CN111653152A - 一种音乐教育练习系统的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种音乐教育练习系统的使用方法，具体涉及音乐教学领域，包括处理器，包括图像采集模块和音频采集模块，所述图像采集模块和音频采集模块的输出端均电性连接有音乐数据基站，所述音乐数据基站的输出端电性连接数据解压模块，所述数据解压模块的输出端电性连接有数据库，所述数据库的输出端电性连接对比评分单元，所述对比评分单元的输出端电性连接有检测单元，所述检测单元的输出端电性连接有特长评测单元。本发明通过数据库和压缩、解压模块，极大量的保存了学生练习过程中的数据，使得后续数据监测对比评分具备有效的基础。
Description
技术领域
本发明涉及音乐教学技术领域，更具体地说，本发明涉及一种音乐教育练习系统的使用方法。
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。
其中关于声乐的练习教学评测，主要需要老师进行逐个进行核对检测，这样存在的问题一个是需要耗费大量的教室资源、其次练习数据丢失，评测标准容易出现不公平现象，不同老师的喜好不一样、很难真正的发挥一个学生的真正潜力。
因此亟需提供一种新型的音乐教育练习系统及其方法。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种音乐教育练习系统的使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种音乐教育练习系统的使用方法，包括图像采集模块、数据处理单元和音频采集模块，所述图像采集模块和音频采集模块的输出端均电性连接有音乐数据基站，所述音乐数据基站的输出端电性连接数据解压模块，所述数据解压模块的输出端电性连接有数据库，所述数据库的输出端电性连接对比评分单元，所述对比评分单元的输出端电性连接有检测单元，所述检测单元的输出端电性连接有特长评测单元；
所述数据处理单元包括A/D转换单元、音频调频单元、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，所述数据库包括劣质声音数据、标准声音数据和优秀声音数据，所述评测单元包括高音对比单元、低音对比单元、音色对比模块和节奏对比模块。
优选的，所述检测单元包括播放器、显示器和老师现场评测单元。
优选的，所述图像采集模块和音频采集模块均设置在显示器上。
优选的，包括下列操作步骤：
S1、首先通过图像采集模块和音频采集模块提取学生的声音和图像信息并通过数据压缩模块传输给音乐数据基站；
S2、数据处理单元对声音进行处理，A/D转换单元将声音的模拟信号转换为数字信号，音频调频单元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12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
S3、音乐数据基站将压缩数据传输给数据解压模块，通过数据解压模块将数据解压传输给数据库；
S4、数据库将数据传递给对比评分单元，对比评分单元根据劣质声音、标准声音和优秀声音的占取比例进行评分；
S5、评分结束后，抽取部分评分数据通过播放器和显示器让老师现场进行评测；
S6、评测结束后，根据高音、低音、音色和节奏各个模块进行评测，从而评测出学生特长。
优选的，所述劣质声音、标准声音和优秀声音评分占比为1：2:3，总分共100分，60分及格。
优选的，所述评测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。
优选的，所述图像采集模块采集学生弹奏时的指法，音频采集模块录取学生演奏的声音。
优选的，所述评测单元的音频采用基于动态时间调整算法，对基于梅尔倒谱系数法获得的音准特征，进行比对，以及采用基于线性哈希缩放算法，对基于短时傅里叶方法获得的节奏特征进行比对。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过数据库和压缩、解压模块，极大量的保存了学生练习过程中的数据，使得后续数据监测对比评分具备有效的基础。
2、本发明通过设置对比分析状态，将学生的数据根据标准、优秀和劣质对比，再配合老师抽查，保证了评分的公平性，也节约了教师的时间资源；
3、本发明通过设置评测单元，可以快速利用大数据对比将学生的特征评选出来，即高效也保证学员的发展潜力。
4、本发明采用大数据为基础配合基于梅尔倒谱系数法和线性哈希缩放算法对学生的音频和唱歌节奏进行数据化分析，高效直观，保证了评测过程中的准确和有效。
附图说明
图1为本发明的整体系统框图。
图2为本发明的数据库系统框图。
图3为本发明的评测单元系统框图。
图4为本发明的检测单元系统框图
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。
实施例1
如附图1-4所示的一种音乐教育练习系统的使用方法，包括图像采集模块、数据处理单元和音频采集模块，所述图像采集模块和音频采集模块的输出端均电性连接有音乐数据基站，所述音乐数据基站的输出端电性连接数据解压模块，所述数据解压模块的输出端电性连接有数据库，所述数据库的输出端电性连接对比评分单元，所述对比评分单元的输出端电性连接有检测单元，所述检测单元的输出端电性连接有特长评测单元；
所述数据处理单元包括A/D转换单元、音频调频单元、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，所述数据库包括劣质声音数据、标准声音数据和优秀声音数据，所述评测单元包括高音对比单元、低音对比单元、音色对比模块和节奏对比模块，所述检测单元包括播放器、显示器和老师现场评测单元，所述图像采集模块和音频采集模块均设置在显示器上。
包括下列操作步骤：
S1、首先通过图像采集模块和音频采集模块提取学生的声音和图像信息并通过数据压缩模块传输给音乐数据基站；
S2、数据处理单元对声音进行处理，A/D转换单元将声音的模拟信号转换为数字信号，音频调频单元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12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
