CN112534425A - 一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质，演唱教学系统包括：音频获取模块、分析模块和数据库模块。演唱教学系统的使用方法包括：获取用户演唱的音频数据；通过用户演唱的音频数据分析评估用户演唱的多维能力；根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。本发明的一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质，通过建立演唱多维能力的评估标准，获取用户演唱的音频数据来分析评估用户演唱的多维能力，可以根据用户的个人情况为用户量身定制适合的演唱教学方案，并且在用户演唱学习/练习过程中提供标准化的指导提醒及纠正，使用户学习/练习演唱时更高效、更方便、成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及教学设备技术领域，特别是涉及一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，人们对于精神生活的需求越来越高，越来越多的人喜欢音乐，开始学习唱歌。唱歌是人们表达、交流思想感情的重要方式。人们练习唱歌有很多好处：唱歌时进行深呼吸，能增强肺部功能，清新血液。唱歌能促成好的身体姿态，优美的形体动作及生动的面部表情。唱歌能促进思维活跃。唱歌能增强自信心，有益于形成乐观沉稳的性格。唱歌可以锻炼思想集中，增强记忆力。唱歌能改善讲话能力，建立正确的发音和丰富的音调。唱歌可以熟悉更多的诗词，加深对语言文字的领会能力。唱歌发展了对独唱，重唱，合唱，音乐剧，歌剧等声乐艺术的欣赏能力。唱歌促进了对其它艺术的兴趣。通过唱歌加深了对美好事物的追求，体现对理想的探索。唱歌有助于情感的表达，是个人与外界沟通的桥梁。唱歌是自娱自乐的良好方式。
学习演唱，需要依靠专业老师的指导，通常采用上辅导班或者请老师一对一进行辅导。辅导班老师是一对多讲课的，因为每个学生的学习情况都不一样，老师难以兼顾所有学生的进度控制教学速度，此外学生在进行自主练习的时候，由于没有老师进行一对一的辅导监督，在练习过程中很容易出现个别音节错误而无法被发现的情况，这样长期以往下去会导致学习效率和质量低下，不利于学生高效的学习演唱。请老师一对一进行辅导，对于老师的能力依赖度较高，专业的老师教学费用昂贵，造成演唱的学习成本较高；另外对于演唱的学习主要依靠老师的主管感受，无法做到客观的评测。
因此，迫切需要一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质，使用户高效、方便、低成本的学习演唱。
发明内容
本发明的主要目的是：提供一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质，通过建立演唱多维能力的评估标准，获取用户演唱的音频数据和视频数据来分析评估用户演唱的多维能力，可以根据用户的个人情况为用户量身定做适合的演唱教学方案，并且在练习过程中提供标准化的指导提醒及纠正，使用户学习演唱更高效、更方便、成本更低。
为实现上述目的，本发明提供了一种演唱教学系统，所述演唱教学系统包括：音频获取模块、分析模块和数据库模块，
所述音频获取模块用于获取用户演唱的音频数据；
所述数据库模块用于存储演唱多维能力数据库和用户个人演唱数据库，所述演唱多维能力数据库包括演唱多维能力的评估标准，所述用户个人演唱数据库存储有用户个人的演唱相关信息；
所述分析模块用于通过用户演唱的音频数据分析评估用户演唱的多维能力和/或根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱教学系统还包括视频获取模块，所述视频获取模块用于获取用户演唱的视频数据，所述分析模块还可通过用户演唱的视频数据分析评估用户演唱的多维能力。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱多维能力包括节奏掌握、旋律掌握、演唱音量、演唱方法、演唱技巧、演唱动作、演唱姿态、情绪表达、曲谱及歌词的熟悉/理解/记忆中的至少一项能力。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱教学方案包括学习方案和/或练习方案，所述学习方案包括对特定教学内容的学习和练习后的回顾、总结，所述练习方案包括练习目标、练习歌曲/段落、练习要点、方法/技巧、动作/姿态、练习时间、练习标准、熟悉歌曲/段落。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱多维能力数据库包括为各种歌曲/段落/单元/小节/多音符/单音符依据难度、特点、能力及要求级别、练习要点、风格、作者、演唱者进行标记。