CN110838304A - 一种准确视唱判断方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种准确视唱判断方法，该方法包括：首先，给出使用者需要唱的声音模板；之后，收集并提取使用者唱出的声音片段；接下来，提取声音片段中的频率并确定音高是否准确和/或提取声音片段的长度并确定时值是否准确。本发明还公开了一种准确试唱判断装置。本发明通过根据声音模板对应的音高和时值，与获取的声音片段进行对比，确定在各种附加环境下，声音片段和声音模板向对应，从而确定视唱的准确性。本发明能够使得使用者在单独的情况下，进行视唱练耳的训练。

Description

一种准确视唱判断方法和装置
技术领域
本发明涉及云台领域，具体涉及一种云台状态改变方法。
背景技术
视唱练耳是看谱即唱和听觉的训练，它是一门综合性的音乐训练科目，包 括音程，和弦，调式，调性，节奏，节拍，旋律，视唱等，同时还包括了对音 乐的感知、理解和表达等综合性练习。在视唱练耳的训练中必然融入乐理知识, 因此，在视唱练耳教学中往往和乐理联系在一起。
因为音乐训练的专业度很高，现有的视唱练耳通常是通过人工的形式进行 的，既通过师徒之间的培养，和同济之间的互相联系，需要专业人员的介入， 单人情况下很难完成相关的训练，近期一些手机软件和智能设备提供了简单的 拾音功能可以进行简单的单人联系，但是功能和效果都非常不理想。
现有技术中还有一类用于KTV、娱乐节目等环境中对使用者演唱进行打分的 设备，这些设备主要的关注点在音色和少量的音调方面，无法胜任专业的视唱 练耳训练，尤其是对于视唱需要非常专业的音高、时值和调子的确定，现有产 品完全无法胜任。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种帮助使用者单人进 行视唱的方法和装置。
本发明提供的方法如下：
一种准确视唱判断方法，该方法包括：首先，给出使用者需要演唱的声音 模板；之后，过滤录音中的杂音，提取符合人类声音频段的震动作为使用者演 唱的声音片段；接下来，根据声音模板和声音片段是否匹配判断使用者演唱是 否准确。
进一步地，给出使用者需要唱的声音模板具体包括：通过音频设备输出预 设音频，和/或给出调式及对应的调。
进一步地，提取符合人类声音频段的震动作为使用者演唱的声音片段具体 包括：首先，剔除人类声音频段以外的震动得到一串连续的音频；之后，将连 续的音频按照预设的时间长度，分隔成声音小节并且保留频率固定且连续的声 音小节；最后将频率相同的连续多个声音小节作为使用者演唱的声音片段。
进一步地，根据声音模板和声音片段是否匹配判断使用者演唱是否准确， 具体包括：确定声音片段的频率；根据声音模板确定标准频率，之后根据标准 频率和预设范围确定音频范围；最后，根据声音片段的频率包含在所述确定音 频范围之内，确定音高准确。
更进一步地，所述预设范围为频率范围，并且通过标准频率和预设音分的 数量确定。
进一步地，根据声音模板和声音片段是否匹配判断使用者演唱是否准确,具 体包括：确定声音片段的时长；根据声音模板预设的拍速和节拍确定声音模板 的时值；之后，根据声音模板的时值确定声音模板的对应时长；最后，根据声 音片段的时长与声音模板的对应时长相匹配，确定声音片段时值准确。
更进一步地，所述根据声音片段的时长与声音模板的对应时长相匹配，具 体包括：首先，根据声音模板的对应时长及预设范围确定时长范围；之后，根 据声音片段的时长包含在时长范围内，确定声音片段的时长与声音模板的对应 时长相匹配。
更进一步地，所述预设范围为时间长度，并且所述预设范围根据模板的拍 速和节拍确定。
本发明还公开了一种准确试唱判断装置，包括拾音模块和对比模块，所述 拾音模块用于给出使用者需要唱的声音模板，还用于收集并提取使用者唱出的 声音片段；所述对比模块用于提取声音片段中的的频率并确定音高是否准确和/ 或提取声音片段的长度并确定时值是否准确。
与现有技术相比，本发明通过根据声音模板对应的音高和时值，与获取的 声音片段进行对比，确定在各种附加环境下，声音片段和声音模板向对应，从 而确定视唱的准确性。与现有技术相比，本发明能够使得使用者在单独的情况 下，进行视唱练耳的训练。
附图说明
图1为本发明一种准确视唱判断方法流程图。
图2为本发明步骤S200流程图。
图3为本发明步骤S300实施例一中的流程图。
图4为本发明步骤S300实施例二中的流程图。
图5为本发明一种准确视唱判断装置的方框图。
