本發(fā)明涉及弦樂識別，尤其是涉及一種小提琴多維度評測系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

1、小提琴公認(rèn)是一種很難掌握的樂器，它不像鋼琴、木管樂器那樣有固定的按鍵，也不像吉他、琵琶那樣有固定的品，也不像豎琴、古箏一樣有對應(yīng)的弦。因此，只憑眼睛，你只能鎖定大致的音高位置，音準(zhǔn)需要自己完全按照耳朵和長期的訓(xùn)練來辨認(rèn)。

2、小提琴演奏的弓法也千變?nèi)f化，決定了演奏出來的音的輕重緩急，以及每個音之間的關(guān)系。前后兩個音之間是連是斷，強(qiáng)弱對比如何，是顆粒感還是延綿感，雙音是否均勻等，完全有賴于琴弓的分配與運(yùn)用。

3、現(xiàn)有技術(shù)的小提琴評測系統(tǒng)采用通過音頻采集小提琴的發(fā)音，通過對音頻的頻譜分析得到音高，再和原譜對比判斷演奏對錯，其識別方法仍有許多不足之處：其系統(tǒng)的識別率比較低，多音情況難以判斷，也無法判斷小提琴的把位，對于運(yùn)弓、揉弦等小提琴的技巧更加無從判斷，只能作為小提琴初學(xué)者把握音準(zhǔn)的輔助工具，無法幫助提高小提琴演奏的技巧。

4、因此，現(xiàn)有技術(shù)亟需一種能夠從多維度采集小提琴演奏中的音高、把位、揉弦、運(yùn)弓數(shù)據(jù)，評測學(xué)員演奏中存在的音準(zhǔn)和演奏技巧問題的小提琴多維度評測系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種小提琴多維度評測系統(tǒng)和方法，該發(fā)明能夠從多維度采集小提琴演奏中的音高、把位、揉弦、運(yùn)弓數(shù)據(jù)，評測學(xué)員演奏中存在的音準(zhǔn)和演奏技巧問題，從而提高小提琴練習(xí)的效率，擺脫盲目的、機(jī)械的重復(fù)訓(xùn)練。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

3、根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供一種小提琴多維度評測系統(tǒng)，包括小提琴身、小提琴弓、主機(jī)和智能設(shè)備，小提琴身上設(shè)有電容觸摸板和第一陀螺儀傳感器，小提琴弓上設(shè)有第二陀螺儀傳感器，主機(jī)設(shè)有聲音采集模塊，主機(jī)的輸入端與電容觸摸板、第一陀螺儀傳感器和第二陀螺儀傳感器通訊連接，主機(jī)的輸出端與智能設(shè)備無線連接，智能設(shè)備接收主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，對演奏者演奏的樂曲進(jìn)行多維度評測，評測包括：

4、音高和把位評測：根據(jù)聲音采集模塊采集的音頻數(shù)據(jù)和電容觸摸板感應(yīng)的手指按壓位置，確定多音的音高和把位；

5、弓位和弓法評測：根據(jù)第一陀螺儀傳感器和第二陀螺儀傳感器之間的夾角，確定演奏者拉的弓位，結(jié)合加速度，確定演奏者的弓法；

6、揉弦幅度評測：根據(jù)電容觸摸板的感應(yīng)值，確定演奏者揉弦的幅度；

7、節(jié)奏快慢評測：根據(jù)電容觸摸板的感應(yīng)時間和第二陀螺儀傳感器的探測數(shù)據(jù)，確定演奏者按下一個音并拉響的持續(xù)時間，進(jìn)而確定演奏者演奏中的節(jié)奏快慢；

8、將評測結(jié)果與預(yù)先構(gòu)建并訓(xùn)練好的標(biāo)準(zhǔn)演奏模型的輸出結(jié)果進(jìn)行對比，生成演奏者演奏樂曲的評分結(jié)果，指出演奏者在小提琴演奏中音高和技巧的不足。

9、優(yōu)選地，標(biāo)準(zhǔn)演奏模型包括固定模型和示范模型，所述示范模型以bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為框架，以專業(yè)演奏者和老師多人的演奏數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，訓(xùn)練得到。

10、優(yōu)選地，電容觸摸板設(shè)于小提琴身的指板上，與主機(jī)連接于琴勁處。

11、優(yōu)選地，第二陀螺儀傳感器設(shè)于小提琴弓的弓尾處。

12、優(yōu)選地，主機(jī)與電容觸摸板、第一陀螺儀傳感器和第二陀螺儀傳感器之間通過無線藍(lán)牙通訊連接。

13、優(yōu)選地，主機(jī)將電容觸摸板、第一陀螺儀傳感器、第二陀螺儀傳感器和聲音采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后，發(fā)送至智能設(shè)備。

14、優(yōu)選地，智能設(shè)備的應(yīng)用軟件對主機(jī)發(fā)送的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)對演奏者演奏的樂曲進(jìn)行多維度評測。

15、根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供一種應(yīng)用如上任一所述的小提琴多維度評測系統(tǒng)的小提琴多維度評測方法，包括如下步驟：

16、獲取演奏者演奏樂曲的音頻數(shù)據(jù)，演奏者演奏過程中手指的按壓位置、按壓力度和按壓時間，演奏者演奏過程中小提琴身和小提琴弓的加速度和之間的夾角，進(jìn)行多維度評測，包括：

