[发明专利]一种声乐发音训练系统

摘要

本发明公开了一种声乐发音训练系统，涉及声乐教学领域。该声乐发音训练系统包括：音频采集模块、基频提取模块、音符转换模块、音符对比模块、参考基频存储模块、音符时长识别模块、音符时长对比模块、参考音符时长存储模块、纠错存储模块、播放模块、综合评估模块、控制模块、输入模块和显示模块。本发明通过对采集的音频信号从音符和音符时值两方面进行评估，使练习者可以直观的了解自己训练的缺陷，提高了学习效率。

主权项

1.一种声乐发音训练系统，其特征在于，包括：音频采集模块、基频提取模块、音符转换模块、音符对比模块、参考基频存储模块、音符时长识别模块、音符时长对比模块、参考音符时长存储模块、纠错存储模块、播放模块、综合评估模块、控制模块、输入模块和显示模块；所述输入模块，用于输入采集指令、转换指令、提取指令、识别指令、音符对比指令、音符时长对比指令、播放指令、评估指令和显示指令；所述控制模块，用于向所述音频采集模块发送采集指令；向所述基频提取模块发送提取指令；向所述音符转换模块发送转换指令；向所述音符对比模块发送音符对比指令；向所述音符时长识别模块发送识别指令；向所述音符时长对比模块发送音符时长对比指令；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；向所述播放模块发送播放指令；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；所述基频提取模块，用于接收到提取指令后，将所述音频时域数据用特定长度的窗分割成多个音频帧，将每一音频帧利用自相关法确定估计基音周期，估计基音周期得到估计基音频率，将所述基音频率设定为低通滤波器的通带频率，将所述音频帧通过所述低通滤波器滤波后进行FFT变换，将FFT变换结果求模平方得到功率谱，求出功率谱中能量最大值所对应的频率点，其中，所述频率点为所述音频帧对应的测量基频；所述音符转换模块，用于接收到转换指令后，将多个测量基频中的每一个测量基频转换为音名；所述音符对比模块，用于接收到音符对比指令后，确定多个音名中的每一个音名的测量基频与标准基频的差异值；其中，所述标准基频存储在参考基频存储模块中；所述音符时长识别模块，用于接收到识别指令后，将音频时域数据进行分帧处理，得到多个音频帧，计算每一个音频帧的短时平均过零率和短时平均能量，将短时平均过零率和短时平均能量相乘得到短时能零积，将所述短时能零积与阈值比较，确定每个音符的起始点和结束点，根据音符的起始点和结束点计算每个音符的时长；所述参考音符时长存储模块，用于将参考音频时域数据进行分帧处理，得到多个参考音频帧，计算每一个参考音频帧的参考短时平均过零率和参考短时平均能量，将参考短时平均过零率和参考短时平均能量相乘得到参考短时能零积，将所述参考短时能零积与参考阈值比较，确定每个参考音符的起始点和结束点，根据阈值音符的起始点和结束点计算每个参考音符的时长；所述音符时长对比模块，用于接收到音符时长对比指令后，将每个音符的时长与对应的参考音符的时长进行比较，确定每个音符时值误差；综合评估模块，用于接收到评估指令后，将每一个音名的测量基频与标准基频的差异值与门限进行比较，若差异值大于等于门限，则将所述音名对应的测量基频所在的音频帧存储在所述纠错存储模块中，并将所述音名与音频帧对应关系发送至显示模块；综合评估模块，用于接收到评估指令后，将从多个指定数据范围中，获取所述音符时值误差所在的指定数据范围，基于获取的指定数据范围，从存储的数据范围与节奏准确度之间的对应关系中，获取对应的节奏准确度；所述显示模块，用于显示所述音名与音频帧对应关系和每个音符的音长准确度；所述播放模块，用于接收到播放指令后，根据播放指令中携带的音名从所述纠错存储模块中，调取与所述音名对应的音频帧，并将所述音频帧进行播放。