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱教学系统还能根据演唱的歌曲/段落并结合用户演唱的多维能力，智能分析在用户演唱的过程中需要注意的情况，事先或随着演唱的过程提醒用户注意。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱教学系统还包括根据用户学习/练习演唱的实际情况，调整或重新推荐适合用户的演唱教学方案。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱教学系统还包括：针对不同的演唱教学方案，根据对各分析项目的评估结果分别设定对应的级别/分值，并可根据用户的实际情况设定包括各分析项目的综合分析模型，从而能够得出演唱教学方案的综合级别/分值，用于不同方案的评价和比较。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱教学系统还能根据用户演唱学习/练习的实际情况进行智能分析并反馈，所述反馈包括：将分析结果反馈给用户使用户能够有针对性的提高；将分析结果实时反馈给老师/家长，由老师/家长进行人工干预；根据分析结果出具评估报告中的至少一项。
如上所述的演唱教学系统，所述演唱教学系统还包括：通过获取双人/多人/合唱团演唱的音频数据；从双人/多人/合唱团演唱的音频数据分析评估双人/多人/合唱团演唱的多维能力，根据双人/多人/合唱团演唱的多维能力和双人/多人/合唱团用户个人的演唱相关信息推荐适合双人/多人/合唱团用户的演唱教学方案。
本发明还提供一种如上所述的演唱教学系统的使用方法，所述方法包括：
获取用户演唱的音频数据；
通过用户演唱的音频数据分析评估用户演唱的多维能力；
根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的演唱教学系统的使用方法的步骤。
本发明的一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质，演唱教学系统包括：音频获取模块、分析模块和数据库模块。演唱教学系统的使用方法包括：获取用户演唱的音频数据；通过用户演唱的音频数据分析评估用户演唱的多维能力；根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。本发明的一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质，通过建立演唱多维能力的评估标准，获取用户演唱的音频数据来分析评估用户演唱的多维能力，可以根据用户的个人情况为用户量身定制适合的演唱教学方案，并且在用户演唱学习/练习过程中提供标准化的指导提醒及纠正，使用户学习/练习演唱时更高效、更方便、成本更低。
附图说明
图1为本发明第一实施例一种演唱教学系统的示意图。
图2为本发明第二实施例一种演唱教学系统的使用方法的方法流程图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式，详细说明如下。
本发明第一实施例参阅图1。图1为本发明第一实施例一种演唱教学系统的示意图。如图所示，本发明的演唱教学系统包括：音频获取模块11、数据库模块12和分析模块13。
音频获取模块11用于获取用户演唱过程的音频数据。在本发明中，演唱教学系统还可以包括视频获取模块，用于获取用户演唱过程的视频数据。本发明的演唱教学系统可以只通过用户演唱过程的音频数据来分析用户的演唱多维能力，也可以通过用户演唱过程的音频数据和视频数据从更多角度更全面的分析用户的演唱多维能力。视频获取模块需要获取用户演唱过程中的视频，如演唱时用户口型及面部表情的视频、身体姿态以及肢体动作的视频，所以视频获取模块可以包括多个摄像头，采用不同的拍摄角度获取相关的视频。
数据库模块12用于存储演唱多维能力数据库和用户个人演唱数据库。演唱多维能力数据库包括演唱多维能力的评估标准。演唱多维能力包括节奏掌握、旋律掌握、演唱音量、演唱方法、演唱技巧、演唱动作、演唱姿态、情绪表达、曲谱及歌词的熟悉/理解/记忆中的至少一项能力，还可以包括两项及以上单项能力的组合能力，还可以包括单个曲目/段落/小节或其组合的完成能力，以及完成能力、组合能力、单项能力之间的关系。完成能力是指用户完成特定曲目演唱的能力。用户能演唱好特定曲目，说明用户的演唱多维能力达到该曲目的要求，即用户的节奏掌握、旋律掌握、演唱音量、演唱方法、演唱技巧、演唱动作、演唱姿态、情绪表达、曲谱及歌词的熟悉/理解/记忆等能力均符合该曲目的要求，因而用户具备演唱该曲目的完成能力。完成能力可以是曲目的完成能力，也可以是段落/单元/小节/多音符/单音符的完成能力。各项演唱单维能力包括：用户在单音符/多音符/小节/单元/段落/曲目等不同程度上对于各演唱单维能力的掌握程度，并可以依据用户对于各项演唱单维能力在不同的单音符/多音符/小节/单元/段落/曲目上的掌握程度，设定不同的级别，用于衡量用户的各项演唱单维能力。用户的演唱多维能力是各项演唱单维能力的组合。演唱方法可以包括：发音方法、呼吸方法、高音/中音/低音/颤音/真声/假声的不同使用方法等，演唱技巧可以包括：演唱方法与呼吸/节奏/旋律/情绪等的配合。
