括声音采集模块以及声音对比模块；所述的声音采集模块包括用以采集待校正声音的声音采集单元、第一滤波单元，所述的第一滤波单元、第一写入与保存单元，所述声音采集单元连接至所述第一滤波单元的输入端，所述第一滤波单元的输出端连接至所述写入与保存单元的输入端；所述的声音对比模块包括第二写入与保存单元、第一波形读取单元、第二波形读取单元、用以采集基准音频的基准音频采集单元、第二滤波单元、波形幅值与频率比较单元、结果分析显示单元，所述基准音频采集单元连接至所述第二滤波单元的输入端，所述第二滤波单元的输出端连接至所述第二写入与保存单元的输入端，所述第二写入与保存单元的输出端连接至第二波形读取单元的输入端，所述第一波形读取单元的输入端连接至所述第一写入与保存单元的输出端，所述第一波形读取单元的输出端以及第二波形读取单元的输出端均连接至所述波形幅值与频率比较单元的输入端，所述波形幅值与频率比较单元的输出端连接至所述结果分析与显示单元。
进一步的，所述的声音采集单元以及基准音频采集单元均为计算机声卡。
进一步的，所述的结果显示单元的包括分别用以表示待校正声音的评分低于基准音频、等于基准音频以及高于基准音频的三种颜色指示灯。
进一步的，所述的声音采集模块以及声音对比模块均在labview平台搭建。
本发明的方法采用以下方案实现：一种如上文所述的音准校正评分系统的实现方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：所述基准音频采集单元采集基准音频，所述第二滤波单元对采集的基准音频进行滤波，所述的第二写入与保存单元将滤波后的基准音频以LVM波形文件的形式导入并存储于计算机指定位置；
步骤S2：设定待校正声音信息与基准音频的频率与幅值的比对误差范围，并转化为分数范围；
步骤S3：所述的声音采集单元实时采集待校正的声音信息，所述的第一滤波单元对采集的待校正声音信息进行滤波，所述的第一写入与保存单元对滤波后的待校正声音以LVM波形文件的形式实时导入并存储于计算机指定位置；
步骤S4：所述的第一波形读取单元实时调取待校正声音的LVM波形文件，所述第二波形读取单元调取基准音频的LVM波形文件，所述波形幅值与频率比较单元对两个LVM波形文件进行对比；
步骤S5：停止波形对比，所述的结果分析与显示单元根据步骤S4中两个LVM波形文件的频率差值计算出待校正声音的评分，若评分不在步骤S2设定的分数范围内，则返回步骤S3，否则显示待校正声音达到标准，结束本次波形比对。
进一步的，所述步骤S5中的结果显示单元的包括分别用以表示待校正声音的评分低于基准音频、等于基准音频以及高于基准音频的三种颜色指示灯；当待校正声音的评分低于步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第一颜色，此时进行拧紧弦的操作；当待校正声音的评分高于步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第二颜色，此时进行拧松弦的操作；当待校正声音的评分落在步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第三颜色，表示调音达到标准。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果。
（1）本发明通过LabVIEW软件提取声音信息中关键的频率和幅值信息，并显示波形。再将此信息与已录好的基准声音进行比较，以确定误差范围内的正确音准，很好地帮助了乐器调音。相比之下，传统的声音识别系统复杂，成本较高，而本发明中采用的虚拟仪器具有复用性强、系统费用低，可操作性强，易用灵活，使用方便等优点。
（2）本发明利用计算机声卡作为数据采集卡，对声音数据进行采样和滤波。其模数转换功能已经成熟，而且计算机无需添加额外配件便能完成采集功能，具有价格低廉、采样精度高，与 LabVIEW软件结合编程简单的优点，可以构成一个较高采样精度、灵活性好的音准比较系统。
（3）基于LabVIEW对基准音频的建立，实质是一个LVM波形文件。这个文件可以通过程序的导入和设定，将多种乐器恒定的波形，定为的标准音与录入的波形进行比较，实现了各种乐器的无差别使用。但是这部分功能由于声卡的采用存在固有噪声和误差，所以若选用现有的基准音频，会有较大的不稳定性。本发明中并没有采用这种方式，而是采用前后两次的比较，从而弱化了设备的干扰因素。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明实施例中声音采集模块在labview软件中的模块示意图。
图3为本发明实施例中声音比较模块在labview软件中的模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种音准校正评分系统，具体包括声音采集模块以及声音对比模块；所述的声音采集模块包括用以采集待校正声音的声音采集单元、第一滤波单元，所述的第一滤波单元、第一写入与保存单元，所述声音采集单元连接至所述第一滤波单元的输入端，所述第一滤波单元的输出端连接至所述写入与保存单元的输入端；所述的声音对比模块包括第二写入与保存单元、第一波形读取单元、第二波形读取单元、用以采集基准音频的基准音频采集单元、第二滤波单元、波形幅值与频率比较单元、结果分析显示单元，所述基准音频采集单元连接至所述第二滤波单元的输入端，所述第二滤波单元的输出端连接至所述第二写入与保存单元的输入端，所述第二写入与保存单元的输出端连接至第二波形读取单元的输入端，所述第一波形读取单元的输入端连接至所述第一写入与保存单元的输出端，所述第一波形读取单元的输出端以及第二波形读取单元的输出端均连接至所述波形幅值与频率比较单元的输入端，所述波形幅值与频率比较单元的输出端连接至所述结果分析与显示单元。
