CN110930815A - 一种智能器乐辅助学习器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能器乐辅助学习器及其使用方法，包括采集单元、识别单元、转换单元、交互单元、标准库单元、处理器单元、对比单元、评分单元、显示单元、提醒单元和历史存储单元，处理器单元作为学习器的核心部分，可为FPGA芯片，分别与转换单元、交互单元、标准库单元、对比单元、评分单元、显示单元、提醒单元和历史存储单元电性连接。智能器乐辅助学习器及其使用方法能够实现各种器乐的自主练习，无需专业老师时刻监督辅导，减少器乐学习成本；全面及时地提醒并纠正器乐初学者在学习过程中产生的错误，对每个练习部分进行评判给分，同时可以对历史错误信息进行储存，方便学习者回顾与加强，进行针对性练习，极大地提高学习者的学习效果和学习兴趣。

Description

一种智能器乐辅助学习器及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种辅助学习器，特别涉及一种智能器乐辅助学习器及其使用方法。

背景技术

音乐是用组织音构成的听觉意象，来表达人们的思想感情与社会现实生活的一种艺术形式，是人类精神追求的基本目标之一，其按照表达方式分类可分为包含声乐和器乐，声乐，是指用人声演唱的音乐形式。声乐是以人的声带为主，配合口腔、舌头、鼻腔作用于气息，发出的悦耳的、连续性、有节奏的声音，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。常见的乐器包括钢琴、小提琴、大提琴、二胡、手风琴、琵琶、笛、萧、筝等。

相对来说，声乐的学习方式比器乐更简单方便，但是，随着时代的进步，越来越多的人们加入到器乐的学习队伍中，尤其是当代青少年，更是从小就开始各类兴趣爱好班培养，对于各种器乐的学习也是逐渐增多。对于器乐初学者来说，需要通过大量的练习才能逐渐掌握器乐技巧，获得学习兴趣。现在大多数器乐学习者都是通过专业老师进行一对一或一对的当面指导练习，这样的练习模式存在诸多弊端，首先，对于专业老师来说，由于精力和专注力有限，不可能全部指出学生练习过程中的每处错误，其次，对于初学者来说，在面对专业老师的时刻监督的情况下，加之自己基本技能水平比较浅显阶段，很容易造成心理紧张而出错，不但会影响练习进度，也会对初学者的学习兴趣造成沉重打击，另外，专业老师的实时监督也必然增加器乐学习者的学习成本。

因此，如何全面准确地纠正器乐初学者在学习过程中的错误，提高学习效率和学习兴趣，减少学习成本显得十分必要。

发明内容

基于现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种智能器乐辅助学习器及其使用方法，其能够全面及时地提醒并纠正器乐初学者在学习过程中产生的错误，对每个练习部分进行评判给分，同时可以对历史错误信息进行储存，方便学习者回顾与加强，进行针对性练习，极大地提高学习者的学习效果和学习兴趣。

为实现上述的目的，本发明采用下述的技术方案：

一种智能器乐辅助学习器，其包括采集单元、识别单元、转换单元、交互单元、标准库单元、处理器单元、对比单元、评分单元、显示单元、提醒单元和历史存储单元。其中，处理器单元作为学习器的核心部分，可为FPGA芯片，分别与转换单元、交互单元、标准库单元、对比单元、评分单元、显示单元、提醒单元和历史存储单元电性连接。

所述采集单元的输入端可与外接麦克风或者器乐的输出端单向电性连接，输出端与识别单元的输入端单向电连接，采集单元用于采集各器乐部件的音频信号，所述器乐部件可包括但不限于钢琴、小提琴、大提琴、二胡、筝、萨克斯。

所述识别单元用于识别从采集单元获得的音频信号，识别单元的输出端与转换单元的输入端单向电连接，转换单元将识别出的音频信号转换成数字信号传递给处理器单元，与处理器单元通过与其电性连接的对比单元和标准库单元实现所采集的音频转换信号与标准信号的信息对比处理，并将错误对比信息通过显示单元显示给学习者。

所述标准库单元的标准信息可以是通过预先存储的标准音频转换信号，也可以是通过预先采集专业老师的示范教学音频信号转换所得，所述信息对比处理包括但不限于节奏、音调、音色等方面的信息对比。

