CN107967827A - 一种音乐教育练习系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音乐教育练习系统及其方法，包括用于录取弹奏指法的图像采集单元、用于录取弹奏声音的音频采集单元、用于显示音符曲线和图像的显示器、用于处理老师弹奏声音和学生弹奏声音的数据处理单元，用于建立老师弹奏标准的标准模块单元、用于存储老师弹奏音乐数据的储存单元、用于建立学生弹奏声音的声音处理单元、用于将学生弹奏音乐数据与老师弹奏音乐数据进行对比的对比评判单元。本发明能够克服现有的钢琴教育方法中，学生对钢琴的学习比较缓慢的问题，能够对老师教学的钢琴乐谱录入系统，并能录入老师的弹奏手法，学生练习时，能够对学生弹奏的音乐进行纠正和指导，达到学生练习更有指导性，学习进步更快的目的。

Description

一种音乐教育练习系统及其方法

技术领域

本发明涉及教育练习技术领域，尤其涉及一种音乐教育练习系统及其方法。

背景技术

音乐是反映人类现实生活情感的一种艺术，可以分为声乐和器乐两大类型，器乐是相对于声乐而言，完全使用乐器演奏而不用人声或者人声处于附属地位的音乐，演奏的乐器包括所有种类的弦乐器、木管乐器、铜管乐器和打击乐器，钢琴就属于弦乐器中的一种。

钢琴因其具有其他乐器不可比拟的优越特性，被誉为“乐器之王”。作为欧洲代表国之一的英国，其钢琴教学体系经历了几百年的发展与完善，而中国直到19世纪上半叶即西欧的钢琴音乐进入浪漫主义时期，才传入欧洲现代钢琴。而钢琴真正地飞入寻常百姓家进而得以普及是20世纪80年代。在人民生活水平不断提高的今天，人们更加注重少年儿童的素质教育，学钢琴的儿童日益增多，所以儿童钢琴教学更是近几年广受关注的热点，也有不少的学生在钢琴大赛中脱颖而出。这股学琴热潮像春风、似暖流，对提高民族新一代的文化素质，有着极其深远的影响。

我国的钢琴教育虽然在短短的30多年里迅猛发展并取得了较好的成绩，但是由于目前学习钢琴的学生越来越多，目前在钢琴的教学中，老师一般只是会同时对多个学生示范性的谈几遍曲子，在弹奏的过程中，让学生记住老师弹奏的手法和节奏，一般都需要学生自己回家自己弹奏练习，但是这样的教学方法，使得学生在自己回家练习的时候失去了参考，对弹奏音乐的音强、音长、音色、音高和节奏等不能准确把握，也不知道自己练习的正确与否，给老师的教学和学生的学习都带来很多不方便，学生的学习效果不好，进步较为缓慢。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种音乐教育练习系统及其方法，该系统和方法能够克服现有的钢琴教育方法中，学生对钢琴的学习比较缓慢的问题，本系统和方法能够对老师教学的钢琴乐谱录入系统，并能录入老师的弹奏手法，学生练习时，能够对学生弹奏的音乐进行纠正和指导，达到学生练习更有指导性，学习进步更快的目的。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种音乐教育练习系统，其特征在于：包括用于录取弹奏指法的图像采集单元、用于录取弹奏声音的音频采集单元、用于显示音符曲线和图像的显示器、用于处理老师弹奏声音和学生弹奏声音的数据处理单元，用于建立老师弹奏标准的标准模块单元、用于存储老师弹奏音乐数据的储存单元、用于建立学生弹奏声音的声音处理单元、用于将学生弹奏音乐数据与老师弹奏音乐数据进行对比的对比评判单元；所述图像采集单元包括摄像头，所述摄像头与储存单元通信连接，所述摄像头安装于钢琴的琴键上方；所述音频采集单元包括音频采集器，所述音频采集器与数据处理单元通信连接；所述数据处理单元包括第一AD转换模块、音频切分模块、wave音高提取模块、音强提取模块、音色提取模块、音长提取模块和节奏提取模块；所述标准模块单元包括信号加窗分帧模块、音长标准模块、音强标准模块、音色标准模块、音高标准模块和节奏标准模块；所述声音处理单元包括音高处理模块、音长处理模块、音强处理模块、音色处理模块和节奏处理模块，所述对比评判单元包括网络通信模块、曲目下载模块、音高对比曲线模块、音长对比曲线模块、音色对比曲线模块、音强对比曲线模块和节奏对比曲线模块；所述网络通信模块包括连接状态管理模块、数据请求收发模块、回复信息解析模块；所述曲目下载模块包括FTP协议解析模块、数据有效性验证模块。