本发明的演唱教学系统可以用于不同唱法的演唱教学，包括：通俗唱法、美声唱法、民族唱法等等，还可以包括歌曲、戏曲、歌剧等不同的形式。对于不同的唱法，演唱多维能力的评估标准也可以是不同的。如：通俗唱法的特点是完全用真声唱，接近生活语言，轻柔自然，强调激情和感染力。美声唱法的特点是混合声区唱法，真声假声按音高比例的需要混合使用，把歌唱所能用的共鸣腔体都调动起来。民歌唱法的特点是声音听起来很甜美，吐字清晰，气息讲究，音调多高亢。
演唱多维能力数据库还可以包括：不同演唱级别/水平对应的单个曲目/段落/小节或其组合的掌握范围、列表，以及各曲目/段落/小节或其组合对应的各项单维能力、组合能力、完成能力的标准和要求，该级别/水平对应的标准音频、视频、动作示范；各种曲目/段落的曲谱、教学标准演唱音频/视频、曲目/段落在演唱多维能力下单维/多维/组合的分级标准、曲目/段落的特点/难点、曲目/段落依据种类/难度/特点/能力及要求级别/练习要点/风格/作者/演唱者等的标记。可以通过标记来寻找适合用户的曲目/段落作为教学方案的内容。通过演唱多维能力数据库，可以将用户演唱的音频数据和视频数据与演唱多维能力的评估标准进行对比分析，评估用户演唱的多维能力。在本发明中，对于曲目/段落的分析、评估、标记都可以进一步细化到单元/小节/多音符/单音符，可以针对实际需要采用。
用户个人演唱数据库存储有用户个人的演唱相关信息，用于在分析评估用户演唱的多维能力、推荐适合用户的演唱教学方案、分析用户演唱的过程中需要注意的情况和指出用户演唱过程中的不足之处时提供用户个人的演唱相关信息。用户个人的演唱相关信息可以包括：用户基本信息、用户演唱的个人能力、用户演唱的个人特点、演唱学习目标、演唱学习时间、与演唱学习有关的各项能力、掌握的曲目/技巧/技能、练习中的曲目/技巧/技能、练习时间、练习经历及进展等信息，还包括用户演唱多维能力的评估信息及对应的音视频数据。其中，用户基本信息包括：年龄、性别、身高、体重、演唱基础等等。用户演唱的个人能力可以包括：用户的演唱多维能力的单维能力和组合能力的级别/水平，用户已经掌握的单个曲目/段落/小节或其组合的完成能力，以及相应的级别和熟练程度。用户演唱的个人特点可以包括：用户喜爱/不喜爱的风格、技巧、节奏、旋律、曲目、作者等；用户擅长/不擅长的风格、技巧、节奏、旋律、曲目、作者等。与演唱学习有关的各项能力包括：肺活量、音域、音高、音色、乐理知识、记忆能力、理解能力、协调能力、配合能力、体力、耐力、注意力等等。
在本发明中，演唱多维能力数据库的来源可以是基于各种教材、曲谱和相关书籍、音频资料、视频资料、演唱多维能力及曲目完成能力的相关数字化特征、行业规范、专家共识、相关会议纪要、论文、专著、发明、科学推论、实验报告、试验报告、分析报告、测试报告、检测报告、其他文献资料、其他具有专业性/权威性的研究结果。演唱多维能力数据库建立的方法可以是选取适合的曲目和演唱者获取标准音视频数据建立，或者通过人工智能分析现有数据并按照规范合成而建立，或者通过数据挖掘/数据重整/统计分析得出新的数据而建立，也可以是采用上述方法的组合建立。用户个人演唱数据库的数据获取方法可以包括用户/辅导教师/家长自行输入、从其他信息系统、设备或者数据库中获取或者是在数据库相关信息使用过程中不断的获取和分析出的新的数据，也可以是上述方法的组合。
分析模块13用于通过用户演唱的音频数据和/或视频数据分析评估用户演唱的多维能力和/或根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。用户演唱的曲目/段落/单元/小节/多音符/单音符,应该是演唱多维能力数据库所包含的，包含有该曲目/段落/单元/小节/多音符/单音符的标准演唱音频/视频及评估标准。
分析模块13通过用户演唱的音频数据和/或视频数据分析评估用户演唱的多维能力可以是从用户演唱的音频数据和/或视频数据提取出评估所需的数据，再将提取的数据与演唱多维能力数据库中的标准进行比较，从节奏掌握、旋律掌握、演唱音量、演唱方法、演唱技巧、演唱动作、演唱姿态、情绪表达、曲谱及歌词的熟悉/理解/记忆等评估用户演唱多维能力每方面的能力，也可以是直接将用户演唱的音频数据和视频数据与演唱多维能力数据库中的标准音频/视频进行比较，评估用户演唱多维能力每方面的能力。分析所需的数据可以是从用户演唱的音频数据和/或视频数据提取出去除背景音和伴奏音的用户原声数据，或者是提取出演唱多维能力及曲目完成能力的相关数字化特征。分析评估还可以是评估两项及以上用户演唱多维能力单项能力的组合能力，以及评估单个曲目/段落/小节或其组合的完成能力。
