[发明专利]基于实时音频比较的声乐教唱系统

说明书

本发明公开了一种基于实时音频比较声乐学习与练习系统。该系统由声音采集模块、采样处理模块、校音模块、合成模块、比对模块、播放模块、显示模块、练声模块、乐理知识库和曲目库等部分组成。本发明通过对学员的声音进行采集，降噪、高频率采样处理，提取音高、音长等特征信息，调节伴唱的调号；以句为单位，在高频率采样处理的基础上，将学员的唱音与示范原唱实时进行比较，判断音高是否准确，旋律节奏是否一致。当音高或节奏偏差大于阀值时，改为播放对应的原唱声音给学员学习，使学员把每一句歌词练习唱好。

1.技术领域

本发明涉及一种基于实时音频比较示范与练习相结合的声乐学习和练习系 统的设计方法，尤其是一种针对每一句歌词进行纠正训练的方法。

2.背景技术

目前，声乐学习受到大家的认同与喜好，涉及声乐学习的培训学校、培训 班多如牛毛。对于声乐培训教学，普遍采取的方式有两种：一种是老师弹钢琴 伴奏，带学员唱；另一种是放伴奏曲，老师带学员唱。这两种方式，都是老师 带着学员一遍又一遍地唱，老师发现学员唱得不好时，给学员做示范，再带学 员重唱。这种学习方法存在多方面的弊端：其一，老师和学员一对一，不能实 现批量作业，对老师教学时间的消耗较大；其二，老师的教学水平参差不齐， 差别很大，教学质量难以保证；其三，对学员的收费高昂，给学员家庭造成负 责。声乐老师的教唱本身是一种重复劳动，即对教学内容的反复示范演练、带 唱陪唱，如果采用IT系统来完成，不受老师数量的限制、可以为更多的学员提 供学习机会，可以提供优质的教学，还可以降低学习费用，除此之外，还可以 按照学员个人声音条件定制合适的伴奏调号，提升学习效果。

3.发明内容

本发明中的系统由声音采集模块、采样处理模块、校音模块、合成模块、 比对模块、播放模块、显示模块、练声模块、乐理知识库和曲目库等部分组成。 各模块功能如下：

声音采集模块用于采集学员唱出的声音，并将声音以模拟信息号的方式传 送到采样处理模块。

采样处理模块用于对声音进行降噪，以高频率、高精度进行采样，模/数转 换，生成声音文件。

校音模块用于学员唱出指定的音乐片段后，根据声音采集、采样处理的结 果，分析学员的音高、声音特征与发声范围，分析出最合适的调号，并依此调 节伴奏的调号，为学员提供合适的伴奏音乐。

合成模块用于将学员唱出的声音与伴奏合成。

比对模块用于将学员唱出的声音与原唱进行比较，判断学员的唱法是否正 确，节拍是否一致，音高是否合适。并将比对结果传送到播放模块。

播放模块用于播放伴奏。播放模块收到比对模块的信号，进行判断：若该 信号表明学员唱法正确时，系统继续播放伴奏；若该信号表明学员音高或音长 等声音要素原唱有较大偏差时，暂停播放伴奏，改为播放该句歌词原唱，让学 员领会该处的唱法。随后重新播放该处的伴奏，重新将学员唱法进行采样比较， 当比对模块发出信号表明偏差在允许范围内时，继续播放伴奏。

显示模块用于以波形图显示原唱及学员唱音的特征，包括音高、音长、音 强、音色等，通过显示屏显示，便于学员直观的了解自己的唱法与原唱之间的 差别。

练声模块用于引导学员进行练声，并将每次的练声情况记录下来，便于比 较。结合校音模块的结果，根据声音特征为学员建议一种合适的练声方法。

乐理知识库用于存储声乐学习的相关知识；曲目库用于存储声乐学习的歌 曲原唱和伴奏，以及根据学员声音特征定制调整而成的伴奏。

4.附图说明

图1为本发明中解决方法的系统模型结构图。

图2为本发明中解决方法的程序流程图。

5.具体实施方式