S3、音乐数据基站将压缩数据传输给数据解压模块，通过数据解压模块将数据解压传输给数据库；
S4、数据库将数据传递给对比评分单元，对比评分单元根据劣质声音、标准声音和优秀声音的占取比例进行评分；
S5、评分结束后，抽取部分评分数据通过播放器和显示器让老师现场进行评测；
S6、评测结束后，根据高音、低音、音色和节奏各个模块进行评测，从而评测出学生特长。
所述劣质声音、标准声音和优秀声音评分占比为1：2:3，总分共100分， 60分及格，所述评测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，所述图像采集模块采集学生弹奏时的指法，音频采集模块录取学生演奏的声音，所述评测单元的音频采用基于动态时间调整算法，对基于梅尔倒谱系数法获得的音准特征，进行比对，以及采用基于线性哈希缩放算法，对基于短时傅里叶方法获得的节奏特征进行比对。
实施方式具体为：通过数据库和压缩、解压模块，极大量的保存了学生练习过程中的数据，使得后续数据监测对比评分具备有效的基础，通过设置对比分析状态，将学生的数据根据标准、优秀和劣质对比，再配合老师抽查，保证了评分的公平性，也节约了教师的时间资源；通过设置评测单元，可以快速利用大数据对比将学生的特征评选出来，即高效也保证学员的发展潜力。
实施例2
如附图1-4所示的一种音乐教育练习系统的使用方法，包括图像采集模块和音频采集模块，所述图像采集模块和音频采集模块的输出端均电性连接有音乐数据基站，所述音乐数据基站的输出端电性连接数据解压模块，所述数据解压模块的输出端电性连接有数据库，所述数据库的输出端电性连接对比评分单元，所述对比评分单元的输出端电性连接有检测单元，所述检测单元的输出端电性连接有特长评测单元；
所述数据库包括劣质声音数据、标准声音数据和优秀声音数据，所述评测单元包括高音对比单元、低音对比单元、音色对比模块和节奏对比模块。
所述检测单元包括播放器、显示器和老师现场评测单元，所述图像采集模块和音频采集模块均设置在显示器上，所述评测单元的音频采用基于动态时间调整算法，对基于梅尔倒谱系数法获得的音准特征，进行比对，以及采用基于线性哈希缩放算法，对基于短时傅里叶方法获得的节奏特征进行比对。
包括下列操作步骤：
S1、首先通过图像采集模块和音频采集模块提取学生的声音和图像信息并通过数据压缩模块传输给音乐数据基站；
S2、音乐数据基站将压缩数据传输给数据解压模块，通过数据解压模块将数据解压传输给数据库；
S3、数据库将数据传递给对比评分单元，对比评分单元根据劣质声音、标准声音和优秀声音的占取比例进行评分；
S4、评分结束后，抽取部分评分数据通过播放器和显示器让老师现场进行评测；
S5、评测结束后，根据高音、低音、音色和节奏各个模块进行评测，从而评测出学生特长。
所述劣质声音、标准声音和优秀声音评分占比为1：3:1，总分共100分， 60分及格，所述评测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，所述图像采集模块采集学生弹奏时的指法，音频采集模块录取学生演奏的声音。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种音乐教育练习系统的使用方法，包括图像采集模块、数据处理单元和音频采集模块，其特征在于：所述图像采集模块和音频采集模块的输出端均电性连接有音乐数据基站，所述音乐数据基站的输出端电性连接数据解压模块，所述数据解压模块的输出端电性连接有数据库，所述数据库的输出端电性连接对比评分单元，所述对比评分单元的输出端电性连接有检测单元，所述检测单元的输出端电性连接有特长评测单元；
所述数据处理单元包括A/D转换单元、音频调频单元、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，所述数据库包括劣质声音数据、标准声音数据和优秀声音数据，所述评测单元包括高音对比单元、低音对比单元、音色对比模块和节奏对比模块。
2.根据权利要求1所述的一种音乐教育练习系统的使用方法，其特征在于：所述检测单元包括播放器、显示器和老师现场评测单元。
3.根据权利要求1或2所述的一种音乐教育练习系统的使用方法，其特征在于：所述图像采集模块和音频采集模块均设置在显示器上。
4.根据权利要求3所述的一种音乐教育练习系统的使用方法，其特征在于：包括下列操作步骤：
S1、首先通过图像采集模块和音频采集模块提取学生的声音和图像信息并通过数据压缩模块传输给音乐数据基站；
S2、数据处理单元对声音进行处理，A/D转换单元将声音的模拟信号转换为数字信号，音频调频单元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12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；
S3、音乐数据基站将压缩数据传输给数据解压模块，通过数据解压模块将数据解压传输给数据库；
S4、数据库将数据传递给对比评分单元，对比评分单元根据劣质声音、标准声音和优秀声音的占取比例进行评分；
S5、评分结束后，抽取部分评分数据通过播放器和显示器让老师现场进行评测；
S6、评测结束后，根据高音、低音、音色和节奏各个模块进行评测，从而评测出学生特长。
5.根据权利要求4所述的一种音乐教育练习系统的使用方法，其特征在于：所述劣质声音、标准声音和优秀声音评分占比为1：2:3，总分共100分，60分及格。
6.根据权利要求4所述的一种音乐教育练习系统的使用方法，其特征在于：所述评测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。
7.根据权利要求4所述的一种音乐教育练习系统的使用方法，其特征在于：所述图像采集模块采集学生弹奏时的指法，音频采集模块录取学生演奏的声音。
8.根据权利要求4所述的一种音乐教育练习系统的使用方法，其特征在于：所述评测单元的音频采用基于动态时间调整算法，对基于梅尔倒谱系数法获得的音准特征，进行比对，以及采用基于线性哈希缩放算法，对基于短时傅里叶方法获得的节奏特征进行比对。
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