CN111563690A - 一种基于互联网的在线音乐学习系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于互联网的在线音乐学习系统，涉及互联网教学技术领域，系统由服务器和终端设备组成，终端设备采集学习者发出的声音后，由服务器确定学习者在团队中的位置，然后根据所处位置的音场以及学习者发出的声音进行音频合成，得到对应于每个学习者所处位置的音频信息，同时计算获得每个学习者的配合度，学习者可以通过音频信息感受实际表演时的状态，并根据配合度数据了解自己的能力水平，并不断进行改进提高，使所有学习者都能得到团队表演方面的训练。
Description
技术领域
本发明涉及互联网教学技术领域，特别是涉及一种基于互联网的在线音乐学习系统。
背景技术
音乐是一种古老的艺术表现形式，主要包括声乐和器乐。无论是专业还是业余爱好者都想要、也需要提高自身的音乐表演能力，因此各种线下培训机构以及线上培训平台营运而生。
线下培训的优点是互动容易学习效果较好，确定是需要额外的场地和人力支持，而且受益范围有限。而线上培训基于互联网发展起来，其不但对场地和人力要求较低，而且传播范围非常广，学生和教师在家中就可以完成所有的教学活动，更重要的是在线上教学平台功能不断完善的同时，线上师生互动也越来越方便，因此学习效果并不比线下培训差。
然而，无论是声乐还是器乐，在表演时都需要和其他的表演者配合，例如器乐演奏时需要和其他的演奏者配合完成曲目演奏，声乐演唱时需要和其他的演唱者或演奏者配合，即音乐在实际表演过程中的整体性和配合能力非常重要。但是目前的线上培训都只能针对单人学习进行辅助，无法模拟团体表演场景，因此学习者无法获得配合能力的训练。
发明内容
本发明实施例提供了一种基于互联网的在线音乐学习系统，可以解决现有技术中存在的问题。
本发明提供了一种基于互联网的在线音乐学习系统，包括服务器和多个终端设备；
所述终端设备包括：
音频采集单元，用以采集学习者发出的声音，得到音频信号；
数据处理单元，用以对音频信号进行压缩处理，发送给所述服务器；
所述服务器包括数据处理单元和存储单元，所述存储单元中存储有多个软件模块，所述数据处理单元用于加载并执行：
根据学习者选择的匹配模式以及学习者擅长的表演形式进行团队匹配，寻找同样处在匹配模式的符合条件的其他学习者；
匹配成功后，所有参与匹配的学习者形成一个团队，按照匹配模式以及学习者的表演形式确定每个学习者在团队中的位置，根据该位置以及团队人数计算得到任意两个学习者之间的距离以及方位信息；
根据距离和方位信息确定团队表演时的音场状态，根据音场状态以及终端设备发送的音频信号模拟对应于每个学习者所处位置的音频信息，将对应于每个学习者的音频信息传输给所述终端设备；
在音频模拟的过程中，根据团队整体的表演情况确定每个学习者的实际配合度，将配合度信息发送给所述终端设备。
本发明中的一种基于互联网的在线音乐学习系统，由服务器和终端设备组成，终端设备采集学习者发出的声音后，由服务器确定学习者在团队中的位置，然后根据所处位置的音场以及学习者发出的声音进行音频合成，得到对应于每个学习者所处位置的音频信息，同时计算获得每个学习者的配合度，学习者可以通过音频信息感受实际表演时的状态，并根据配合度数据了解自己的能力水平，并不断进行改进提高，使所有学习者都能得到团队表演方面的训练。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于互联网的在线音乐学习系统的组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明提供了一种基于互联网的在线音乐学习系统，该系统包括服务器和多个终端设备，所述服务器为单个服务器或者由多个服务器组成的集群，所述终端设备处在每个学习者家中，用以采集数据传输给所述服务器以及接收所述服务器发送的数据并进行播放。