进一步，所述钢琴琴键上设置有用于检测在弹奏过程中钢琴键受到压力值的压力传感单元，所述压力传感单元电连接有第二AD转换模块，所述第二AD转换模块与储存单元通信连接。如此，在老师弹奏钢琴时，手指按动琴键时的压力值能够通过压力传感单元进行感应，然后由第二AD转换模块将压力值数据转化为数字信号，有储存单元对数字信号进行储存。

进一步，所述音乐教育练习系统还包括数据库操作单元，所述数据库操作单元包括曲库查询模块，所述曲库查询模块下设有音高查询模块、音长查询模块、音强查询模块和音色查询模块。数据库操作单元主要实现对SQL数据库的数据操作，学生在练习时，可以查询储存单元中储存的各个曲目，根据自己的喜好点取某个曲目进行练习，点取曲库中的曲目后，学生还可以查询本曲目的音高、音长、音强和音色等信息，帮助学生练习前复习。

进一步，所述图像采集单元还包括第一电源模块、第一蓝牙模块，所述第一蓝牙模块与摄像头通讯连接，所述第一蓝牙模块和摄像头均与第一电源模块电连接。第一电源模块为第一蓝牙模块和摄像头提供电力，摄像头录取的图像可以通过第一蓝牙模块发出信号，显示器上设置的第二蓝牙模块可以接收到第一蓝牙模块发出的图像数据，如此，图像采集单元与显示器分开设置，方便摄像头在钢琴上的位置调整，学生在联系时，可以不需要图像采集单元，这样也方便摄像头与显示器的分开放置。

进一步，所述音乐教育练习系统还包括用于播放录取后的音频播放器。学生在弹奏时，可以通过音频播放模块播放老师弹奏的音乐，学生边听边练习，有利于学生钢琴弹奏时对音高、音长、音强和音色的把握。

进一步，所述音频采集单元和音频播放器均设置在显示器上。如此，音频采集单元和音频播放器与显示器一体，方便管理和收纳。

进一步，所述音乐教育练习系统还包括弹奏评分计算单元，所述弹奏评分计算单元包括音高得分计算模块、音长得分计算模块、音强得分计算模块、音色得分计算模块、节奏得分计算模块和加权计算模块。音高计算模块用于计算音高得分，音长计算模块用于计算音长得分，音强计算模块用于计算音强得分，音色计算模块用于计算音色得分，节奏得分计算模块用于计算节奏得分，最后使用加权计算模块根据每项所占权重，得到最终的考试综合得分；如此，学生在弹奏后，弹奏评分计算单元可以根据学生的弹奏水平，系统自动评判处音高得分、音长得分、音强得分、音色得分、节奏得分和综合得分，能够更方便的让学生了解自己的学习情况。

一种音乐教育练习系统的方法，包括以下步骤：

(1)图像采集单元的摄像头采集老师弹奏时的指法，音频采集单元录取老师钢琴弹奏时弹奏的声音；

(2)使用数据处理单元对声音进行处理，第一AD转换模块将声音的模拟信号转换为数字信号，音频切分模块将连续的数字信号切分为数据段，使用音长提取模块对每个录音数据每间隔15毫秒，切割成一个数据段，得到音长标准模块，将音频数字信号切分后，使用wave音高提取模块的wave文件进行音高提取，并使用信号加窗分帧模块通过对语音信号加窗分帧，音高处理模块通过自相关函数计算，然后使用100-800HZ的带通滤波器，去掉过高或者过低的峰值，并利用semitone＝12*log₂(frequency/440)+69计算极值点，提取出基音周期，得到音高标准模块；

(3)使用音强提取模块先对每个语音数据段的语音信号加窗分帧，读取每帧信号的平均幅值作为此帧的音强值，设定的声音信号采样率为6-8kHz采样点数为256，每帧长为12-15ms，帧移为0，对每个数据段的每个音符提取音强特征，得到音强标准模块；