所述显示单元可以是液晶显示屏，将错误对比信息以图文方式显示。

所述处理器单元还分别连接有提醒单元、评分单元和历史存储单元，所述评分单元用于根据内部预设的评分标准对所述采集的音频转换信号进行相应的评分，以100分作为标准分，并将评分结果通过提醒单元提示给学习者作为参考。所述提醒单元包括扬声器，提示灯或者两者的组合。

所述历史存储单元则用于存储学习者在一定时间段内的练习错误信息，方便学习者通过交互单元及时进行回顾纠正，针对性进行练习，提高学习效率。

所述智能器乐辅助学习器可以与PC机、平板电脑通过USB接口实现有线或通过蓝牙，红外、ZigBee等方式实现无线通讯。

一种智能器乐辅助学习器的使用方法，其包括如下步骤：

S1:通过外接PC机数据传输将现有的标准器乐音频信号作为标准信息预先存储于器乐辅助学习器的标准库单元，或者是预先采集各器乐专业老师的示范性音频信号作为标准信息存储于标准库单元；

S2:采集器乐学习者的练习音频信号，并进行识别转换成数字识别信号至处理器单元；

S3:与处理器单元电性连接的评分单元根据预定的评分标准对获得的练习音频信号进行评分处理，并将最终的评分结果通过提醒单元告知学习者；

S4: 与处理器单元电性连接的对比单元则将练习音频信号与标准库内信号进行对比，并通过显示单元全面显示练习错误信息，同时，该错误信息也被存储于历史存储单元；

S5:练习者通过交互单元登录查看历史错误信息，进行针对性训练。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、能够实现各种器乐包括钢琴、小提琴、大提琴、二胡、筝、萨克斯的自主练习，无需专业老师时刻监督辅导，减少器乐学习成本；

2、能够对练习过程中的错误进行全面的纠正提示，并存储各错误信息，方便学习者根据需要回顾查看，提高学习效率；

3、对每次器乐训练进行针对性的评分，使得学习者客观了解练习情况，激发学习兴趣。

附图说明

图1 为智能器乐辅助学习器的结构示意图；

图2为智能器乐辅助学习器的使用方法的流程图。

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，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方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

本具体实施例为装置实施例。

如说明书附图1所示，一种智能器乐辅助学习器，其包括采集单元、识别单元、转换单元、交互单元、标准库单元、处理器单元、对比单元、评分单元、显示单元、提醒单元和历史存储单元。其中，处理器单元作为学习器的核心部分，可为FPGA芯片，分别与转换单元、交互单元、标准库单元、对比单元、评分单元、显示单元、提醒单元和历史存储单元电性连接。

所述采集单元的输入端可与外接麦克风或者器乐的输出端单向电性连接，输出端与识别单元的输入端单向电连接，采集单元用于采集各器乐部件的音频信号，所述器乐部件可包括但不限于钢琴、小提琴、大提琴、二胡、筝、萨克斯。

所述识别单元用于识别从采集单元获得的音频信号，识别单元的输出端与转换单元的输入端单向电连接，转换单元将识别出的音频信号转换成数字信号传递给处理器单元，与处理器单元通过与其电性连接的对比单元和标准库单元实现所采集的音频转换信号与标准信号的信息对比处理，并将错误对比信息通过显示单元显示给学习者。

所述标准库单元的标准信息可以是通过预先存储的标准音频转换信号，也可以是通过预先采集专业老师的示范教学音频信号转换所得，所述信息对比处理包括但不限于节奏、音调、音色等方面的信息对比。

所述显示单元可以是液晶显示屏，将错误对比信息以图文方式显示。

所述处理器单元还分别连接有提醒单元、评分单元和历史存储单元，所述评分单元用于根据内部预设的评分标准对所述采集的音频转换信号进行相应的评分，以100分作为标准分，并将评分结果通过提醒单元提示给学习者作为参考。所述提醒单元包括扬声器，提示灯或者两者的组合。

所述历史存储单元则用于存储学习者在一定时间段内的练习错误信息，方便学习者通过交互单元及时进行回顾纠正，针对性进行练习，提高学习效率。

所述智能器乐辅助学习器可以与PC机、平板电脑通过USB接口实现有线或通过蓝牙，红外、ZigBee等方式实现无线通讯。

实施例二

本实施例为在具体实施例一所述的装置上实现的方法实施例。

如说明书附图2所示，一种智能器乐辅助学习器的使用方法，其包括如下步骤：

S1:通过外接PC机数据传输将现有的标准器乐音频信号作为标准信息预先存储于器乐辅助学习器的标准库单元，或者是预先采集各器乐专业老师的示范性音频信号作为标准信息存储于标准库单元；