评估节奏掌握能力可以是将用户演唱的音频数据中的单音符/多音符/单音节/多音节的起始时间、结束时间、持续时间等与乐谱或标准演唱进行比较，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分，如：与乐谱对应相差小于3％对应的节奏能力为1级，与乐谱对应相差3％-10％对应的节奏能力为2级，与乐谱对应相差10％以上对应的节奏能力为3级。
评估旋律掌握能力可以是将用户演唱的音频数据中的单音符/多音符的音准与乐谱或标准演唱进行比较，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分。
评估演唱音量能力可以是将用户演唱的音频数据中的单音符/多音符的音量与乐谱或标准演唱进行比较，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分。
评估演唱方法的能力可以是将用户演唱的音频数据和/或视频数据中的发音方法、呼吸方法、高音/中音/低音/颤音/真声/假声的不同使用方法等与乐谱或标准演唱进行比较，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分。
评估演唱技巧的能力是通过用户演唱的音频数据和/或视频数据进行分析，评估演唱者的音色/高低音/长短音的转换、发音/吐字/换气的技巧、与节奏/旋律/情绪等的配合是否符合标准，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分。
评估演唱动作的能力可以是将用户演唱的视频数据进行分析评估，分析用户在演唱过程中的头部/上肢/躯干/下肢动作是否协调、是否与演唱契合，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分。
评估演唱姿态的能力可以是将用户演唱的视频数据进行分析评估，分析用户在演唱过程中的姿态是否与演唱契合，是否可以增加表现力，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分。
评估情绪表达能力可以是将用户演唱过程中的节奏、旋律、音量大小、面部表情和身体动作包括头部动作/上肢动作/躯干动作/下肢动作进行分析评估，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分。
曲谱及歌词的熟悉/理解/记忆可以是将用户演唱的曲谱及歌词的熟悉程度及记忆程度，以及相应的演唱方法、演唱技巧、演唱动作、演唱姿态等运用的合理性与熟练度进行分析评估，并且可以根据不同的能力评估结果设定相应的分级或评分。
本发明的演唱教学系统还可以根据对用户演唱的多维能力的各项能力的评估结果，分别设定对应的级别/分值，并可以根据用户的实际情况设定包括各项能力分析结果在内的多维能力综合分析模型，从而能够根据用户演唱情况在各项能力分析所对应的级别/分值和包括了综合分析结果与各分析项目关系的综合分析模型，评估得出用户演唱的综合能力的级别/分值，用于向用户推荐适合的演唱教学方案。评分/评级还可以考虑用户的年龄及发展前途，对于年龄小/发展前途好的用户给予更高的评分/评级。综合分析模型是用于分析评估用户演唱的多维能力的模型，可以是由专家/资深教师人工设定的，或者通过数据统计/分析而得到的，或者通过信息重整/大数据分析得到的，或者通过人工智能深度学习/优化后得到的，并且可以在使用过程中不断积累及优化。
F为综合能力的级别/分值，fi为第i项能力的评估结果所对应的级别/分值，S(fi)是与第i项能力相关的分析模型算式。具体计算公式如下，
在本发明中，通过对用户不同曲目的完成能力的评估和分析，一方面可以发现对指定曲目/段落/小节/音符/歌词的差距，也可以通过对更多的曲目完成能力的分析，找到用户在这些完成能力所反映出来的各方面的差距的共性问题，使用户能够有针对性的提高。另一方面还可以针对用户对不同曲目的完成能力的现状及改变，和演唱教学方案中学习和练习内容的完成情况，能够更精确的反映出用户演唱能力的现状及变化曲线，不断动态调整用户演唱多维能力的模型，使模型与用户个人的实际情况更加贴合，从而根据最新的模型数据调整演唱教学方案中学习和练习的进度或目标，使演唱教学方案更适合用户，用户使用演唱教学方案进行学习和练习的效果更好。