附图标记说明：
100——拾音模块、200——对比模块、300——交互模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参考图1至图3、步骤S100：给出使用者需要唱的声音模板。
声音模板是作为视唱是否准确的对比依据，通过对使用者发出的声音在音 高、节奏和具体时值上和声音模板是否匹配来确定使用者视唱的准确性。所述 声音模板是可以让作为专业人员的使用者知晓需要其视唱的内容的所有可以预 见的手段，包括在显示屏上用通过五线谱简谱等形式给出需要演唱的调式、拍 速和节奏，或是直接以音乐的形式通过音频设备播放。一方面声音模板需要明 确的传递给使用者，另一方面声音模板之中的相关数据也需要明确记录作为判 断使用者准确视唱度的依据。
步骤S200：收集并提取使用者唱出的声音片段。
通过麦克风等设备获取外界音频，剔除掉杂波以及明显震动形式与人声不 相符的震动得到声波，之后处理得到声音片段，所述声音片段具有确定的频率 以反映音高，确定的时长，以反映时值，多段连续的声音片段通过对时值的累 计和对比可以反映一组声音片段的节奏。
步骤S201：剔除人类声音频段以外的震动。
在所有电子设备可以处理的振动频率当中，声波仅仅占一小部分，而人声 仅仅占声波的一小部分，剔除绝大多数频段上的振动频率，留取声波是处理和 截取并判断声音片段的前提。
步骤S202：周期性截取频率固定且连续的声音小节，并且与之前连续若干 个周期截取的声音小节的频率进行平均。
预设一个时长，截取时长范围内的声音，如果该时长范围内的振动频率保 持在一定范围内，则将时长范围内的声音作为一个声音小节，使用平均或方差 的形式确定这段声音小节的频率。
将该声音小节与之前的声音小节进行频率的平均，之前的声音小节是没有 包含在之前的声音片段当中的小节，如果在该声音小节之前的一个声音小节被 包含在之前的声音片段当中，则该声音小节直接与其自身进行平均，显然平均 之后的频率就是其自身频率。
如果该声音小节之前的若干个小节没有被包含在之前的声音片段中，并且 没有被作为杂音或错误数据被丢弃则将当前小节的频率与之前若干个小节的频 率平均，将平均频率作为这一组声音小节的平均频率。
步骤S203：判断当前声音小节的频率与平均后的频率是否一致。
判断当前声音小节和包括当前声音小节的一组声音小节的平均频率是否一 致，在操作上，可以判断当前声音小节的频率与这一组声音小节的平均频率之 间的差值是否在预设范围之内如果是则确定当前声音小节与这一组声音小节的 平均频率一致；反之则不一致。
步骤S204a：根据当前声音小节的频率与平均后的频率不一致，将之前连续 若干个周期截取的声音小节作为声音片段。
具体的，当前声音小节作为之后的声音片段的判断依据，而当前声音小节 之前的若干个声音小节因为其统一的频率，作为一个声音片段。
步骤S204b：根据当前声音小节的频率与平均后的频率一致，确定当前声音 小节与之前的声音小节属于同一个声音片段并继续周期性截取频率固定且连续 的声音小节。
具体的，当前的声音片段还没有完全收集，当前声音小节是作为这一个声 音片段的组成部分，继续判断下一个声音小节，知道确认了当前的声音片段。
需要说明的是，由以上的陈述可以明白无误的确认，声音片段是由若干个 声音小节组成，具有一个确定的长度和确定的频率，不同的声音片段的声音长 度和频率均有可能不同。
在实际操作当中，声音小节选取的时间段通常较小，在声音小节当中可能 会包含部分杂波和多余的声音，对于这些声音其频率通常和该声音小节前后的 其他声音小节具有明显的区别，这些声音小节将作为杂质剔除，一个完整的声 音片段可能因为部分杂质的存在被截断成多个声音片段，后期的处理会将这些 声音片段合并作为一个声音片段处理。同时因为声音小节的时长选取的因素， 若干个连续的声音小节虽然频率相同，但是整体时长较短同样会被丢弃而不做 为一个声音片段保留。
步骤S300：提取声音片段中的的频率并确定音高是否准确。
该实施例是对使用者音高的判断。
步骤S301a：确定声音片段的频率。
步骤S302a：根据声音模板确定标准频率。
步骤S303a：根据预设音分的数量和标准频率确定预设频率范围。
步骤S304a：根据声音片段的频率包含在所述确定音频范围之内，确定音高 准确。
具体地，确定了声音片段的频率和声音模板的频率之后，将其对比，如果 声音片段的频率和声音模板的频率差值在一个预设的频率范围内即可确定声音 片段的频率与模板一致，从而确定使用者演唱的音高与声音模板相匹配。
