[发明专利]一种钢琴智能陪练系统及方法

说明书

本发明公开了一种钢琴智能陪练系统及方法，涉及计算音乐音频分析技术领域。本发明包括用户端，服务器端和算法端，用户端采用APP的形式，在iOS以及Android端进行开发，服务器端进行音频采样，算法端分析用户每一处弹奏时音准、力度、连贯性与节奏评价要素与原谱的对比，并为用户提供具有参考意义的技法改进建议。本发明旨在通过音频分析技术，去读解钢琴爱好者以及初学者在弹奏过程中，其“弹奏技法技巧”与钢琴原谱之间的差异性，从而为钢琴爱好者和初学者提供了一种“人工智能钢琴陪练指导”的系统性的廉价解决方案。

技术领域

本发明属于计算音乐音频分析技术领域，特别是涉及一种钢琴智能陪练系统及方法。

背景技术

钢琴是源自西洋古典音乐中的一种键盘乐器，由52个白键，36个黑键共88个琴键以及金属弦音板组成，钢琴因为其优秀且全面的性能，被普遍用于独奏、伴奏或是多种乐器的合奏表演中；随着互联网、计算机以及机器学习等技术的发展，这些前沿技术逐步渗入传统艺术领域，产生由计算机技术和音乐交叉而成的新学科——计算音乐；

计算音乐是人工智能在声学方面一个广阔的应用领域，其基础建立在经典声学工程、计算机技术、计算机声学识别技术等多学科的交叉融合，计算音乐为我们提供了通过采集原始声学信号，识别声音特征，从而以数字化的方式去赋予原始声音数据与人机交互融合的可行性；

在目前的钢琴陪练领域中多采用“钢琴教师辅导”的传统“师徒制”，通过教师现场聆听爱好者/初学者的弹奏，从经验角度对于钢琴演奏爱好者/初学者提供指导，这种方式自钢琴诞生之日起一直沿用到现在，其不足在于作为“钢琴教师”，必然具备“个性化”特征，从而导致其“辅导”尽管在总体上具有很好的指导意义，但同时也具有一定的随机性和随意性，同时，相对于众多的钢琴爱好者以及初学者而言，钢琴教师存在严重的资源稀缺性和地理分布不均衡性，这在爱好者和初学者的视角而言就反应为“钢琴陪练”的高成本，这种成本不仅仅反映在学时费，还反映在时间、地点、交通等多种元素的复合上，另一方面也就严重影响了钢琴学习的便利性；

另一方面，现有钢琴陪练技术更多依赖硬件设备，甚至需要购买特定的钢琴，对初学者来讲具有诸如，依赖设备不了解、不会用，家里已有一架钢琴的情况下再新购不现实等不利限制条件；并且现有钢琴陪练软件多只对错音，音准这样的明显错误做出标记，而针对力度，节奏，连贯性等较隐性但又十分重要的要素不能做出评判，更是缺少分析评价，并提出帮助用户改进的指导意见等环节；同时，现有钢琴陪练相关的软件系统，不具备“社区功能”，未能打通爱好者/初学者之间的“联结”，从而未能充分利用互联网技术，创造出钢琴爱好者之间的交互；

因此，如何借助机器学习等技术对演奏进行音准、节奏、力度和连贯性上的分析及改进提示，帮助钢琴爱好者提高演奏能力，是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢琴智能陪练系统及方法，旨在通过音频分析技术，去读解钢琴爱好者以及初学者在弹奏过程中，其“弹奏技法技巧”与钢琴原谱之间的差异性，从而为钢琴爱好者和初学者提供了一种“人工智能钢琴陪练指导”的系统性的廉价解决方案。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种钢琴智能陪练系统，包括用户端，服务器端和算法端，所述用户端采用APP的形式，在iOS以及Android端进行开发，所述服务器端进行音频采样，所述算法端分析用户每一处弹奏时音准、力度、连贯性与节奏评价要素与原谱的对比，为用户提供具有参考意义的技法改进建议。

一种钢琴智能陪练方法，包括以下步骤：

步骤一：首先应用向手机或平板申请麦克风权限；

步骤二：获得权限后，对用户弹奏进行录音，采集音频数据；

步骤三：系统对音频进行降噪、除杂处理，并转为MIDI格式的文件；