分析模块13在评估完用户演唱的多维能力，并根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。演唱教学方案可以包括学习方案和/或练习方案。所述学习方案包括对特定教学内容的学习和练习后的回顾、总结。对特定教学内容的学习可以采用文字、音频、视频、互动程序、人工远程等方式，还可以包括学习过程中的提示。
所述练习方案包括练习目标、练习曲目/段落、练习要点、方法/技巧、动作/姿势、练习时间、练习标准、熟悉曲谱/歌词等等。练习目标可以是考级要求如要求掌握的具体曲目及方法技巧等、或者掌握更多的曲目/段落，或者掌握更多的方法/技巧/动作/姿势，如发音方法/呼吸方法/颤音方法/姿势/节奏/旋律/情绪控制等等，还可以是提升与演唱相关的各项能力，包括肺活量、音域、音高、音色、乐理知识、记忆能力、理解能力、协调能力、配合能力、体力、耐力、注意力等等，也可以是上述目标的组合。练习目标可以是学习新的曲目、也可以是巩固已经学过但掌握不好的曲目、还可以是复习已经掌握的曲目。本发明的演唱教学系统能够根据用户的记忆力及对新学习曲目和巩固曲目掌握所需的时间长短，在演唱教学方案给出不同的针对性方案，如：记忆力高的用户，复习的间隔时间长；对新曲目学习能力强的用户，学习新曲目的时间短。
本发明的演唱教学系统能够根据用户的实际情况，包括用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息，以及用户练习强度与练习时间的特点，来推荐适合用户的演唱教学方案。教学方案可以是单次教学方案，也可以是一段时间的综合教学方案，还可以是针对特定曲目的教学方案。例如：可以推荐由符合用户水平并且有利于提高用户能力的曲目所组成的练习方案，并且在推荐曲目的同时给出用户在练习曲目时需要注意的练习要点和方法技巧，同时还包括推荐的练习时间、完成练习的标准等等，使用户学习演唱更高效、更方便、成本更低。练习方案还可以附带练习曲目和技巧方法的音频/视频/要点/难点解析等等。推荐的学习内容和练习曲目可以是演唱多维能力数据库所包含的。
为用户推荐适合的演唱教学方案包括：
确定用户目标。用户目标可以是要达到一定水平的演唱多维能力或达到一定曲目的完成能力或其组合。
根据用户目标与用户当前的演唱多维能力及曲目完成能力的现状，计算出要达到目标还需要完成的各项能力提升的任务。
再根据任务并结合用户自身实际情况制定个性化演唱教学方案。
教学方案可以包含学习方案和/或练习方案。学习方案可以是选择合适的学习内容作为学习方案，选择适合的学习内容是根据用户存在的问题，从中分析找出用户存在这些问题的本质原因，针对本质原因推荐适合的内容。例如：用户节奏掌握能力不足，经过分析发现用户对于快节奏掌握不好，慢节奏和普通节奏的掌握都能够达到要求，因而需要重点推荐快节奏的相关内容。又比如：用户一个曲目中的几个段落完成不好，经过分析发现是由于用户对于某个旋律掌握不好，造成这几个段落完成不好，因而需要重点给用户推荐针对这个旋律的相关内容。练习方案可以是依据难度/特点/练习要点/风格等，从演唱多维能力数据库中选择对应标记的曲目/段落，生成覆盖任务需求并适合用户自身实际情况的曲目/段落或其组合作为练习方案，生成练习方案。例如：根据用户当前的演唱多维能力及曲目完成能力与目标的差距，分析计算出的任务是将3项能力各自从1级提高到2级，之后从数据库选取符合当前任务的学习内容及练习曲目/段落，结合用户的练习时间/练习难度等，生成教学方案。
在本发明中，如果目标与现有能力的差距跨度较大，还可以将目标分解成多个子目标，任务也可以分解成多个相对应的子任务。例如：演唱多维能力的各项能力都分为十级，用户目标是演唱方法、旋律和节奏都达到8级水平，同时可以熟练演唱2首经典曲目。用户当前的演唱方法能力是6级，旋律和节奏都是7级，2首曲目都不能完整演唱，那么，用户的任务就是将演唱方法从6级提升到8级，旋律和节奏从7级提升到8级，2首经典曲目具备完成能力。由于该目标与现有能力的差距跨度较大，可以将目标分解成多个子目标：演唱方法达到7级、旋律达到8级、节奏达到8级、演唱方法达到8级、熟练演唱第一首曲目、熟练演唱第二首曲目。相应的，任务也可以对应分成多个子任务：演唱方法从6级达到7级、旋律从7级达到8级、节奏从7级达到8级、演唱方法从7级达到8级、具备第一首曲目的完成能力、具备第二首曲目的完成能力。子目标及对应的子任务也可以是演唱多维能力的单维能力、组合能力，及单个曲目/段落/小节的完成能力，或其组合，再此不作限制。
之后需要根据每个子任务制定相应的子方案，每个子方案都能覆盖对应的子任务，再将各子方案整合起来形成完整的教学方案，该方案可以完整覆盖整个任务，达到完整目标的要求。还可以对各子方案进行优化，使整合后的教学方案达到最优的效率与效果。通过不同子方案的完成情况，动态调整整体的方案，使用户能够达到目标。例如：用户完成熟悉曲谱/歌词的子方案，对曲谱/歌词的熟悉程度达到子目标的要求，则可以进入练习节奏/旋律的子任务中，如果熟悉程度未能达到要求，则不能进入到练习节奏/旋律的子任务中，需要继续对曲谱/歌词进行熟悉。
