[發明專利]音樂演奏人工智能分析方法、系統及設備

有效

• 申請號: 201711227583.1
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108038146B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 艾竹軒
• 申請（專利權）人: 無錫同芯微納科技有限公司
• 主分類號: G06F16/683
• 分類號: G06F16/683;G06F16/68
• 代理公司: 南京艾普利德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32297
• 代理人: 陸明耀;顧祥安

本發明揭示了音樂演奏人工智能分析方法、系統及設備，方法包括如下步驟：S1，讀取演奏的樂譜對應的音頻文件及標準MIDI文件；S2，通過端點檢測將演奏樂譜的音頻文件切分成一組單個音符的音樂段，并計算出每個音樂段的起始時間；S3，按時序將標準MIDI文件中的每個音符的起始時間與切分后對應時序的音樂段的起始時間進行比對和/或按時序將標準MIDI文件中的每個音符與切分后對應時序的音樂段所表示的音符進行匹配來進行分析。本方法不依附于樂器設備，不受樂器的類型、品牌和型號的限制，可移植性好，適用范圍廣泛，便于推廣應用，同時，不需要在樂器的原始結構上增加零件，不會對原始的樂器生產產生影響，避免增加相應零件的成本。

技術領域

本發明涉及樂器演奏分析方法及設備領域，尤其是音樂演奏人工智能 分析方法、系統及設備。

背景技術

隨著素質教育的大力發展，越來越多的孩子在學習課堂知識之余，增 加了樂器演奏的學習，由此帶來了各種樂器需求量的大大增加，但是由于 初學者水平較低且在沒有老師指導評價時，導致初學者自學時無法明確演 奏的好壞，不利于學習進步，同時，隨著需要對樂器演奏進行評分的需求 越來越大，因此具有智能化評分功能的樂器也成為眾企業的關注重點，且 具有相應功能的各種樂器產品也如雨后春筍般出現。

但是它們存在很多問題，首先是產品同質化嚴重，另外，可移植性差， 以鋼琴演奏系統為例，現有的具有識別打分功能的鋼琴演奏系統，它需要 一個電子的MIDI演奏鋼琴，將演奏結果輸出成數字MIDI信號，通過數據 傳輸設備與外設連接在一起，需要外設對數字信號進行處理。

其只能對電子鋼琴輸出的數字MIDI信號進行識別并打分，這種打分系 統只能與固定的鋼琴演奏設備進行綁定，如果演奏的鋼琴換成三角琴，甚 至換成其它電子琴，整個鋼琴識別系統都會無法工作，因此可移植性、通 用性差。

另外，也有一些其他的評分系統，如專利申請號為2017100792428的 中國專利申請，其公開了通過在琴鍵表面增加壓力傳感器來進行演奏評分 的鋼琴，但是其增加壓力傳感器的方式需要對鋼琴的原始結構進行改變， 必須依附于鋼琴自身的結構，不利于在已有的鋼琴上進行應用；同時，由 于增加壓力傳感器也會導致生產成本的增加。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術中存在的上述問題，提供音樂演奏 人工智能分析方法、系統以及包括該系統的設備。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

音樂演奏人工智能分析方法，包括如下步驟：

S1，讀取演奏的樂譜對應的音頻文件及標準MIDI文件；

S2，通過端點檢測將演奏樂譜的音頻文件切分成一組單個音符的音樂 段，并計算出每個音樂段的起始時間；

S3，按時序將標準MIDI文件中的每個音符的起始時間與切分后對應時 序的音樂段的起始時間進行比對和/或按時序將標準MIDI文件中的每個音 符與切分后對應時序的音樂段所表示的音符進行匹配來進行分析。

優選的，在S2步驟中，將音頻文件切分成音樂段的過程如下：

S21，接收分幀預處理后的聲音信號；

S22，判斷一幀信號的平均幀能量差與平均幀能量差低門限、平均幀能 量差高門限的大小以及平均幀過零率與平均幀過零率低門限的大?。?/p>

S23，當判斷第一幀信號的平均幀能量差＞平均幀能量差高門限，則該 幀信號進入音樂段，記錄該幀信號的幀數，音樂長度加1，執行S24步驟；

當判斷第一幀信號的平均幀能量差＜平均幀能量差低門限和/或平均 幀過零率＜平均幀過零率低門限，則該幀信號處于靜音段，執行S27步驟；