KR20060136103A - system for musical education - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자율학습이 가능한 대화형 멀티미디어 음악교육 시스템을 제공한다. 학습자가 악보를 선택하면 컴퓨터에 프로그램화 된 연주 데이터가 재생되면서 악보의 흐름을 나타낸다. 컴퓨터 화면에 표시되는 악보를 보면서 학습자가 악기를 연주하면 연주한 악기음을 녹음하고 파일로 저장한다. 디지털신호처리 기술을 이용하여 저장된 연주 데이터를 컴퓨터에 프로그램화 된 연주 데이터와 비교하여 음정 및 박자의 정확도를 분별하고 오차범위를 벗어나는 부분을 표시해준다. 본 발명은 학습자에게 연주음의 오차를 인지하도록 하여 취약부분을 반복학습하게 함으로써 정확한 연주를 할 수 있는 능력을 습득하도록 하는 멀티미디어 음악 교육 시스템이다.The present invention provides an interactive multimedia music education system capable of self-learning. When the learner selects a score, the performance data programmed into the computer is played back, indicating the flow of the score. While the student plays the instrument while viewing the score on the computer screen, the instrument plays the instrument and saves it as a file. Using digital signal processing technology, the stored performance data is compared with the performance data programmed in the computer to discriminate the accuracy of the pitch and beat, and to mark out the error range. The present invention is a multimedia music education system that allows the learner to recognize the error of the performance sound to learn the ability to perform accurate performance by repeatedly learning the weak part.
STFT, 악기음, 음악 교육 학습 STFT, instrument sound, music education learning
Description
도 1은 본 발명의 전체 시스템의 기능별 구성도이다.1 is a functional diagram of the entire system of the present invention.
도 2는 본 발명의 동작 순서를 개략적으로 도시한 플로우 챠트다.2 is a flow chart schematically showing the operational sequence of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 악보표시부10: score display unit
20 : Check Process20: Check Process
30 : 연주평가부30: performance evaluation unit
40 : 저장매체부40: storage medium
50 : 입출력부50: input / output unit
51 : 헤드셋51: headset
52 : 마이크52: microphone
60 : 신호처리부60: signal processing unit
본 발명은 대화형 멀티미디어 음악교육 시스템으로 보다 상세하게는 학습자가 컴퓨터를 매개로 하여 연주한 악기음을 샘플링하고, 샘플링된 악기음에 STFT(Short Time Fourier Transform)를 적용하여 학습자의 연주에서 음정과 박자의 정확도를 분별하여 음높이와 박자를 악보에 맞게 정확하게 연주할 수 있도록 하는 반복학습 시스템이다.The present invention is an interactive multimedia music education system, and more specifically, a learner samples a musical instrument played through a computer, and applies STFT (Short Time Fourier Transform) to the sampled musical instrument, and the pitch in the learner's performance. It is a repetitive learning system that discerns the beat's accuracy so that the pitch and beat can be played accurately to the score.
이 시스템은 인지적 학습능력 향상을 위한 교육공학적 측면에서 사용자와 컴퓨터의 상호작용을 통해 학습되는 음악교육의 가장 중요한 핵심이라고 할 수 있다.This system is the most important core of music education that is learned through user-computer interaction in terms of educational engineering for improving cognitive learning ability.
음악교육용 시장은 다른 교육용 시장과는 달리 학습자의 이탈이 매우 적으며 학습의 지속성과 연속성을 가지고 있다는 장점이 있다. 음악은 학습의 성취동기가 명확하고 재미있게 즐긴다는 측면에서 다른 교육용 시장과는 달리 양질의 고객을 지속적으로 확보할 수 있다. Unlike other educational markets, the music education market has the advantage of having few learners leaving and having continuous learning and continuity of learning. Music, unlike other educational markets, can consistently attract quality customers in terms of clear and fun motivation for learning.
본 발명의 음악교육용 시스템은 제도권 교육만을 목표로 하고 있는 것은 아니며, 어느 정도의 경제적인 안정을 가진 3, 40대의 청장년층도 그 대상으로 포함한다.The system for music education of the present invention is not only aimed at institutional education, but also includes young people in their 3s and 40s with some economic stability.