子方案制定需要全面覆盖本次目标的全部任务单元的学习/练习任务，做到精确且不遗漏。之后还可以针对方案进行优化，优化可以是基于用户演唱多维能力、曲目及曲目完成能力的相关数字化特征来进行的，优化可以包括如下几个项目：
1、针对新内容优化。针对用户演唱的多维能力和曲目完成能力，在方案中尽量不包含新的未掌握/不熟练的内容，如果必须包含新的未掌握/不熟练的内容，则尽量选取包含新的未掌握/不熟练的内容少、难度低的方案。
2、针对学习/练习范围优化。由于不同曲目是由不同的节奏、旋律以及其他音乐特征组合而成，但细分到段落/单元/小节，不同的曲目中有大量重复或相似的部分。通过对用户自身情况的详细分析，选择能够使用户达成任务目标所需的最小学习/练习范围的方案。
3、针对时间进行优化。针对不同方案选择所需学习/练习时间最少的方案。
4、针对强度进行优化。针对不同方案的内容复杂程度，选择所需学习/练习强度最少的方案。
5、针对用户偏好进行优化。根据用户偏好的风格、节奏、旋律、曲目、作者等，选择包含用户喜欢的内容/曲目多、不喜欢的内容/曲目少的方案。
6、针对环境/条件进行优化。根据用户学习/练习的环境/条件，包括场所环境、时间条件、辅助条件等，选择最适合环境/条件的方案。例如：在午休时间和夜晚，尽量安排听音频/看视频的学习内容而不是练习曲目。
7、针对用户状态进行优化。根据用户的个人状态，包括情绪、体力、疲劳度等，选择最适合用户状态的方案。
本发明的演唱教学系统所生成的演唱教学方案可以是一个也可以是多个，演唱教学系统还可以针对不同的演唱教学方案，根据对各分析项目的评估结果分别设定对应的级别/分值，并可根据用户的实际情况设定包括各分析项目的综合分析模型，从而能够得出演唱教学方案的综合级别/分值，用于不同方案的评价和比较。演唱教学系统可以是向用户推荐综合级别/分值最高的教学方案，也可以是人工或系统自动设定一个推荐阈值，综合级别/分值高于该阈值的教学方案都会被推荐，由用户或教师或家长进行选择。
F为演唱教学方案的综合级别/分值，fi为第i项分析项目的评估结果所对应的级别/分值，S(fi)是与第i项分析项目的评估结果相关的分析模型算式。具体计算公式如下，
本发明的演唱教学系统存储有多个适合不同用户演唱的多维能力/不同用户个人的演唱相关信息等不同模型人群所适合的演唱教学方案，这些演唱教学方案可以是由专家/资深教师人工设定的，或者通过数据统计/数据分析而得到的，或者通过信息重整/大数据分析得到的，或者通过人工智能深度学习/优化后得到的，并且可以在使用过程中不断积累及优化。根据用户的实际情况推荐适合用户的演唱教学方案是通过分析比较用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息与现有模型的契合度，选出最适合用户的现有的演唱教学方案，在考虑用户实际情况与现有模型之间的差异，对该方案进行适当调整，使方案更适合用户自身的实际情况。调整可以是由专业人员人工完成，也可以是系统依靠预先设定的规则自动完成，或者是由人工智能通过自学习自动完成。
本发明的演唱教学系统，也可以是针对用户已有的教学及练习计划，通过对用户练习的音频数据和/或视频数据进行分析，得到用户的进展，根据实际进展推进已有教学及练习计划的实施，使教学及练习计划的实施效果大幅提高。
本发明的演唱教学系统还能够根据演唱的曲目/段落并结合用户演唱的多维能力，智能分析在用户演唱的过程中需要注意的情况，事先或随着演唱的过程提醒用户注意。演唱教学系统还可以包括显示模块，用于显示曲谱及提醒用户注意的信息。提醒用户注意的信息可以是采用文字或图片或视频的形式显示在显示模块上，也可以是结合曲谱/歌词以突出的方式显示，如在提醒注意的小节采用改变曲谱颜色或加粗的方式显示，或者以语音或其他方式提醒用户注意。
本发明的演唱教学系统还可以包括伴奏模块，用于播放适合用户学习/练习的曲目的伴奏，使用户不需要其他的辅助设备，也无需寻找适合的伴奏，就可以练习演唱。伴奏可以是随着用户的教学方案一并推荐，也可以是由用户自行选择。
本发明的演唱教学系统还能够根据用户演唱学习/练习的实际情况进行智能分析并反馈，所述反馈包括：将分析结果反馈给用户使用户能够有针对性的提高；将分析结果实时反馈给老师/家长，由老师/家长进行人工干预；根据分析结果出具评估报告中的至少一项。
本发明的演唱教学系统还能够智能分析用户演唱学习/练习的实际情况并将分析结果反馈给用户，使用户能够有针对性的坚持正确的部分，改正错误的部分，持续提高演唱水平。用户演唱完毕后，演唱教学系统可以对用户演唱的音频数据和/或视频数据进行分析评估，并将分析评估的结果反馈给用户，同时也可以将用户演唱过程中的不足之处具体指出，并且可以将正确演唱的音频或视频反馈给用户，使用户能够有针对性的改正。本发明的演唱教学系统作为演唱教学的工具，可以帮助用户分析自己的演唱是否正确，不断改进提高自己的演唱水平。