(4)使用音色提取模块将每个录音数据段分解为每个音符，对每个音符使用FM算法，包括使用合成矩阵ID、各种震荡器的波形ID、ADSR的参数来定义音色的各种信息，并将音色转换为数字系统码；

(5)学生在自己练习时，播放器播放图像采集单元采集的老师弹奏指法，学生通过显示器学习老师弹奏的指法，在练习时，提取学生弹奏钢琴时的音高模块、音长模块、音强模块、音色模块和节奏模块；

(6)使用对比评判单元进行对比，对比时，包括音强对比、音长对比、音色对比、音高对比和节奏对比，以建立的音强标准模块、音长标准模块、音色标准模块、音高标准模块和节奏标准模块作为基准，将学生演奏的音强模块、音长模块、音色模块、音高模块和节奏模块的算术平均值规整到与音强标准模块、音长标准模块、音色标准模块、音高标准模块和节奏标准模块的算术平均值同一水平线上，利用余弦相似度公式计算在二维空间向量中两组数据的趋势，由显示器显示学生弹奏曲线与老师弹奏的标准曲面。

本发明的有益效果：

(1)本发明能够录取在教学时老师钢琴弹奏的手法，也能录取老师钢琴弹奏时的音频，并对音频进行数据处理得到音高标准模块、音长标准模块、音强标准模块、音色标准模块和节奏标准模块，学生在练习时，本发明能够播放图像采集单元采集的老师弹奏指法，学生可以通过显示器学习老师弹奏的指法，还能够提取学生弹奏钢琴时的音高模块、音长模块、音强模块、音色模块和节奏模块，然后使用对比评判单元进行对比，可以根据自己弹奏的曲线与老师弹奏的曲线进行对比，判断自己在哪些方便弹奏得不足，方便学生的自我学习和改进；

(2)本发明的可以储存多个标准音乐曲目，学生在练习时，可以查询储存单元中储存的各个曲目，根据自己的喜好点取某个曲目进行练习，点取曲库中的曲目后，学生还可以查询本曲目的音高、音长、音强和音色等信息，帮助学生练习前复习，写生学习更方便；

(3)本发明图像采集单元与显示器分开设置，方便摄像头在钢琴上的位置调整，学生在联系时，可以不需要图像采集单元，这样也方便摄像头与显示器的分开放置，便于本发明的收纳；

(4)本发明在学生在弹奏后，弹奏评分计算单元可以根据学生的弹奏水平，系统自动评判处音高得分、音长得分、音强得分、音色得分、节奏得分和加权综合得分，能够更方便的让学生了解自己的学习情况。

附图说明

图1是本发明一种音乐教育练习系统的示意图；

图2是图1中数据处理单元的结构示意图；

图3是图1中标准模块单元的结构示意图；

图4是图1中声音处理单元的结构示意图；

图5是图1中对比评判单元的结构示意图；

图6是图1中弹奏评分计算单元的结构示意图；

图7是是钢琴处于显示器的结构示意图；

图8是本发明学生在演奏完毕后显示器显示得分的示意图；

其中，图像采集单元1、音频采集单元2、显示器3、数据处理单元4、标准模块单元5、储存单元6、声音处理单元7、对比评判单元8、数据库操作单元9、音频播放器10、弹奏得分计算单元11、压力传感单元12、第一蓝牙模块13、摄像头14、第一电源模块15、音频采集器16、曲库查询模块17、音高查询模块18、音长查询模块19、音强查询模块20、音色查询模块21、节奏查询模块22、第一AD转换模块23、音频切分模块24、wave音高提取模块25、音强提取模块26、音色提取模块27、音长提取模块28、节奏提取模块29、信号加窗分帧模块30、音长标准模块31、音强标准模块32、音色标准模块33、音高标准模块34、节奏标准模块35、音高处理模块36、音长处理模块37、音强处理模块38、音色处理模块39、节奏处理模块40、网络通信模块41、曲目下载模块42、音高对比曲线模块43、音长对比曲线模块44、音色对比曲线模块45、音强对比曲线模块46、节奏对比曲线模块47、连接状态管理模块48、数据请求收发模块49、回复信息解析模块50、FTP协议解析模块51、数据有效性验证模块52、音高得分计算模块53、音长得分计算模块54、音强得分计算模块55、音色得分计算模块56、节奏得分计算模块57、加权计算模块58、第一AD转换模块59。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明：

