[发明专利]基于音频信号转录的线上乐器对战平台和排行榜系统

说明书

本发明公开了一种基于音频信号转录的线上乐器对战平台和排行榜系统，包括智能终端和服务器端，智能终端通过无线通信网络与服务器端通信；智能终端包括中央处理器、存储器、音频信号收集与转录单元以及演奏评分单元；服务器端包括对战单元和排行榜单元；所述音频信号收集与转录单元接收由录音装置采集得到的声音信号，并将其转录成为MIDI数字音频信号传输至智能终端的中央处理器，所述中央处理器将MIDI音频数字信号转换成用户的演奏数据；所述演奏评分单元获得用户本次演奏得分；用户可以自行在线上选择对手，也可以由系统随机匹配对手。本发明能够通过远程对战与排行榜的游戏形式增强练琴过程的趣味性，激发学琴者的学琴动力和兴趣。

技术领域

本发明涉及一种音乐教学系统，尤其涉及一种基于音频信号转录的线上乐器对战平台和排行榜系统。

背景技术

随着自动音乐转录技术的飞速发展，目前自动音乐转录技术的精度和速度已经达到实时级别，即可以应用在乐器练习和教学的级别。

市面上的智能乐器均依赖于实体的电子乐器，例如“智能吉他”、“智能钢琴”。对于普通钢琴爱好者，额外购置一台电子钢琴或电子吉他成本过大。

用户学习钢琴和吉他的初衷往往是向往其所展现的古典性和优雅，不愿意去购买电子钢琴或电子吉他，本系统可以应用在不插电的传统击弦钢琴和木质吉他上；

目前学生学习钢琴缺乏兴趣和乐趣，引入对战平台和排行榜系统，可以激发学琴者的学琴动力和兴趣，大大增加了练琴过程的趣味性，让更多学琴者喜爱练琴。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于音频信号转录的线上乐器对战平台和排行榜系统，能够在传统非电子乐器上实现用户之间的远程对战与排行榜。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种基于音频信号转录的线上乐器对战平台和排行榜系统，包括智能终端和服务器端，智能终端通过无线通信网络与服务器端通信；智能终端包括中央处理器、存储器、音频信号收集与转录单元以及演奏评分单元；服务器端包括对战单元和排行榜单元；

所述音频信号收集与转录单元接收由录音装置采集得到的声音信号，并将其转录成为MIDI数字音频信号；

所述音频信号收集与转录单元将MIDI数字音频信号传输至智能终端的中央处理器，所述中央处理器将MIDI音频数字信号转换成用户的演奏数据；

所述演奏评分单元将所述演奏数据与智能终端存储器中储存的曲目标准演奏数据在时间轴上匹配，并计算得出各差异类型对应的差异数据；根据各差异类型对应的差异数据的归一化数据量以及各差异类型的加权系数，通过加权求和获得用户本次演奏得分；

智能终端将演奏得分数据发送至服务器端，服务器端的对战单元将线上两人的演奏得分对比并将对比结果发送至智能终端；

服务器端的排行榜单元将系统中所有演奏过同一曲目的用户得分进行排序，获得排序结果，根据排序结果生成排行榜榜单发送至智能终端。

进一步的，所述演奏数据以音符为单位，包括：音高、音符时值、音符事件起始时间、音符事件结束时间、音符力度以及演奏中的音符位置数据。

为将音频信号转换成上述演奏数据特定的数据结构，所述音频信号收集与转录单元包括：频率检测器单元，用于识别所述音频信号的频率；振幅检测器单元，用于识别所述音频信号中高于音符检测阈值的部分来检测的振幅；音符开始事件产生器，用于产生所述音符开始事件；音符结束事件产生器，用于产生所述音符结束事件；音符计数器，用于计算音符处于本次演奏中第几个音符；以及音符时值检测单元，用于通过第一音符开始事件和第二音符开始事件之间的时间间隔来检测音符时值，将音符时值与第一音符开始事件关联起来，遍历整首曲目的音符，可以得到每个音符对应的音符时值。