특히 이 계층은 과거에 이루지 못했던 문화적 욕구는 강하지만 바쁜 사회생활로 인한 시간적 제약으로 언제 어디서나 학습이 가능한 컴퓨터를 활용하는 교육용 매체가 가장 적합하다.In particular, this class has a strong cultural desire that has not been achieved in the past, but educational media that use computers that can be studied anytime and anywhere are most suitable due to time constraints due to busy social life.
본 발명은 학습자가 학원이나 스승의 도움 없이 컴퓨터를 이용하여 스스로 학습할 음악을 선택하고 자신의 실력을 비교 분석된 수치를 통해 판단하여 교정하는 자율적인 학습을 할 수 있는 음악 교육 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a music education system that allows the learner to autonomously learn music by selecting a music to learn by themselves using a computer without the help of an institute or a teacher, and judging and correcting his / her ability through a comparative analysis. The purpose is.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 화면에 표시되는 악보를 보면서 학습자가 연주를 하면 디지털신호처리 기술을 이용하여 음정과 박자를 분별하 여 학습자에게 이를 인지하도록 하여 취약부분을 반복학습하게 함으로써 최종적으로 정확한 연주를 할 수 있는 능력을 습득하도록 하는 데 그 목적이 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to finally learn the vulnerable parts by recognizing the pitch and beat by using digital signal processing technology to learn the learner while watching the sheet music displayed on the screen to make the learner recognize it. The purpose is to acquire the ability to play accurate music.
본 발명은 학습자가 모니터에서 컬러링되는 악보의 흐름에 따라 내장된 음원의 반주와 함께 연주를 진행하고 그 연주는 컴퓨터에 입력되어 음정과 박자의 체크모듈에서 체크되어지고 오차범위를 벗어나는 부분은 다른 색으로 컬러링되어 취약부분의 피드백이 가능하게 구성돼 있다. 본 발명은 학습자가 연주한 악기음을 샘플링하고 샘플링된 악기음에 Short Time Fourier Transform을 적용하여 음정의 정확도를 분별하는 것으로 학습자의 연주에서 박자의 정확도를 분별하는 기술을 복합적으로 적용하여 음높이와 박자를 악보에 맞게 정확하게 연주할 수 있도록 하는 반복학습 시스템을 제공한다.According to the present invention, the learner plays along with the accompaniment of the built-in sound source according to the flow of the colored music on the monitor, and the performance is input to the computer and checked in the check module of the pitch and beat, and the part outside the error range is different in color. It is colored to enable the feedback of the vulnerable parts. The present invention is to classify the accuracy of the pitch by sampling the instrument sound played by the learner and applying the Short Time Fourier Transform to the sampled instrument sound by applying a complex technique of discriminating the accuracy of the beat in the learner's performance It provides an iterative learning system that allows you to play the piano correctly to the score.
도 1은 본 발명의 전체 시스템의 기능별 구성도로써. 도시한 바와 같이1 is a functional diagram of the entire system of the present invention. As shown
사용자의 선택에 따라 현재 연주되어야 할 부분을 표시, Check Process부(20)에서 출력된 평가 결과 표시, 틀린 부분을 악보 상에 표시토록 하는 악보표시부(10)와;A