如图1-8所示：

一种音乐教育练习系统，包括用于录取弹奏指法的图像采集单元1、用于录取弹奏声音的音频采集单元2、用于显示音符曲线和图像的显示器3、用于处理老师弹奏声音和学生弹奏声音的数据处理单元4，用于建立老师弹奏标准的标准模块单元5、用于存储老师弹奏音乐数据的储存单元6、用于建立学生弹奏声音的声音处理单元7、用于将学生弹奏音乐数据与老师弹奏音乐数据进行对比的对比评判单元8；图像采集单元1包括摄像头14，摄像头14与储存单元6通信连接，摄像头14安装于钢琴的琴键上方；音频采集单元2包括音频采集器16，音频采集器16与数据处理单元4通信连接；数据处理单元4包括第一AD转换模块23、音频切分模块24、wave音高提取模块25、音强提取模块26、音色提取模块27、音长提取模块28和节奏提取模块29；标准模块单元5包括信号加窗分帧模块30、音长标准模块31、音强标准模块32、音色标准模块33、音高标准模块34和节奏标准模块35；声音处理单元7包括音高处理模块36、音长处理模块37、音强处理模块38、音色处理模块39和节奏处理模块40，对比评判单元8包括网络通信模块41、曲目下载模块42、音高对比曲线模块43、音长对比曲线模块44、音色对比曲线模块45、音强对比曲线模块46和节奏对比曲线模块47；网络通信模块41包括连接状态管理模块48、数据请求收发模块49、回复信息解析模块50；曲目下载模块42包括FTP协议解析模块51、数据有效性验证模块52。

钢琴琴键上设置有用于检测在弹奏过程中钢琴键受到压力值的压力传感单元12，压力传感单元12电连接有第二AD转换模块59，第二AD转换模块59与储存单元通信连接。如此，在老师弹奏钢琴时，手指按动琴键时的压力值能够通过压力传感单元12进行感应，然后由第二AD转换模块59将压力值数据转化为数字信号，有储存单元对数字信号进行储存。

音乐教育练习系统还包括数据库操作单元9，数据库操作单元9包括曲库查询模块17，曲库查询模块17下设有音高查询模块18、音长查询模块19、音强查询模块20和音色查询模块21。数据库操作单元9主要实现对SQL数据库的数据操作，学生在练习时，可以查询储存单元6中储存的各个曲目，根据自己的喜好点取某个曲目进行练习，点取曲库中的曲目后，学生还可以查询本曲目的音高、音长、音强和音色等信息，帮助学生练习前复习。

图像采集单元1还包括第一电源模块15、第一蓝牙模块13，第一蓝牙模块13与摄像头14通讯连接，第一蓝牙模块13和摄像头14均与第一电源模块15电连接。第一电源模块15为第一蓝牙模块13和摄像头14提供电力，摄像头14录取的图像可以通过第一蓝牙模块13发出信号，显示器3上设置的第二蓝牙模块可以接收到第一蓝牙模块13发出的图像数据，如此，图像采集单元1与显示器3分开设置，方便摄像头14在钢琴上的位置调整，学生在联系时，可以不需要图像采集单元1，这样也方便摄像头14与显示器3的分开放置。

音乐教育练习系统还包括用于播放录取后的音频播放器10。学生在弹奏时，可以通过音频播放模块播放老师弹奏的音乐，学生边听边练习，有利于学生钢琴弹奏时对音高、音长、音强和音色的把握。

音频采集单元2和音频播放器10均设置在显示器3上。如此，音频采集单元2和音频播放器10与显示器3一体，方便管理和收纳。

音乐教育练习系统还包括弹奏评分计算单元，弹奏评分计算单元包括音高得分计算模块53、音长得分计算模块54、音强得分计算模块55、音色得分计算模块56、节奏得分计算模块57和加权计算模块58。音高得分计算模块53用于计算音高得分，音长得分计算模块54用于计算音长得分，音强得分计算模块55用于计算音强得分，音色得分计算模块56用于计算音色得分，节奏得分计算模块57用于计算节奏得分，最后使用加权计算模块58根据每项所占权重，得到最终的考试综合得分；如此，学生在弹奏后，弹奏评分计算单元可以根据学生的弹奏水平，系统自动评判处音高得分、音长得分、音强得分、音色得分、节奏得分和综合得分，能够更方便的让学生了解自己的学习情况。