本发明的演唱教学系统还可以包括在用户的演唱学习/练习过程中，实时提供反馈情况，由老师/家长进行人工干预。通过人工干预，可以在用户没有正确使用本系统进行学习/练习时，能够及时得到纠正。或者是用户取得学习/练习的成果时，能够及时反馈给老师、家长，给予用户表扬等，提高用户学习演唱的兴趣。
本发明的演唱教学系统还可以根据用户的演唱学习/练习情况出具评估报告。所述评估报告可以包括：用户的演唱多维能力包括节奏掌握、旋律掌握、演唱音量、演唱方法、演唱技巧、演唱动作、演唱姿态、情绪表达、曲谱及歌词的熟悉/理解/记忆等的单项能力，还可以包括两项及以上单项能力的组合能力，或用户的演唱多维能力的综合能力，还可以包括单个曲目/段落/小节或其组合的完成能力等等，还可以包括用户个人的演唱相关信息，如：用户基本信息、用户演唱的个人能力、用户演唱的个人特点、演唱学习目标、演唱学习时间、与演唱学习有关的各项能力、掌握的曲目/技巧/技能、练习中的曲目/技巧/技能、练习时间、练习经历及进展等信息。评估报告还可以是分阶段的比较报告，或者是一段时间的进步报告，还可以是某项目标的达成报告。报告可以是面向用户、老师、家长、学校、课外组织、社会组织、演出场所、工作单位，作为学习过程的依据/人员专业水平评价/专业规范性评价等等。
本发明的演唱教学系统还可以将用户演唱的多维能力、用户个人的演唱相关信息、适合用户的演唱教学方案、采用演唱教学方案后取得的进步等中的至少一项进行可视化展示，使用户/老师/家长等能够更直接的观察和比较用户演唱的多维能力、演唱教学方案、采用演唱教学方案后取得进步的好坏。
在本发明中，分析模块13和数据库模块12可以是安装在服务器上，通过网络远程将评估结果和推荐的方案直接反馈到用户的显示模块或智能手机或电脑上。
采用本发明的演唱教学系统，用户可以通过演唱指定曲目的能力评估及问题分析，针对用户的实际情况制定个性化学习/练习方案，按照学习/练习方案完成相应的练习，达到学习/练习目标——提升用户演唱的多维能力及熟练完成演唱更多曲目的能力。
本发明的演唱教学系统还可以用户使用的过程中，随时评估用户演唱的多维能力和用户使用演唱教学方案的效果，根据用户学习/练习的实际情况，调整或重新推荐适合用户的演唱教学方案，使用户在使用本发明的演唱教学系统时，能够始终得到适合的演唱教学方案，持续有效地提高自身的演唱水平。
本发明的演唱教学系统还可以用于双人/多人/合唱团的演唱教学及练习。可以获取双人/多人/合唱团的演唱过程的音频数据；通过双人/多人/合唱团演唱的音频数据分析评估双人/多人/合唱团演唱的多维能力，根据双人/多人/合唱团演唱的多维能力和双人/多人/合唱团用户的演唱相关信息推荐适合双人/多人/合唱团用户的演唱教学方案。
本发明的演唱教学系统可以根据不同演唱者声音特征，从音频数据中识别并提取出不同演唱者的声音数据，与对应的标准音频数据进行分析评估，进而分析不同演唱者的演唱多维能力，并根据不同演唱者的演唱多维能力和不同演唱者的个人演唱相关信息推荐适合不同演唱者的演唱教学方案。不同演唱者所唱内容对应的标准音频数据可以是在数据库中已存有的，也可以是从合唱标准音频中现识别提取不同声部/角色的标准音频。
在双人/多人/合唱团的练习过程中，可以是由全体成员共同练习，也可以各自进行针对性练习。由单个或部分成员进行练习时，本发明的演唱教学系统可以生成包括其他缺席成员的标准音频，包括合唱/和声/伴奏的声音数据，可以使单个或部分成员也可以进行完整的练习。
本发明第二实施例参阅图2。图2为本发明第二实施例一种演唱教学系统的使用方法的方法流程图。如图所示，本发明的演唱教学系统的使用方法包括：
S1：获取用户演唱的音频数据；
S2：通过用户演唱的音频数据分析评估用户演唱的多维能力；
S3：根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。
本发明的一种演唱教学系统的使用方法与本发明的一种演唱教学系统的技术特征一一对应，可以参照前述一种演唱教学系统的说明，在此不再赘述。
本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的演唱教学系统的使用方法的步骤。
本发明的一种计算机可读存储介质与本发明的一种演唱教学系统的使用方法及一种演唱教学系统的技术特征一一对应，可以参照前述一种演唱教学系统的使用方法及一种演唱教学系统的说明，在此不再赘述。
