[发明专利]一种声乐学习电子辅助发音系统

摘要

本发明公开了一种声乐学习电子辅助发音系统，涉及声乐教学领域。该声乐学习电子辅助发音系统包括音频采集模块、第一缓冲模块、参考音频存储模块、第二缓冲模块、第一时频转换模块、第二时频转换模块、第一节拍提取模块、第二节拍提取模块、音频相似度检测模块、音色对比模块、节拍对比模块、综合评估模块、输入模块、控制模块、显示模块和读写模块，通过本发明可完成整个发音情况检测过程中的数据的采集、转换以及评估，且评估从音准、音色和节拍三方面进行评估，使得学生及时掌握自己在练习声乐技巧时，自己音色质量的好坏、节拍是否对位，音准是否准确，进而使得学生可针对性地进行声乐练习，从而提高了练习的效果。

主权项

一种声乐学习电子辅助发音系统，其特征在于，包括：音频采集模块、第一缓冲模块、参考音频存储模块、第二缓冲模块、第一时频转换模块、第二时频转换模块、第一节拍提取模块、第二节拍提取模块、音频相似度检测模块、音色对比模块、节拍对比模块、综合评估模块、输入模块、控制模块、显示模块和读写模块；所述输入模块，用于输入读写指令、采集指令、第一转换指令、第一提取指令、第二转换指令、第二提取指令、音色对比指令、节拍对比指令、检测指令、评估指令和显示指令；所述控制模块，用于向所述读写模块发送读写指令；向所述音频采集模块发送采集指令；向所述第一时频转换模块发送第一转换指令；向所述第一节拍提取模块发送第一提取指令；向所述第二时频转换模块发送第二转换指令；向所述第二节拍提取模块发送第二提取指令；向所述音频相似度检测模块发送检测指令；向所述节拍对比模块发送节拍对比指令；向所述音色对比模块发送音色对比指令；向所述综合评估模块发送评估指令；向所述显示模块发送显示指令；所述音频采集模块，用于接收到采集指令后，采集练习者的发声音频信号，并将音频信号经过降噪后采样量化转化为音频时域数据，并将音频时域数据存储第一缓冲模块；所述参考音频存储模块，用于存储练习者进行练习的参考音频时域数据；所述读写模块，用于接收到读写指令后，读取当前练习者进行练习的参考音频时域数据，并所述参考音频时域数据存入第二缓冲模块；所述第一时频转换模块，用于接收到第一转换指令后，调取第一缓冲模块中的音频时域数据，并将所述音频时域数据通过快速傅里叶变换转化成音频频域数据；所述第二时频转换模块，用于接收到第二转换指令后，调取第二缓冲模块中的参考音频时域数据，并将所述参考音频时域数据通过快速傅里叶变换转化成参考音频频域数据；所述第一节拍提取模块，用于接收到第一提取指令后，调取第一缓冲模块中的音频时域数据，并将音频时域数据进行高斯低通滤波获取音频时域数据的包络数据，并通过检测包络数据的峰值确定节拍序列；所述第二节拍提取模块，用于接收到第二提取指令后，调取第二缓冲模块中的参考音频时域数据，并将参考音频时域数据进行高斯低通滤波获取参考音频时域数据的参考包络数据，并通过检测参考包络数据的峰值确定参考节拍序列；所述音频相似度检测模块，用于接收到检测指令后，将音频时域数据和参考音频时域数据分别进行归一化处理，得到归一化音频时域数据和归一化参考音频时域数据，并将归一化音频时域数据和归一化参考音频时域数据分别通过MFCC算法获取归一化特征序列和归一化参考特征序列，并计算归一化特征序列和归一化参考特征序列的似然比；所述音色对比模块，用于接收到音色对比指令后，将音频频域数据和参考音频频域数据分别进行归一化处理，得到归一化音频频域数据和归一化参考音频频域数据；用于将归一化音频频域数据分别进行低频滤波、中频滤波和高频滤波得到低频音频频域数据、中频音频频域数据和高频音频频域数据；将归一化参考音频频域数据分别进行低频滤波、中频滤波和高频滤波得到参考低频音频频域数据、参考中频音频频域数据和参考高频音频频域数据；将低频音频频域数据、中频音频频域数据和高频音频频域数据分别进行积分得到低频音频能量、中频音频能量和高频音频能量；将参考低频音频频域数据、参考中频音频频域数据和参考高频音频频域数据分别进行积分得到参考低频音频能量、参考中频音频能量和参考高频音频能量；用于计算出低频音频差异值、中频音频差异值和高频音频差异值；所述节拍对比模块，用于接收到节拍对比指令后，计算节拍序列和参考节拍序列的似然比；所述综合评估模块，用于接收到评估指令后，根据归一化特征序列和归一化参考特征序列的似然比确定音准相似度；根据节拍序列和参考节拍序列的似然比确定节拍准确度；根据低频音频差异值、中频音频差异值和高频音频差异值分别确定低音音色质量、中音音色质量和高音音色质量。