在本实施例中，所述的声音采集单元以及基准音频采集单元均为计算机声卡。
在本实施例中，所述的结果显示单元的包括分别用以表示待校正声音的评分低于基准音频、等于基准音频以及高于基准音频的三种颜色指示灯。
如图2以及图3所示，在本实施例中，所述的声音采集模块以及声音对比模块均在labview平台搭建，其中图2为声音采集模块在labview软件中的模块示意图，图3为声音比较模块在labview软件中的模块示意图。
本实施例还提供了一种如上文所述的音准校正评分系统的实现方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：所述基准音频采集单元采集基准音频，所述第二滤波单元对采集的基准音频进行滤波，所述的第二写入与保存单元将滤波后的基准音频以LVM波形文件的形式导入并存储于计算机指定位置；
步骤S2：设定待校正声音信息与基准音频的频率与幅值的比对误差范围，并转化为分数范围；
步骤S3：所述的声音采集单元实时采集待校正的声音信息，所述的第一滤波单元对采集的待校正声音信息进行滤波，所述的第一写入与保存单元对滤波后的待校正声音以LVM波形文件的形式实时导入并存储于计算机指定位置；
步骤S4：所述的第一波形读取单元实时调取待校正声音的LVM波形文件，所述第二波形读取单元调取基准音频的LVM波形文件，所述波形幅值与频率比较单元对两个LVM波形文件进行对比；
步骤S5：停止波形对比，所述的结果分析与显示单元根据步骤S4中两个LVM波形文件的频率差值计算出待校正声音的评分，若评分不在步骤S2设定的分数范围内，则返回步骤S3，否则显示待校正声音达到标准，结束本次波形比对。
在本实施例中，所述步骤S5中的结果显示单元的包括分别用以表示待校正声音的评分低于基准音频、等于基准音频以及高于基准音频的三种颜色指示灯；当待校正声音的评分低于步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第一颜色，此时进行拧紧弦的操作；当待校正声音的评分高于步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第二颜色，此时进行拧松弦的操作；当待校正声音的评分落在步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第三颜色，表示调音达到标准。
综上所述，本发明具可操作性强，易用灵活，使用方便、复用性强、系统费用低、采样精度高等优点，可有效提高各乐器音准校正的效率与准确度，还可进一步扩展实现对语音的识别与评判。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种音准校正评分系统的实现方法，其特征在于，该音准校正评分系统包括声音采集模块以及声音对比模块；所述的声音采集模块包括用以采集待校正声音的声音采集单元、第一滤波单元，所述的第一滤波单元、第一写入与保存单元，所述声音采集单元连接至所述第一滤波单元的输入端，所述第一滤波单元的输出端连接至所述写入与保存单元的输入端；所述的声音对比模块包括第二写入与保存单元、第一波形读取单元、第二波形读取单元、用以采集基准音频的基准音频采集单元、第二滤波单元、波形幅值与频率比较单元、结果分析显示单元，所述基准音频采集单元连接至所述第二滤波单元的输入端，所述第二滤波单元的输出端连接至所述第二写入与保存单元的输入端，所述第二写入与保存单元的输出端连接至第二波形读取单元的输入端，所述第一波形读取单元的输入端连接至所述第一写入与保存单元的输出端，所述第一波形读取单元的输出端以及第二波形读取单元的输出端均连接至所述波形幅值与频率比较单元的输入端，所述波形幅值与频率比较单元的输出端连接至所述结果分析显示单元；
该实现方法包括以下步骤：
步骤S1：所述基准音频采集单元采集基准音频，所述第二滤波单元对采集的基准音频进行滤波，所述的第二写入与保存单元将滤波后的基准音频以LVM波形文件的形式导入并存储于计算机指定位置；
步骤S2：设定待校正声音信息与基准音频的频率与幅值的比对误差范围，并转化为分数范围；
步骤S3：所述的声音采集单元实时采集待校正的声音信息，所述的第一滤波单元对采集的待校正声音信息进行滤波，所述的第一写入与保存单元对滤波后的待校正声音以LVM波形文件的形式实时导入并存储于计算机指定位置；
步骤S4：所述的第一波形读取单元实时调取待校正声音的LVM波形文件，所述第二波形读取单元调取基准音频的LVM波形文件，所述波形幅值与频率比较单元对两个LVM波形文件进行对比；
步骤S5：停止波形对比，所述的结果分析与显示单元根据步骤S4中两个LVM波形文件的频率差值计算出待校正声音的评分，若评分不在步骤S2设定的分数范围内，则返回步骤S3，否则显示待校正声音达到标准，结束本次波形比对；
所述的声音采集模块以及声音对比模块均在labview平台搭建。
2.根据权利要求1所述的一种音准校正评分系统的实现方法，其特征在于：所述的声音采集单元以及基准音频采集单元均为计算机声卡。
3.根据权利要求1所述的一种音准校正评分系统的实现方法，其特征在于：所述步骤S5中的结果显示单元包括分别用以表示待校正声音的评分低于基准音频、等于基准音频以及高于基准音频的三种颜色指示灯；当待校正声音的评分低于步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第一颜色，此时进行拧紧弦的操作；当待校正声音的评分高于步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第二颜色，此时进行拧松弦的操作；当待校正声音的评分落在步骤S2设定的分数范围时，指示灯亮第三颜色，表示调音达到标准。
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