저장매체부(40)에서 저장된 연주 데이터와 실제 악기 연주의 데이터를 비교하여 음높이와 박자의 틀린 부분을 체크하는 Check Process부(20)와;A
저장매체부(40)에서 저장된 평가 결과를 표시하는 연주평가부(30)와;A
프로그램된 연주 데이터와 실제 악기 연주 데이터를 저장하고 Check Process부(20)에서 출력된 평가 결과를 저장하는 저장매체부(40)와;A
사용자가 연주하는 연주 데이터를 사운드카드를 통해 입력하고 저장되어 있는 연주 데이터를 재생해주는 입출력부(50)와;An input /
입출력부(50)에서 입력된 연주 데이터를 녹음하고 저장되어 있는 반주음 및 녹음 데이터를 재생해 주는 신호처리부(60)를 포함하여 구성한다.And a
악보표시부(10)에서는 컴퓨터 화면에 악보를 표시하며 매시간 연주할 부분을 각 음표에 색깔로 구분하여 표시(11)하여 준다. 또한 시간정보와 음높이 정보는 연주평가 후에 박자분별 및 음높이 체크의 기준으로 활용(21)된다. 연주 종료 후 녹음된 연주음 재생 시에는 악보와 다르게 연주된 부분을 별도 표시(12)해준다. The
신호처리부(60)에서는 연주자에게 선택적으로 헤드셋(51)을 통해 반주음을 재생(61)해주며 학습자가 연주한 악기음을 마이크(53)를 통해 녹음(62)하고 파일로 저장(43)하면서 STFT 기반으로 음높이를 분석(22)한다. 매시간의 음높이 분석 정보는 시간정보와 함께 저장(42)되며 연주평가부(31)에도 전달된다. The
Check Process 부분(20)은 STFT를 이용하여 악보표시부(10)에서 제공된 연주할 음의 음높이 및 시간 정보(21)와 신호처리부(60)에서 분석된 매시간에 연주된 음의 음높이 정보(43)를 비교(22)하고 현재의 데이터 시작부분부터 마지막까지의 시간동안 오차범위 이내에 음정이 입력되었는지를 확인(22), 저장(42)하며 연주 종료 후 연주의 수준을 판별하여 표시(12)해준다. 박자의 정확도를 체크하기 위해서는 반주음에 포함된 시간기준신호를 STFT로 검출하여 매 10m/sec마다 분석되어 나오는 음높이 정보의 비교를 통해 박자 정확도를 체크한다.The
연주 평가부분(30)에서는 연주 종료 후 녹음된 연주를 재생하면서 실제 악보와 다르게 연주된 부분을 표시(12)하여 사용자가 연주하고 있는 연주 데이터와 연주 대상인 악보 데이터를 동시에 관찰하고 틀린 부분을 인식하도록 도와준다. In the
도 2는 본 발명의 동작순서를 나타낸 플로우챠트로써,2 is a flowchart showing an operation procedure of the present invention.
운지법을 선택하면 각 음에 따른 악기 운지법을 설명하는 운지법 출력단계(210)와 곡명을 선택하면 곡명 선택 메뉴가 디스플레이 되는 단계(220)와 운지표를 선택하면 음에 대한 운지법을 악보 상에 보여주는 운지표 출력단계(230)와 곡듣기를 선택하면 선택된 곡에 해당하는 연주음을 재생해주는 연주곡 출력단계(240)와 반주와 함께 연주를 선택하면 선택된 곡의 반주음과 학습자의 연주음을 비교하여 틀린 지 점을 표시해주는 평가단계(250)를 포함하여 이루어진다.When fingering is selected, the
상기에서 운지법 출력단계(210)는 음 선택 메뉴가 디스플레이되는 단계(211)와 상기단계(211)에서 선택된 음에 대한 운지법이 출력되는 단계(212)로 이루어진다.The
운지표 출력단계(230)는 선택된 악보의 각각의 음에 대한 운지법을 악보 상에 한번에 보여주는 운지표 출력단계(231)로 이루어진다.The
연주곡 출력단계(240)는 선택된 곡에 해당하는 프로그램된 연주 데이터를 재생해주는 연주곡 출력단계(241)로 이루어진다.The performance
평가단계(250)는 반주음을 재생해 주는 해당곡 반주음 출력단계(251)와 학습자의 연주음을 분석하여 악보에 표시하는 사용자 연주음 악보 표시단계(252)와 연주 종료 후 상기단계(251, 252)의 연주음을 비교하여 잘못 연주된 부분을 악보 상에 디스플레이 하는 오연주된 부분 표시단계(253)로 이루어진다.The
상술한 바와 같이 본 발명은 디지털신호처리 기술을 이용하여 음정과 박자를 분별하여 학습자로 하여금 연주에 있어서 틀리는 부분을 쉽게 감지하여 자신의 실력을 판단하고 취약부분을 반복학습하게 함으로써 최종적으로 정확한 연주를 할 수 있는 능력을 습득하는 효과를 제공한다.As described above, the present invention distinguishes pitch and beat by using digital signal processing technology to allow a learner to easily detect a wrong part in the performance, to judge his / her ability and to repeatedly learn the weak part, thereby finally performing accurate performance. Provides the effect of learning the ability to do so.
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