S2:采集器乐学习者的练习音频信号，并进行识别转换成数字识别信号至处理器单元；

S3:与处理器单元电性连接的评分单元根据预定的评分标准对获得的练习音频信号进行评分处理，并将最终的评分结果通过提醒单元告知学习者；

S4: 与处理器单元电性连接的对比单元则将练习音频信号与标准库内信号进行对比，并通过显示单元全面显示练习错误信息，同时，该错误信息也被存储于历史存储单元；

S5:练习者通过交互单元登录查看历史错误信息，进行针对性训练。

本发明提供的智能器乐辅助学习器及其使用方法结构简单、实用性强；其能够实现各种器乐的自主练习，无需专业老师时刻监督辅导，减少器乐学习成本；全面及时地提醒并纠正器乐初学者在学习过程中产生的错误，对每个练习部分进行评判给分，同时可以对历史错误信息进行储存，方便学习者回顾与加强，进行针对性练习，极大地提高学习者的学习效果和学习兴趣。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种智能器乐辅助学习器，其包括采集单元、识别单元、转换单元、交互单元、标准库单元、处理器单元、对比单元、评分单元、显示单元、提醒单元和历史存储单元，其中，处理器单元作为学习器的核心部分，可为FPGA芯片，分别与转换单元、交互单元、标准库单元、对比单元、评分单元、显示单元、提醒单元和历史存储单元电性连接；所述采集单元的输入端可与外接麦克风或者器乐的输出端单向电性连接，输出端与识别单元的输入端单向电连接，采集单元用于采集各器乐部件的音频信号，所述器乐部件可选自钢琴、小提琴、大提琴、二胡、筝、萨克斯中的任一种。

2.根据权利要求1所述的一种智能器乐辅助学习器，其特征在于：所述识别单元用于识别从采集单元获得的音频信号，识别单元的输出端与转换单元的输入端单向电连接，转换单元将识别出的音频信号转换成数字信号传递给处理器单元，与处理器单元通过电性连接的对比单元和标准库单元实现所采集的音频转换信号与标准信号的信息对比处理，并将错误对比信息通过显示单元显示给学习者。

3.根据权利要求1所述的一种智能器乐辅助学习器，其特征在于：所述标准库单元选自预先存储的标准音频转换信号或者预先采集专业老师的示范教学音频信号转换所得。

4.根据权利要求2所述的一种智能器乐辅助学习器，其特征在于：所述信息对比处理包括节奏、音调、音色的信息对比。

5.根据权利要求1所述的一种智能器乐辅助学习器，其特征在于：所述显示单元可以是液晶显示屏，将错误对比信息以图文方式显示。

6.根据权利要求1所述的一种智能器乐辅助学习器，其特征在于：所述评分单元用于根据内部预设的评分标准对所述采集的音频转换信号进行相应的评分，以100分作为标准分，并将评分结果通过提醒单元提示给学习者作为参考。

7.根据权利要求1所述的一种智能器乐辅助学习器，其特征在于：所述提醒单元包括扬声器，提示灯或者两者的组合。

8.根据权利要求1所述的一种智能器乐辅助学习器，其特征在于：所述历史存储单元用于存储学习者在一定时间段内的练习错误信息。

9.根据权利要求1所述的一种智能器乐辅助学习器，其特征在于：所述智能器乐辅助学习器可以与PC机、平板电脑通过USB接口实现有线通讯或通过蓝牙，红外、ZigBee方式实现无线通讯。

10.一种使用权利要求1-9中任一项所述的智能器乐辅助学习器的使用方法，其包括如下步骤：

S1:通过外接PC机数据传输将现有的标准器乐音频信号作为标准信息预先存储于器乐辅助学习器的标准库单元，或者是预先采集各器乐专业老师的示范性音频信号作为标准信息存储于标准库单元；

S2:采集器乐学习者的练习音频信号，并进行识别转换成数字识别信号至处理器单元；

S3:与处理器单元电性连接的评分单元根据预定的评分标准对获得的练习音频信号进行评分处理，并将最终的评分结果通过提醒单元告知学习者；

S4: 与处理器单元电性连接的对比单元则将练习音频信号与标准库内信号进行对比，并通过显示单元全面显示练习错误信息，同时，该错误信息也被存储于历史存储单元；

S5:练习者通过交互单元登录查看历史错误信息，进行针对性训练。

Images