综上所述，本发明的一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质，演唱教学系统包括：音频获取模块、分析模块和数据库模块。演唱教学系统的使用方法包括：获取用户演唱的音频数据；通过用户演唱的音频数据分析评估用户演唱的多维能力；根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。本发明的一种演唱教学系统及其使用方法、计算机可读存储介质，通过建立演唱多维能力的评估标准，获取用户演唱的音频数据来分析评估用户演唱的多维能力，可以根据用户的个人情况为用户量身定制适合的演唱教学方案，并且在用户演唱学习/练习过程中提供标准化的指导提醒及纠正，使用户学习/练习演唱时更高效、更方便、成本更低。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种演唱教学系统，其特征在于，所述演唱教学系统包括：音频获取模块、分析模块和数据库模块，
所述音频获取模块用于获取用户演唱的音频数据；
所述数据库模块用于存储演唱多维能力数据库和用户个人演唱数据库，所述演唱多维能力数据库包括演唱多维能力的评估标准，所述用户个人演唱数据库存储有用户个人的演唱相关信息；
所述分析模块用于通过用户演唱的音频数据分析评估用户演唱的多维能力和/或根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。
2.根据权利要求1所述的演唱教学系统，其特征在于：所述演唱教学系统还包括视频获取模块，所述视频获取模块用于获取用户演唱的视频数据，所述分析模块还可通过用户演唱的视频数据分析评估用户演唱的多维能力。
3.根据权利要求1或2所述的演唱教学系统，其特征在于：所述演唱多维能力包括节奏掌握、旋律掌握、演唱音量、演唱方法、演唱技巧、演唱动作、演唱姿态、情绪表达、曲谱及歌词的熟悉/理解/记忆中的至少一项能力。
4.根据权利要求1或2所述的演唱教学系统，其特征在于：所述演唱教学方案包括学习方案和/或练习方案，所述学习方案包括对特定教学内容的学习和练习后的回顾、总结，所述练习方案包括练习目标、练习歌曲/段落、练习要点、方法/技巧、动作/姿态、练习时间、练习标准、熟悉歌曲/段落。
5.根据权利要求1或2所述的演唱教学系统，其特征在于：所述演唱多维能力数据库包括为各种歌曲/段落/单元/小节/多音符/单音符依据难度、特点、能力及要求级别、练习要点、风格、作者、演唱者进行标记。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的演唱教学系统，其特征在于：所述演唱教学系统还能根据演唱的歌曲/段落并结合用户演唱的多维能力，智能分析在用户演唱的过程中需要注意的情况，事先或随着演唱的过程提醒用户注意。
7.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的演唱教学系统，其特征在于：所述演唱教学系统还包括根据用户学习/练习演唱的实际情况，调整或重新推荐适合用户的演唱教学方案。
8.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的演唱教学系统，其特征在于，所述演唱教学系统还包括：针对不同的演唱教学方案，根据对各分析项目的评估结果分别设定对应的级别/分值，并可根据用户的实际情况设定包括各分析项目的综合分析模型，从而能够得出演唱教学方案的综合级别/分值，用于不同方案的评价和比较。
9.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的演唱教学系统，其特征在于：所述演唱教学系统还能根据用户演唱学习/练习的实际情况进行智能分析并反馈，所述反馈包括：将分析结果反馈给用户使用户能够有针对性的提高；将分析结果实时反馈给老师/家长，由老师/家长进行人工干预；根据分析结果出具评估报告中的至少一项。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的演唱教学系统，其特征在于，所述演唱教学系统还包括：通过获取双人/多人/合唱团演唱的音频数据；从双人/多人/合唱团演唱的音频数据分析评估双人/多人/合唱团演唱的多维能力，根据双人/多人/合唱团演唱的多维能力和双人/多人/合唱团用户个人的演唱相关信息推荐适合双人/多人/合唱团用户的演唱教学方案。
11.一种如权利要求1-10中任一权利要求所述的演唱教学系统的使用方法，其特征在于，所述方法包括：
获取用户演唱的音频数据；
通过用户演唱的音频数据分析评估用户演唱的多维能力；
根据用户演唱的多维能力和用户个人的演唱相关信息推荐适合用户的演唱教学方案。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求11所述的演唱教学系统的使用方法的步骤。
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