对于预设的频率范围，根据声音的高低应有所不同，固定的频率跨度作为 频率范围将导致高音区和低音区判断精度上的不同，根据声音大小及震动之间 的关系特性，通常使用音分作为频率范围的单位。
对于声音模板而言其音高通常与一个标准的调式中的某个或某几个单音匹 配，这些单音根据十二平均律具有相应的频率，而以该频率为基数f0，频率的范 围为低音m音分，高音n音分，则预设频率范围为：最小值：
Figure BDA0001768028640000071
最大值：
声音片段的频率落在该范围之内，视为与声音模板的音高一致，在一种较 佳的实施例中，m和n取30,。
实施例二：
请参考图1、图2、图4，步骤S100：给出使用者需要唱的声音模板。
声音模板是作为视唱是否准确的对比依据，通过对使用者发出的声音在音 高、节奏和具体时值上和声音模板是否匹配来确定使用者视唱的准确性。所述 声音模板是可以让作为专业人员的使用者知晓需要其视唱的内容的所有可以预 见的手段，包括在显示屏上用通过五线谱简谱等形式给出需要演唱的调式、拍 速和节奏，或是直接以音乐的形式通过音频设备播放。一方面声音模板需要明 确的传递给使用者，另一方面声音模板之中的相关数据也需要明确记录作为判 断使用者准确视唱度的依据。
步骤S200：收集并提取使用者唱出的声音片段。
通过麦克风等设备获取外界音频，剔除掉杂波以及明显震动形式与人声不 相符的震动得到声波，之后处理得到声音片段，所述声音片段具有确定的频率 以反映音高，确定的时长，以反映时值，多段连续的声音片段通过对时值的累 计和对比可以反映一组声音片段的节奏。
步骤S201：剔除人类声音频段以外的震动。
在所有电子设备可以处理的振动频率当中，声波仅仅占一小部分，而人声 仅仅占声波的一小部分，剔除绝大多数频段上的振动频率，留取声波是处理和 截取并判断声音片段的前提。
步骤S202：周期性截取频率固定且连续的声音小节，并且与之前连续若干 个周期截取的声音小节的频率进行平均。
预设一个时长，截取时长范围内的声音，如果该时长范围内的振动频率保 持在一定范围内，则将时长范围内的声音作为一个声音小节，使用平均或方差 的形式确定这段声音小节的频率。
将该声音小节与之前的声音小节进行频率的平均，之前的声音小节是没有 包含在之前的声音片段当中的小节，如果在该声音小节之前的一个声音小节被 包含在之前的声音片段当中，则该声音小节直接与其自身进行平均，显然平均 之后的频率就是其自身频率。
如果该声音小节之前的若干个小节没有被包含在之前的声音片段中，并且 没有被作为杂音或错误数据被丢弃则将当前小节的频率与之前若干个小节的频 率平均，将平均频率作为这一组声音小节的平均频率。
步骤S203：判断当前声音小节的频率与平均后的频率是否一致。
判断当前声音小节和包括当前声音小节的一组声音小节的平均频率是否一 致，在操作上，可以判断当前声音小节的频率与这一组声音小节的平均频率之 间的差值是否在预设范围之内如果是则确定当前声音小节与这一组声音小节的 平均频率一致；反之则不一致。
步骤S204a：根据当前声音小节的频率与平均后的频率不一致，将之前连续 若干个周期截取的声音小节作为声音片段。
具体的，当前声音小节作为之后的声音片段的判断依据，而当前声音小节 之前的若干个声音小节因为其统一的频率，作为一个声音片段。
步骤S204b：根据当前声音小节的频率与平均后的频率一致，确定当前声音 小节与之前的声音小节属于同一个声音片段并继续周期性截取频率固定且连续 的声音小节。
具体的，当前的声音片段还没有完全收集，当前声音小节是作为这一个声 音片段的组成部分，继续判断下一个声音小节，知道确认了当前的声音片段。
需要说明的是，由以上的陈述可以明白无误的确认，声音片段是由若干个 声音小节组成，具有一个确定的长度和确定的频率，不同的声音片段的声音长 度和频率均有可能不同。
在实际操作当中，声音小节选取的时间段通常较小，在声音小节当中可能 会包含部分杂波和多余的声音，对于这些声音其频率通常和该声音小节前后的 其他声音小节具有明显的区别，这些声音小节将作为杂质剔除，一个完整的声 音片段可能因为部分杂质的存在被截断成多个声音片段，后期的处理会将这些 声音片段合并作为一个声音片段处理。同时因为声音小节的时长选取的因素， 若干个连续的声音小节虽然频率相同，但是整体时长较短同样会被丢弃而不做 为一个声音片段保留。
步骤S300：提取声音片段的长度并确定时值是否准确。
该实施例是对声音片段时值的判断。
