[發明專利]一種聲樂發音訓練系統

有效

• 申請號: 201710854768.9
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107369359B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 張兵;曾亞平;聶偉娟;張一竹;李娜
• 申請（專利權）人: 鄭州幼兒師范高等專科學校
• 主分類號: G09B15/00
• 分類號: G09B15/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

1.一種聲樂發音訓練系統，其特征在于，包括：音頻采集模塊、基頻提取模塊、音符轉換模塊、音符對比模塊、參考基頻存儲模塊、音符時長識別模塊、音符時長對比模塊、參考音符時長存儲模塊、糾錯存儲模塊、播放模塊、綜合評估模塊、控制模塊、輸入模塊和顯示模塊；

所述輸入模塊，用于輸入采集指令、轉換指令、提取指令、識別指令、音符對比指令、音符時長對比指令、播放指令、評估指令和顯示指令；

所述控制模塊，用于向所述音頻采集模塊發送采集指令；向所述基頻提取模塊發送提取指令；向所述音符轉換模塊發送轉換指令；向所述音符對比模塊發送音符對比指令；向所述音符時長識別模塊發送識別指令；向所述音符時長對比模塊發送音符時長對比指令；向所述綜合評估模塊發送評估指令；向所述顯示模塊發送顯示指令；向所述播放模塊發送播放指令；

所述音頻采集模塊，用于接收到采集指令后，采集練習者的發聲音頻信號，并將音頻信號經過降噪后采樣量化轉化為音頻時域數據；

所述基頻提取模塊，用于接收到提取指令后，將所述音頻時域數據用特定長度的窗分割成多個音頻幀，將每一音頻幀利用自相關法確定估計基音周期，估計基音周期得到估計基音頻率，將所述基音頻率設定為低通濾波器的通帶頻率，將所述音頻幀通過所述低通濾波器濾波后進行FFT變換，將FFT變換結果求模平方得到功率譜，求出功率譜中能量最大值所對應的頻率點，其中，所述頻率點為所述音頻幀對應的測量基頻；

所述音符轉換模塊，用于接收到轉換指令后，將多個測量基頻中的每一個測量基頻轉換為音名；

所述音符對比模塊，用于接收到音符對比指令后，確定多個音名中的每一個音名的測量基頻與標準基頻的差異值；其中，所述標準基頻存儲在參考基頻存儲模塊中；

所述音符時長識別模塊，用于接收到識別指令后，將音頻時域數據進行分幀處理，得到多個音頻幀，計算每一個音頻幀的短時平均過零率和短時平均能量，將短時平均過零率和短時平均能量相乘得到短時能零積，將所述短時能零積與閾值比較，確定每個音符的起始點和結束點，根據音符的起始點和結束點計算每個音符的時長；

所述參考音符時長存儲模塊，用于將參考音頻時域數據進行分幀處理，得到多個參考音頻幀，計算每一個參考音頻幀的參考短時平均過零率和參考短時平均能量，將參考短時平均過零率和參考短時平均能量相乘得到參考短時能零積，將所述參考短時能零積與參考閾值比較，確定每個參考音符的起始點和結束點，根據閾值音符的起始點和結束點計算每個參考音符的時長；

所述音符時長對比模塊，用于接收到音符時長對比指令后，將每個音符的時長與對應的參考音符的時長進行比較，確定每個音符時值誤差；

綜合評估模塊，用于接收到評估指令后，將每一個音名的測量基頻與標準基頻的差異值與門限進行比較，若差異值大于等于門限，則將所述音名對應的測量基頻所在的音頻幀存儲在所述糾錯存儲模塊中，并將所述音名與音頻幀對應關系發送至顯示模塊；

綜合評估模塊，用于接收到評估指令后，將從多個指定數據范圍中，獲取所述音符時值誤差所在的指定數據范圍，基于獲取的指定數據范圍，從存儲的數據范圍與節奏準確度之間的對應關系中，獲取對應的節奏準確度；

所述顯示模塊，用于顯示所述音名與音頻幀對應關系和每個音符的音長準確度；

所述播放模塊，用于接收到播放指令后，根據播放指令中攜帶的音名從所述糾錯存儲模塊中，調取與所述音名對應的音頻幀，并將所述音頻幀進行播放。

2.如權利要求1所述的聲樂發音訓練系統，其特征在于，還包括：呼吸頻率采集器，所述呼吸頻率采集器設置在音頻采集模塊內，用于采集訓練人員在進行訓練時的呼吸頻率，并將采集到的數據發送到綜合評估模塊。

3.如權利要求1所述的聲樂發音訓練系統，其特征在于，還包括：

圖像采集模塊，用于通過圖像采集模塊進行練習者口型圖像的采集，并將所采集到的圖像發送到圖像處理模塊。

4.如權利要求3所述的聲樂發音訓練系統，其特征在于，所述圖像處理模塊將所述圖像進行分析得到口型姿態信息，并將所述口型姿態信息發送至綜合評估模塊；

所述綜合評估模塊用于將口型姿態信息與口型標準數據庫內錄制的標準口型姿態信息進行對比，得出口型姿態信息與標準口型姿態信息的差距，若差距小于閾值，則認為口型標準。