在使用本系统时，图像采集单元的摄像头用于采集老师弹奏时的指法，方便学生在练习时参考老师弹奏的指法，音频采集单元可以录取老师钢琴弹奏时弹奏的声音，并通过数据处理单元对声音进行处理，处理时，使用数据处理单元对声音进行处理，第一AD转换模块将声音的模拟信号转换为数字信号，音频切分模块将连续的数字信号切分为数据段，使用音长提取模块对每个录音数据每间隔15毫秒，切割成一个数据段，得到音长标准模块，将音频数字信号切分后，使用wave音高提取模块的wave文件进行音高提取，并使用信号加窗分帧模块通过对语音信号加窗分帧，音高处理模块通过自相关函数 计算，然后使用100-800HZ的带通滤波器，去掉过高或者过低的峰值，并利用semitone＝12*log₂(frequency/440)+69计算极值点，提取出基音周期，得到音高标准模块；使用音强提取模块先对每个语音数据段的语音信号加窗分帧，读取每帧信号的平均幅值作为此帧的音强值，设定的声音信号采样率为6-8kHz采样点数为256，每帧长为12-15ms，帧移为0，对每个数据段的每个音符提取音强特征，得到音强标准模块；使使用音色提取模块将每个录音数据段分解为每个音符，对每个音符使用FM算法，包括使用合成矩阵ID、各种震荡器的波形ID、ADSR的参数来定义音色的各种信息，并将音色转换为数字系统码；如此，就将老师钢琴教学时的指法、音长标准、音高标准、音色标准和音强标准建立起来。

学生在自己练习时，播放器播放图像采集单元采集的老师弹奏指法，学生通过显示器学习老师弹奏的指法，在练习时，提取学生弹奏钢琴时的音高模块、音长模块、音强模块、音色模块和节奏模块，然后使用对比评判单元进行对比，对比时，包括音强对比、音长对比、音色对比、音高对比和节奏对比，以建立的音强标准模块、音长标准模块、音色标准模块、音高标准模块和节奏标准模块作为基准，将学生演奏的音强模块、音长模块、音色模块、音高模块和节奏模块的算术平均值规整到与音强标准模块、音长标准模块、音色标准模块、音高标准模块和节奏标准模块的算术平均值同一水平线上，利用余弦相似度公式计算在二维空间向量中两组数据的趋势，由显示器显示学生弹奏曲线与老师弹奏的标准曲面，写生可以根据自己弹奏的曲线与老师弹奏的曲线进行对比，判断自己在哪些方便弹奏得不足，方便学生的自我改进。

如图8所示，学生在使用钢琴弹奏曲目《爱之梦》后，弹奏评分计算单元可以根据学生的弹奏水平，系统自动评判处音高得分、音长得分、音强得分、音色得分、节奏得分和综合得分，显示在显示屏上，能够更方便的让学生了解自己的学习情况。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种音乐教育练习系统，其特征在于：包括用于录取弹奏指法的图像采集单元、用于录取弹奏声音的音频采集单元、用于显示音符曲线和图像的显示器、用于处理老师弹奏声音和学生弹奏声音的数据处理单元，用于建立老师弹奏标准的标准模块单元、用于存储老师弹奏音乐数据的储存单元、用于建立学生弹奏声音的声音处理单元、用于将学生弹奏音乐数据与老师弹奏音乐数据进行对比的对比评判单元；所述图像采集单元包括摄像头，所述摄像头与储存单元通信连接，所述摄像头安装于钢琴的琴键上方；所述音频采集单元包括音频采集器，所述音频采集器与数据处理单元通信连接；所述数据处理单元包括第一AD转换模块、音频切分模块、wave音高提取模块、音强提取模块、音色提取模块、音长提取模块和节奏提取模块；所述标准模块单元包括信号加窗分帧模块、音长标准模块、音强标准模块、音色标准模块、音高标准模块和节奏标准模块；所述声音处理单元包括音高处理模块、音长处理模块、音强处理模块、音色处理模块和节奏处理模块，所述对比评判单元包括网络通信模块、曲目下载模块、音高对比曲线模块、音长对比曲线模块、音色对比曲线模块、音强对比曲线模块和节奏对比曲线模块；所述网络通信模块包括连接状态管理模块、数据请求收发模块、回复信息解析模块；所述曲目下载模块包括FTP协议解析模块、数据有效性验证模块。