所述终端设备可以采用目前常用的台式或者笔记本式计算机，所述终端设备包括音频采集单元、数据处理单元、网络通信单元、音频播放单元和显示单元，所述音频采集单元可以采用麦克风，用以采集学习者使用乐器发出的声音或者歌声，这些声音信号经过麦克风采集后形成模拟音频信号，然后由计算机的音频采集卡进行模数转换以及滤波去噪等处理后传输给所述数据处理单元。
所述数据处理单元为计算机的中央处理器，其接收音频信号后进行压缩处理，在经过所述网络通信单元发送给所述服务器。所述网络通信单元为计算机的有线或者无线网卡，在数据发送给服务器的过程中数据需要经过网关等设备进行传输，才能由所述服务器接收到。
所述服务器包括数据处理单元、存储单元和网络通信单元，所述存储单元中存储有多个软件模块，所述数据处理单元用于加载并执行这些软件模块。
所述软件模块包括表演评价模块、团队匹配模块、位置计算模块、音频合成模块和配合度评价模块。
当学习者选择单人学习模式时，所述表演评价模块对接收的音频信号进行分析，以判断学习者发出的声音与标准音频的差异，最后根据差异大小进行评价。评价结果可以以不合格、合格、良好、优秀的等级进行划分，也可以通过具体的数字评分进行体现。所述表演评价模块得到评价结果后，由所述网络通信单元发送给终端设备，最终通过所述终端设备的显示单元展示评分结果，使学习者可以了解自己的能力水平。
在单人学习模式中，所述表演评价模块还可以根据学习者发出的声音与标准音频的差异生成改进建议，该改进建议同所述评价结果一起发送给终端设备，学习者可以根据改进建议进一步提高自己的水平。
当学习者选择团队学习模式时，所述团队匹配模块根据学习者选择的匹配模式以及学习者擅长的表演形式进行团队匹配，以寻找同样处在匹配模式的符合条件的其他学习者。
在团队学习模式下，可供学习者选择的匹配模式包括交响乐模式、演唱会模式等，每种匹配模式对于学习者的表演形式、学习者的数量以及所处位置都有对应的规定。例如交响乐模式要求学习者的数量为30-40人，需要的表演形式包括大提琴、小号、钢琴等，而且每种表演形式的学习者都有对应的位置。
如果匹配成功，则所有参与匹配的学习者形成一个团队，所述位置计算模块按照匹配模式以及学习者的表演形式确定每个学习者在团队中的位置，然后根据该位置以及团队人数计算得到任意两个学习者之间的距离以及方位信息。
所述音频合成模块根据所述位置计算模块得到的距离和方位信息，确定团队表演时的音场状态，然后根据该音场状态以及终端设备发送的音频信号模拟对应于每个学习者所处位置的音频信息，将对应于每个学习者的音频信息通过网络通信单元传输给所述终端设备。所述终端设备接收音频信息后，即由音频播放单元进行播放，使学习者能够感受真实状态下团队表演的声音。
所述音频播放单元可以采用扬声器，所述音频播放单元的数量为多个，该多个音频播放单元同时工作以模拟立体声音效。
在所述音频合成模块进行模拟的过程中，所述配合度评价模块根据团队整体的表演情况确定每个学习者的实际配合度，然后将该配合度通过网络通信单元发送给终端设备，终端设备接收到配合度信息后即由显示单元进行显示，使学习者了解自己在本次表演过程中的配合情况。
具体地，所述配合度评价模块的评价因素包括响度和进度两方面。
在评价响度时，所述配合度评价模块首先根据其他学习者发出的声音的响度确定平均响度，然后判断当前学习者发出的声音响度与平均响度的差值是否处在允许范围内，并给出对应的响度配合度。例如响度差值处在允许范围内时响度配合度为满分50分，而响度差值超出允许范围时则根据超出量的多少确定响度配合度。
所述允许范围根据标准音频数据确定。
在评价进度时，所述配合度评价模块首先根据其他学习者发出的声音以及谱子确定当前所处的团队进度，然后根据当前学习者发出的声音以及谱子确定个人进度，接着判断个人进度和团队进度的差值是否在允许范围内，并给出相应的进度配合度。例如进度差值处在允许范围内时进度配合度为满分50分，而进度差值超出允许范围时则根据超出量的多少确定进度配合度。
