[发明专利]一种基于远程教育系统的声乐教学系统

说明书

本发明涉及一种基于远程教育系统的声乐教学系统。将教学端的数据通过midi格式发送至学习端，通讯的数据量大大降低的同时再利用学习端的音源播放时，还能最大限度的提高伴奏的声音质量；同时在进行学生跟唱练习时，将练习的音频和midi对齐后再发送至教学端，保证了教学端教师在收听时的时间对应性，实现了教学端和学习端的双向零延迟；教学客户端和学习客户端的不同音频播放时的音量可以单独控制，解决了音频音量掩盖的问题，教师甚至将midi声音降低单独收听学生跟唱的干音，实现了比现场教学还优异的教学效果。此外学生端需要的设备很少，降低了学生的学习门槛。

技术领域

本发明涉及音乐教学领域，尤其涉及一种基于远程教育系统的声乐教学系统。

背景技术

声乐，是指用人声演唱的音乐形式。声乐是以人的声带为主，配合口腔、舌头、鼻腔作用于气息，发出的悦耳的、连续性、有节奏的声音。声乐的教学相比其他教学来说，对于时间的要求更高。特别是当需要学生跟着老师的伴奏进行跟唱时，如果进行远程教学，网络的延迟会导致这种教学根本无法进行。

“基于远程视频教学的声乐教学系统构建”高晶，《网络与信息工程》公开了一种针对声乐的远程教学系统的架构，但是其仅仅停留在系统的架构方面，基本的架构和当前的普通教学系统差异不大，特别是针对音乐的专业内容涉及不多。

当前的远程教学，基本都是在视频通讯的功能上增加了一些演示PPT或者播放视频文件的功能，当其应用到声乐的教学上时，一方面无法实现双向的零延迟，另一方面音频文件传输的压缩会导致音质下降，也非常影响教学效果。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题，提供一种基于远程教育系统的声乐教学系统，包括服务器、教学客户端和学习客户端：

服务器远程连接教学客户端和学习客户端，从而使得教学客户端和学习客户端实现实时远程通讯；学习客户端内存储有音源文件，教学客户端发送的midi数据实时传送至学习客户端内加载音源，并通过学习客户端的音频播放硬件播放；学习客户端的音视频采集硬件采集的音视频数据实时发送至教学客户端，并且在教学客户端的音视频播放硬件上进行播放。

教学客户端包括教学客户端主控制模块、教学输入设备、教学显示器、教学监听耳机、教学麦克风、教学摄像头、教学存储器，教学输入设备、教学显示器、教学监听耳机、教学麦克风、教学摄像头、教学存储器均连接至教学主控制模块；其中教学输入设备包括midi键盘、电脑键盘、鼠标；学习客户端包括学习客户端主控制模块学习显示器、学习监听耳机、学习麦克风、学习摄像头、学习存储器，均连接至学习客户端主控制模块；

在工作时，教学客户端主控制模块实时收集midi键盘的输入信号，从而获得一个midi的数据流，每一组midi数据都包含自己的时间码，且所有的时间码都是相对的；教学客户端主控制模块将midi数据流存储到教学存储器，保存成midi格式的文件；同时教学客户端主控制模块将midi数据流发送给服务器，并由服务器转发至学习客户端；

学习客户端的学习存储器内存储有音源文件，学习客户端收到 midi数据流后将音源文件加载到收到的midi数据流后得到待播放的音频数据，通过学习监听耳机进行播放；

学习客户端在播放midi数据流的同时通过学习麦克风收集音频信号，然后将学习麦克风音频信号分段保存，且保存时将分段的音频信号加上正在播放的midi数据流的时间码，音频处理的速度应足够快，使得学习麦克风音频信号和播放的midi数据流的同拍的时间错位小于10ms；使得当播放学习麦克风音频信号时可以同步加载midi数据流，且之间时间延时小于10ms；

学习客户端将分段保存的学习麦克风音频信号发送至服务器，服务器将其发送至教学客户端；