步骤S301b：确定声音片段的时长。
步骤S302b：根据声音模板预设的拍速和节拍确定声音模板的时值。
步骤S303b：根据声音模板的时值确定声音模板的对应时长。
步骤S304b：根据声音模板的对应时长及预设范围确定时长范围。
步骤S305b：根据模板的拍速和节拍确定预设时间范围。
步骤S306b：根据声音片段的时长包含在时长范围内，确定声音片段的时长 与声音模板的对应时长相匹配。
步骤S307b：确定声音片段时值准确。
具体的，声音模板的时长可以是通过设备直接指定，但是一段音乐或者一 组音阶包括多个单音，在节奏的训练当中，单音的时长数据较多，不宜直接指 定通常通过音乐的相关数据确定。通常一段声音可以确定的是各个单音的时值， 而具体的时长根据BPM(beats per minute)既拍速和节拍确定，设拍速为a次 每分，单拍的时值为b，单音的时值为c，则单音的标准时长s的取得方式为
Figure BDA0001768028640000101
以标准时长s为基准，在一个预设区间内确定一个时长范围，并判断声音 片段的时间长度是否包含在时长范围内，如果包含在该时长范围内，则确定使 用者演唱的时值正确。
在实际操作过程中，预设时间区间根据声音模板的节奏快慢既
Figure BDA0001768028640000102
的大小不 同而不同，对于节奏更快的音乐，预设区间更小。
实施例三：
请参考图5，本实施例提供一种准确视唱判断装置，包括拾音模块、对比模 块和交互模块。
所述拾音模块用于给出使用者需要唱的声音模板，还用于收集并提取使用 者唱出的声音片段；所述对比模块用于提取声音片段中的的频率并确定音高是 否准确和/或提取声音片段的长度并确定时值是否准确。所述交互模块用于将声 音模板展示给使用者，还用于确定使用者需要练习的种类。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种准确视唱判断方法，其特征在于：该方法包括：
首先，给出使用者需要演唱的声音模板；
之后，过滤录音中的杂音，提取符合人类声音频段的震动作为使用者演唱的声音片段；
接下来，根据声音模板和声音片段是否匹配判断使用者演唱是否准确。
2.根据权利要求1所述的一种准确视唱判断方法，其特征在于：给出使用者需要唱的声音模板具体包括：通过音频设备输出预设音频，和/或给出调式及对应的调。
3.根据权利要求1所述的一种准确视唱判断方法，其特征在于：提取符合人类声音频段的震动作为使用者演唱的声音片段具体包括：首先，剔除人类声音频段以外的震动得到一串连续的音频；
之后，将连续的音频按照预设的时间长度，分隔成声音小节并且保留频率固定且连续的声音小节；
最后将频率相同的连续多个声音小节作为使用者演唱的声音片段。
4.根据权利要1所述的一种准确视唱判断方法，其特征在于：根据声音模板和声音片段是否匹配判断使用者演唱是否准确，具体包括：
确定声音片段的频率；
根据声音模板确定标准频率，之后根据标准频率和预设范围确定音频范围；
最后，根据声音片段的频率包含在所述确定音频范围之内，确定音高准确。
5.根据权利要4所述的一种准确视唱判断方法，其特征在于：所述预设范围为频率范围，并且通过标准频率和预设音分的数量确定。
6.根据权利要求1所述的一种准确视唱判断方法，其特征在于：根据声音模板和声音片段是否匹配判断使用者演唱是否准确,具体包括：
确定声音片段的时长；
根据声音模板预设的拍速和节拍确定声音模板的时值；
之后，根据声音模板的时值确定声音模板的对应时长；
最后，根据声音片段的时长与声音模板的对应时长相匹配，确定声音片段时值准确。
7.根据权利要求6所述的一种准确视唱判断方法，其特征在于：所述根据声音片段的时长与声音模板的对应时长相匹配，具体包括：
首先，根据声音模板的对应时长及预设范围确定时长范围；
之后，根据声音片段的时长包含在时长范围内，确定声音片段的时长与声音模板的对应时长相匹配。
8.根据权利要求7所述的一种准确视唱判断方法，其特征在于：所述预设范围为时间长度，并且所述预设范围根据模板的拍速和节拍确定。
9.一种准确试唱判断装置，包括拾音模块和对比模块，
所述拾音模块用于给出使用者需要唱的声音模板，还用于收集并提取使用者唱出的声音片段；
所述对比模块用于提取声音片段中的的频率并确定音高是否准确和/或提取声音片段的长度并确定时值是否准确。
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