[發(fā)明專利]一種鋼琴智能陪練系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110403731.0
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113112972A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 代明瞳;劉潤澤;賴睿奇;滕翡;施鈞瀚;王子昂;雷殷琪;呂文瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 代明瞳;劉潤澤;賴睿奇;滕翡;施鈞瀚;王子昂;雷殷琪;呂文瑜
• 主分類號: G10H1/00
• 分類號: G10H1/00;G10H1/40;H04L29/08;G06N20/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種鋼琴智能陪練系統(tǒng)及方法，涉及計算音樂音頻分析技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括用戶端，服務(wù)器端和算法端，用戶端采用APP的形式，在iOS以及Android端進行開發(fā)，服務(wù)器端進行音頻采樣，算法端分析用戶每一處彈奏時音準、力度、連貫性與節(jié)奏評價要素與原譜的對比，并為用戶提供具有參考意義的技法改進建議。本發(fā)明旨在通過音頻分析技術(shù)，去讀解鋼琴愛好者以及初學(xué)者在彈奏過程中，其“彈奏技法技巧”與鋼琴原譜之間的差異性，從而為鋼琴愛好者和初學(xué)者提供了一種“人工智能鋼琴陪練指導(dǎo)”的系統(tǒng)性的廉價解決方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算音樂音頻分析技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋼琴智能陪練系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

鋼琴是源自西洋古典音樂中的一種鍵盤樂器，由52個白鍵，36個黑鍵共88個琴鍵以及金屬弦音板組成，鋼琴因為其優(yōu)秀且全面的性能，被普遍用于獨奏、伴奏或是多種樂器的合奏表演中；隨著互聯(lián)網(wǎng)、計算機以及機器學(xué)習(xí)等技術(shù)的發(fā)展，這些前沿技術(shù)逐步滲入傳統(tǒng)藝術(shù)領(lǐng)域，產(chǎn)生由計算機技術(shù)和音樂交叉而成的新學(xué)科——計算音樂；

計算音樂是人工智能在聲學(xué)方面一個廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，其基礎(chǔ)建立在經(jīng)典聲學(xué)工程、計算機技術(shù)、計算機聲學(xué)識別技術(shù)等多學(xué)科的交叉融合，計算音樂為我們提供了通過采集原始聲學(xué)信號，識別聲音特征，從而以數(shù)字化的方式去賦予原始聲音數(shù)據(jù)與人機交互融合的可行性；

在目前的鋼琴陪練領(lǐng)域中多采用“鋼琴教師輔導(dǎo)”的傳統(tǒng)“師徒制”，通過教師現(xiàn)場聆聽愛好者/初學(xué)者的彈奏，從經(jīng)驗角度對于鋼琴演奏愛好者/初學(xué)者提供指導(dǎo)，這種方式自鋼琴誕生之日起一直沿用到現(xiàn)在，其不足在于作為“鋼琴教師”，必然具備“個性化”特征，從而導(dǎo)致其“輔導(dǎo)”盡管在總體上具有很好的指導(dǎo)意義，但同時也具有一定的隨機性和隨意性，同時，相對于眾多的鋼琴愛好者以及初學(xué)者而言，鋼琴教師存在嚴重的資源稀缺性和地理分布不均衡性，這在愛好者和初學(xué)者的視角而言就反應(yīng)為“鋼琴陪練”的高成本，這種成本不僅僅反映在學(xué)時費，還反映在時間、地點、交通等多種元素的復(fù)合上，另一方面也就嚴重影響了鋼琴學(xué)習(xí)的便利性；

另一方面，現(xiàn)有鋼琴陪練技術(shù)更多依賴硬件設(shè)備，甚至需要購買特定的鋼琴，對初學(xué)者來講具有諸如，依賴設(shè)備不了解、不會用，家里已有一架鋼琴的情況下再新購不現(xiàn)實等不利限制條件；并且現(xiàn)有鋼琴陪練軟件多只對錯音，音準這樣的明顯錯誤做出標記，而針對力度，節(jié)奏，連貫性等較隱性但又十分重要的要素不能做出評判，更是缺少分析評價，并提出幫助用戶改進的指導(dǎo)意見等環(huán)節(jié)；同時，現(xiàn)有鋼琴陪練相關(guān)的軟件系統(tǒng)，不具備“社區(qū)功能”，未能打通愛好者/初學(xué)者之間的“聯(lián)結(jié)”，從而未能充分利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，創(chuàng)造出鋼琴愛好者之間的交互；

因此，如何借助機器學(xué)習(xí)等技術(shù)對演奏進行音準、節(jié)奏、力度和連貫性上的分析及改進提示，幫助鋼琴愛好者提高演奏能力，是亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鋼琴智能陪練系統(tǒng)及方法，旨在通過音頻分析技術(shù)，去讀解鋼琴愛好者以及初學(xué)者在彈奏過程中，其“彈奏技法技巧”與鋼琴原譜之間的差異性，從而為鋼琴愛好者和初學(xué)者提供了一種“人工智能鋼琴陪練指導(dǎo)”的系統(tǒng)性的廉價解決方案。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明為一種鋼琴智能陪練系統(tǒng)，包括用戶端，服務(wù)器端和算法端，所述用戶端采用APP的形式，在iOS以及Android端進行開發(fā)，所述服務(wù)器端進行音頻采樣，所述算法端分析用戶每一處彈奏時音準、力度、連貫性與節(jié)奏評價要素與原譜的對比，為用戶提供具有參考意義的技法改進建議。

一種鋼琴智能陪練方法，包括以下步驟：

步驟一：首先應(yīng)用向手機或平板申請麥克風(fēng)權(quán)限；

步驟二：獲得權(quán)限后，對用戶彈奏進行錄音，采集音頻數(shù)據(jù)；

步驟三：系統(tǒng)對音頻進行降噪、除雜處理，并轉(zhuǎn)為MIDI格式的文件；