在获得响度配合度和进度配合度两方面的数据后，所述配合度评价模块计算得到最终的配合度数据。具体可以将响度配合度和进度配合度直接相加得到配合度数据，也可以通过加权求和的方式计算配合度数据。
进一步地，为了增强沉浸式学习体验，所述终端设备还可以包括视频采集单元和头戴式显示单元。所述视频采集单元用于采集学习者各个方向的视频信息，采集的视频信息经由数据处理单元压缩后发送给所述服务器。
所述服务器的存储单元中存储的软件模块还包括视频合成模块，所述视频合成模块根据所述位置计算模块得到的距离和方位信息，确定团队表演时的视场状态，然后根据该视场状态以及终端设备发送的视频信号模拟对应于每个学习者所处位置的视频信息，将对应于每个学习者的视频信息通过网络通信单元传输给所述终端设备。所述终端设备接收视频信息后，即由头戴式显示单元进行播放，使学习者能够感受真实状态下团队表演的影像。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种基于互联网的在线音乐学习系统，其特征在于，包括服务器和多个终端设备；
所述终端设备包括：
音频采集单元，用以采集学习者发出的声音，得到音频信号；
数据处理单元，用以对音频信号进行压缩处理，发送给所述服务器；
所述服务器包括数据处理单元和存储单元，所述存储单元中存储有多个软件模块，所述数据处理单元用于加载并执行：
根据学习者选择的匹配模式以及学习者擅长的表演形式进行团队匹配，寻找同样处在匹配模式的符合条件的其他学习者；
匹配成功后，所有参与匹配的学习者形成一个团队，按照匹配模式以及学习者的表演形式确定每个学习者在团队中的位置，根据该位置以及团队人数计算得到任意两个学习者之间的距离以及方位信息；
根据距离和方位信息确定团队表演时的音场状态，根据音场状态以及终端设备发送的音频信号模拟对应于每个学习者所处位置的音频信息，将对应于每个学习者的音频信息传输给所述终端设备；
在音频模拟的过程中，根据团队整体的表演情况确定每个学习者的实际配合度，将配合度信息发送给所述终端设备。
2.如权利要求1所述的一种基于互联网的在线音乐学习系统，其特征在于，所述配合度的评价包括响度和进度两方面：
在评价响度时，首先根据其他学习者发出的声音的响度确定平均响度，然后判断当前学习者发出的声音响度与平均响度的差值是否处在允许范围内，并给出对应的响度配合度；
在评价进度时，首先根据其他学习者发出的声音以及谱子确定当前所处的团队进度，然后根据当前学习者发出的声音以及谱子确定个人进度，接着判断个人进度和团队进度的差值是否在允许范围内，并给出相应的进度配合度；
获得响度配合度和进度配合度后，计算得到最终的配合度数据。
3.如权利要求2所述的一种基于互联网的在线音乐学习系统，其特征在于，将响度配合度和进度配合度相加得到所述配合度数据；或
通过加权求和的方式计算所述配合度数据。
4.如权利要求1所述的一种基于互联网的在线音乐学习系统，其特征在于，所述服务器的数据处理单元还用于加载并执行：
在单人学习模式下对接收的音频信号进行分析，判断学习者发出的声音与标准音频的差异，根据差异大小进行评价；
将评价结果发送给所述终端设备。
5.如权利要求4所述的一种基于互联网的在线音乐学习系统，其特征在于，所述服务器根据学习者发出的声音与标准音频的差异生成改进建议，该改进建议发送给所述终端设备。
6.如权利要求1所述的一种基于互联网的在线音乐学习系统，其特征在于，所述终端设备还包括视频采集单元和头戴式显示单元；
所述视频采集单元用于采集学习者各个方向的视频信息，采集的视频信息进行压缩处理后发送给所述服务器；
所述服务器的数据处理单元还用于加载并执行：
根据距离和方位信息确定团队表演时的视场状态，根据视场状态以及终端设备发送的视频信号模拟对应于每个学习者所处位置的视频信息，将对应于每个学习者的视频信息传输给所述终端设备；
所述终端设备接收视频信息后，由头戴式显示单元进行播放。
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