2.根据权利要求1所述的一种音乐教育练习系统，其特征在于：所述钢琴琴键上设置有用于检测在弹奏过程中钢琴键受到压力值的压力传感单元，所述压力传感单元电连接有第二AD转换模块，所述第二AD转换模块与储存单元通信连接。

3.根据权利要求2所述的一种音乐教育练习系统，其特征在于：所述音乐教育练习系统还包括数据库操作单元，所述数据库操作单元包括曲库查询模块，所述曲库查询模块下设有音高查询模块、音长查询模块、音强查询模块和音色查询模块。

4.根据权利要求3所述的一种音乐教育练习系统，其特征在于：所述图像采集单元还包括第一电源模块、第一蓝牙模块，所述第一蓝牙模块与摄像头通讯连接，所述第一蓝牙模块和摄像头均与第一电源模块电连接。

5.根据权利要求4所述的一种音乐教育练习系统，其特征在于：所述音乐教育练习系统还包括用于播放录取后的音频播放器。

6.根据权利要求5所述的一种音乐教育练习系统，其特征在于：所述音频采集单元和音频播放器均设置在显示器上。

7.根据权利要求6所述的一种音乐教育练习系统，其特征在于：所述音乐教育练习系统还包括弹奏评分计算单元，所述弹奏评分计算单元包括音高得分计算模块、音长得分计算模块、音强得分计算模块、音色得分计算模块、节奏得分计算模块和加权计算模块。

8.根据权利要求7所述的一种音乐教育练习系统的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)图像采集单元的摄像头采集老师弹奏时的指法，音频采集单元录取老师钢琴弹奏时弹奏的声音；

(2)使用数据处理单元对声音进行处理，第一AD转换模块将声音的模拟信号转换为数字信号，音频切分模块将连续的数字信号切分为数据段，使用音长提取模块对每个录音数据每间隔15毫秒，切割成一个数据段，得到音长标准模块，将音频数字信号切分后，使用wave音高提取模块的wave文件进行音高提取，并使用信号加窗分帧模块通过对语音信号加窗分帧，音高处理模块通过自相关函数计算，然后使用100-800HZ的带通滤波器，去掉过高或者过低的峰值，并利用semitone＝12*log₂(frequency/440)+69计算极值点，提取出基音周期，得到音高标准模块；

(3)使用音强提取模块先对每个语音数据段的语音信号加窗分帧，读取每帧信号的平均幅值作为此帧的音强值，设定的声音信号采样率为6-8kHz采样点数为256，每帧长为12-15ms，帧移为0，对每个数据段的每个音符提取音强特征，得到音强标准模块；

(4)使用音色提取模块将每个录音数据段分解为每个音符，对每个音符使用FM算法，包括使用合成矩阵ID、各种震荡器的波形ID、ADSR的参数来定义音色的各种信息，并将音色转换为数字系统码；

(5)学生在自己练习时，播放器播放图像采集单元采集的老师弹奏指法，学生通过显示器学习老师弹奏的指法，在练习时，提取学生弹奏钢琴时的音高模块、音长模块、音强模块、音色模块和节奏模块；

(6)使用对比评判单元进行对比，对比时，包括音强对比、音长对比、音色对比、音高对比和节奏对比，以建立的音强标准模块、音长标准模块、音色标准模块、音高标准模块和节奏标准模块作为基准，将学生演奏的音强模块、音长模块、音色模块、音高模块和节奏模块的算术平均值规整到与音强标准模块、音长标准模块、音色标准模块、音高标准模块和节奏标准模块的算术平均值同一水平线上，利用余弦相似度公式计算在二维空间向量中两组数据的趋势，由显示器显示学生弹奏曲线与老师弹奏的标准曲面。