[发明专利]一种钢琴演奏评估方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及音乐评估领域，特别是涉及一种钢琴演奏评估方法及系统。

背景技术

钢琴，因为它的易上手性和艺术性，拥有大量业余爱好者和专业学习者。通常情况下，钢琴学习需要有专业老师的指导，在教学的同时对钢琴学员在演奏过程中发生的错误进行纠错。然而，专业老师无法每时每刻地关注每一个练习者，因此在大多数时间里，练习者需要独立练习从而能够准确、流畅地弹奏钢琴。尽管很多初学者会用各种录音设备录下专业老师弹奏的相对“准确”的版本，但是由于初学者对于音符的认知比较浅显，当一名初学者在练习钢琴曲时，他并不能判断自己所弹奏结果是否与老师弹奏的版本一致，即使能判别出不同但也无准确地找到出错的位置。这决定了他必须等到下次教学通过专业老师的评判来做出纠正，从而导致练习效率低下，这显然是无法接受的。

而现有技术中，能够辅助初学者在刚开始练习钢琴时也能在没有老师的陪伴下独立地找到弹奏的错误并及时进行纠正的相关技术鲜有涉及，使钢琴练习者练习时的效率和最终乐曲演奏的准确率难以快速的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢琴演奏评估方法及系统，使钢琴练习者在没有老师的陪伴下能够独立地找到弹奏的错误并及时的纠正，提高练习效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种钢琴演奏评估方法，所述方法包括：

获取待评估音乐；

获取样本音乐；

提取所述待评估音乐的半音类特征；

提取所述样本音乐的半音类特征；

采用动态时间规整(Dynamic time wrapping，DTW)算法对所述待评估音乐的半音类特征和所述样本音乐的半音类特征进行匹配比较，得到所述待评估音乐与所述样本音乐不相匹配的出错时间点；

提取所述样本音乐在所述出错时间点的正确的频谱特征；

对所述正确的频谱特征进行处理，得到正确的音符。

可选的，所述提取所述样本音乐在所述出错时间点的正确的频谱特征，具体包括：

提取所述样本音乐在所述出错时间点的音乐信号；

采用短时傅里叶变换方法对所述出错时间点的音乐信号进行处理，得到所述音乐信号的频谱特征。

可选的，所述对所述正确的频谱特征进行处理，得到正确的音符，具体包括：

获取所述正确的频谱特征；

对所述正确的频谱特征进行非负矩阵分解(Non-negative matrix factorization，NMF)，得到和弦中各音高的频谱特征；

根据各所述音高的频谱特征计算各所述音高的频率；

将各所述音高的频率转换为音符；

将所述音符输出。

可选的，在所述对所述正确的频谱特征进行非负矩阵分解之前，还包括：

对所述正确的频谱特征进行去噪处理。

可选的，所述采用动态时间规整算法对所述待评估音乐的半音类特征和所述样本音乐的半音类特征进行匹配比较，得到所述待评估音乐与所述样本音乐不相匹配的出错时间点，具体包括：

采用基于节拍的分帧方式对所述待评估音乐的半音类特征和所述样本音乐的半音类特征分别进行分帧；

采用动态时间规整算法对分帧后的所述待评估音乐的半音类特征和所述样本音乐的半音类特征进行匹配比较，得到所述待评估音乐与所述样本音乐不相匹配的出错时间点。

本发明还提供了一种钢琴演奏评估系统，所述系统包括：

待评估音乐获取模块，用于获取待评估音乐；

样本音乐获取模块，用于获取样本音乐；

待评估音乐特征提取模块，用于提取所述待评估音乐的半音类特征；

样本音乐特征提取模块，用于提取所述样本音乐的半音类特征；

匹配比较模块，用于采用动态时间规整算法对所述待评估音乐的半音类特征和所述样本音乐的半音类特征进行匹配比较，得到所述待评估音乐与所述样本音乐不相匹配的出错时间点；

正确频谱特征提取模块，用于提取所述样本音乐在所述出错时间点的正确的频谱特征；

正确音符确定模块，用于对所述正确的频谱特征进行处理，得到正确的音符。

可选的，所述正确频谱特征提取模块，具体包括：

音乐信号提取单元，用于提取所述样本音乐在所述出错时间点的音乐信号；

频谱特征确定单元，用于采用短时傅里叶变换方法对所述出错时间点的音乐信号进行处理，得到所述音乐信号的频谱特征。

可选的，所述正确音符确定模块，具体包括：