[发明专利]一种基于智能穿戴设备的声乐训练辅助系统

说明书

本发明公开一种基于智能穿戴设备的声乐训练辅助系统。该系统包括可穿戴声带振动感受器和智能设备，其中可穿戴声带振动感受器包括音频信号采集器、振动信号采集器、音频处理模块、控制单元和通信单元，其中音频信号采集器用于采集用户发声产生的声音信号，振动信号采集器用于采集声带位置处振动所引起的皮肤振动信号，音频处理模块用于对采集的声音信号和皮肤振动信号进行处理，并在控制单元的控制下经由通信单元传递给智能设备；智能设备将接收到的声音信号和皮肤振动信号分别处理为时频图，输入至预训练机器学习分类器，获得声带闭合状态分类结果。本发明成本低，使用方便，能在用户声乐练习时实时识别声带闭合状态，且识别准确率高。

技术领域

本发明涉及可穿戴技术领域，更具体地，涉及一种基于智能穿戴设备的声乐训练辅助系统。

背景技术

声带闭合状态很大程度影响着声乐发声的声音效果和声带健康，对于声乐发声，在美声的教学里发声技巧都建立在声带正常闭合的基础上；对于声带健康，长时间声带闭合过紧或是闭合不严地发出音调高或音量大的声音则会导致声带受损。

在现有技术中，关于声带闭合状态的监测主要包括以下技术方案：1)基于电声门图描记器的声带闭合状态检测，其原理是捕捉靠近声带的皮肤表面的生物电信号，这种方法需要专业的医疗检测设备，并普适性差且没有移动性。2)基于振动信号的声带闭合状态检测，此方法可以有效抵抗外界的噪声干扰，但由于加速度计需要紧贴住靠近声带的皮肤，会引起皮肤不适，并且由于加速度计的低分辨率，且受身体运动干扰，导致识别的准确率低。3)基于音频信号分析的声带闭合检测，这种方法是一种非侵入式的检测方法，但是易受外界环境噪声的干扰。

此外，目前的声带闭合状态监测方法受限于信号特征提取的精确度，仅能识别过度闭合，正常闭合和闭合不严三种状态，用户根据识别结果无法明确地做出调整，并且监测结果的准确度受用户变化，声音音调变化，外界环境噪声干扰的影响而大幅下降，从而不能达到实时检测的效果。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于智能穿戴设备的声乐训练辅助系统。

根据本发明的第一方面，提供一种基于智能穿戴设备的声乐训练辅助系统。该系统包括可穿戴声带振动感受器和智能设备，其中：

可穿戴声带振动感受器包括音频信号采集器、振动信号采集器、音频处理模块、控制单元和通信单元，其中音频信号采集器用于采集用户发声产生的声音信号，振动信号采集器用于采集声带位置处振动所引起的皮肤振动信号，音频处理模块用于对采集的声音信号和皮肤振动信号进行处理，并在控制单元的控制下经由通信单元传递给智能设备；

智能设备将接收到的声音信号和皮肤振动信号分别处理为时频图，输入到预训练的机器学习分类器，获得声带闭合状态分类结果。

根据本发明的第二方面，提供一种基于智能穿戴设备的声乐训练辅助方法。该方法包括以下步骤：

利用音频信号采集器采集用户发声产生的声音信号；

利用振动信号采集器采集用户声带位置处振动所引起的皮肤振动信号并进行放大滤波处理；

将声音信号和皮肤振动信号处理为时频图，输入到预训练的机器学习分类器，输出声带闭合状态分类结果。

与现有技术相比，本发明的优点在于，所提供的基于智能穿戴设备的声乐训练辅助系统硬件成本低，携带和使用方便，能够在用户进行声乐练习时实时地识别声带闭合状态，并且识别准确率高，有利于用户能及时调整发声方式，或进行针对性的声带发声训练。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。