[发明专利]音乐演奏人工智能分析方法、系统及设备

说明书

本发明揭示了音乐演奏人工智能分析方法、系统及设备，方法包括如下步骤：S1，读取演奏的乐谱对应的音频文件及标准MIDI文件；S2，通过端点检测将演奏乐谱的音频文件切分成一组单个音符的音乐段，并计算出每个音乐段的起始时间；S3，按时序将标准MIDI文件中的每个音符的起始时间与切分后对应时序的音乐段的起始时间进行比对和/或按时序将标准MIDI文件中的每个音符与切分后对应时序的音乐段所表示的音符进行匹配来进行分析。本方法不依附于乐器设备，不受乐器的类型、品牌和型号的限制，可移植性好，适用范围广泛，便于推广应用，同时，不需要在乐器的原始结构上增加零件，不会对原始的乐器生产产生影响，避免增加相应零件的成本。

技术领域

本发明涉及乐器演奏分析方法及设备领域，尤其是音乐演奏人工智能 分析方法、系统及设备。

背景技术

随着素质教育的大力发展，越来越多的孩子在学习课堂知识之余，增 加了乐器演奏的学习，由此带来了各种乐器需求量的大大增加，但是由于 初学者水平较低且在没有老师指导评价时，导致初学者自学时无法明确演 奏的好坏，不利于学习进步，同时，随着需要对乐器演奏进行评分的需求 越来越大，因此具有智能化评分功能的乐器也成为众企业的关注重点，且 具有相应功能的各种乐器产品也如雨后春笋般出现。

但是它们存在很多问题，首先是产品同质化严重，另外，可移植性差， 以钢琴演奏系统为例，现有的具有识别打分功能的钢琴演奏系统，它需要 一个电子的MIDI演奏钢琴，将演奏结果输出成数字MIDI信号，通过数据 传输设备与外设连接在一起，需要外设对数字信号进行处理。

其只能对电子钢琴输出的数字MIDI信号进行识别并打分，这种打分系 统只能与固定的钢琴演奏设备进行绑定，如果演奏的钢琴换成三角琴，甚 至换成其它电子琴，整个钢琴识别系统都会无法工作，因此可移植性、通 用性差。

另外，也有一些其他的评分系统，如专利申请号为2017100792428的 中国专利申请，其公开了通过在琴键表面增加压力传感器来进行演奏评分 的钢琴，但是其增加压力传感器的方式需要对钢琴的原始结构进行改变， 必须依附于钢琴自身的结构，不利于在已有的钢琴上进行应用；同时，由 于增加压力传感器也会导致生产成本的增加。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供音乐演奏 人工智能分析方法、系统以及包括该系统的设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

音乐演奏人工智能分析方法，包括如下步骤：

S1，读取演奏的乐谱对应的音频文件及标准MIDI文件；

S2，通过端点检测将演奏乐谱的音频文件切分成一组单个音符的音乐 段，并计算出每个音乐段的起始时间；

S3，按时序将标准MIDI文件中的每个音符的起始时间与切分后对应时 序的音乐段的起始时间进行比对和/或按时序将标准MIDI文件中的每个音 符与切分后对应时序的音乐段所表示的音符进行匹配来进行分析。

优选的，在S2步骤中，将音频文件切分成音乐段的过程如下：

S21，接收分帧预处理后的声音信号；

S22，判断一帧信号的平均帧能量差与平均帧能量差低门限、平均帧能 量差高门限的大小以及平均帧过零率与平均帧过零率低门限的大小；

S23，当判断第一帧信号的平均帧能量差＞平均帧能量差高门限，则该 帧信号进入音乐段，记录该帧信号的帧数，音乐长度加1，执行S24步骤；

当判断第一帧信号的平均帧能量差＜平均帧能量差低门限和/或平均 帧过零率＜平均帧过零率低门限，则该帧信号处于静音段，执行S27步骤；