17、音高和把位評測：根據(jù)音頻數(shù)據(jù)和演奏者演奏過程中手指的按壓位置，確定多音的音高和把位；

18、弓位和弓法評測：根據(jù)演奏者演奏過程中小提琴身和小提琴弓之間的夾角，確定演奏者拉的弓位，結(jié)合加速度，確定演奏者的弓法；

19、揉弦幅度評測：根據(jù)演奏者演奏過程中手指的按壓力度，確定演奏者揉弦的幅度；

20、節(jié)奏快慢評測：根據(jù)演奏者演奏過程中手指的按壓時間和演奏者演奏過程中小提琴弓的加速度，確定演奏者按下一個音并拉響的持續(xù)時間，進(jìn)而確定演奏者演奏中的節(jié)奏快慢；

21、將評測結(jié)果與預(yù)先構(gòu)建并訓(xùn)練好的標(biāo)準(zhǔn)演奏模型的輸出結(jié)果進(jìn)行對比，生成演奏者演奏樂曲的評分結(jié)果，指出演奏者在小提琴演奏中音高和技巧的不足。

22、優(yōu)選地，標(biāo)準(zhǔn)演奏模型以bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為框架，以專業(yè)演奏者和老師多人的演奏數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，訓(xùn)練得到。

23、優(yōu)選地，通過fft算法，根據(jù)音頻數(shù)據(jù)確定多音的音高。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

25、本發(fā)明從多維度采集小提琴演奏中的音高、把位、揉弦、運(yùn)弓數(shù)據(jù)，分析學(xué)員演奏中存在的音準(zhǔn)和演奏技巧問題，從而提高小提琴練習(xí)的效率，擺脫盲目的、機(jī)械的重復(fù)訓(xùn)練

技術(shù)特征：

1.一種小提琴多維度評測系統(tǒng)，其特征在于，包括小提琴身(1)、小提琴弓(2)、主機(jī)(3)和智能設(shè)備(4)，所述小提琴身(1)上設(shè)有電容觸摸板和第一陀螺儀傳感器，所述小提琴弓(2)上設(shè)有第二陀螺儀傳感器，所述主機(jī)(3)設(shè)有聲音采集模塊，所述主機(jī)(3)的輸入端與所述電容觸摸板、所述第一陀螺儀傳感器和所述第二陀螺儀傳感器通訊連接，所述主機(jī)(3)的輸出端與所述智能設(shè)備(4)無線連接，所述智能設(shè)備(4)接收所述主機(jī)(3)發(fā)送的數(shù)據(jù)，對演奏者演奏的樂曲進(jìn)行多維度評測，評測包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種小提琴多維度評測系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)演奏模型包括固定模型和示范模型，所述示范模型以bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為框架，以專業(yè)演奏者和老師多人的演奏數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，訓(xùn)練得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種小提琴多維度評測系統(tǒng)，其特征在于，電容觸摸板設(shè)于所述小提琴身(1)的指板上，與所述主機(jī)(3)連接于琴勁處。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種小提琴多維度評測系統(tǒng)，其特征在于，所述第二陀螺儀傳感器設(shè)于所述小提琴弓(2)的弓尾處。

5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種小提琴多維度評測系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)(3)與所述電容觸摸板、所述第一陀螺儀傳感器和所述第二陀螺儀傳感器之間通過無線藍(lán)牙通訊連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種小提琴多維度評測系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)(3)將所述電容觸摸板、所述第一陀螺儀傳感器、所述第二陀螺儀傳感器和所述聲音采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密后，發(fā)送至所述智能設(shè)備(4)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6的一種小提琴多維度評測系統(tǒng)，其特征在于，所述智能設(shè)備(4)的應(yīng)用軟件對所述主機(jī)(3)發(fā)送的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，根據(jù)解碼后的數(shù)據(jù)對演奏者演奏的樂曲進(jìn)行多維度評測。

8.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1～7任一所述的小提琴多維度評測系統(tǒng)的小提琴多維度評測方法，其特征在于，包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8的小提琴多維度評測方法，其特征在于，標(biāo)準(zhǔn)演奏模型以bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為框架，以專業(yè)演奏者和老師多人的演奏數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)，訓(xùn)練得到。

10.根據(jù)權(quán)利要求8的小提琴多維度評測方法，其特征在于，通過fft算法，根據(jù)音頻數(shù)據(jù)確定多音的音高。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種小提琴多維度評測系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)包括小提琴身、小提琴弓、主機(jī)和智能設(shè)備，小提琴身上設(shè)有電容觸摸板和第一陀螺儀傳感器，小提琴弓上設(shè)有第二陀螺儀傳感器，主機(jī)設(shè)有聲音采集模塊，主機(jī)的輸入端與電容觸摸板、第一陀螺儀傳感器和第二陀螺儀傳感器通訊連接，主機(jī)的輸出端與智能設(shè)備無線連接，智能設(shè)備接收主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，對演奏者演奏的樂曲進(jìn)行多維度評測，評測包括音高、把位、弓位、弓法、揉弦幅度和節(jié)奏快慢評測；將評測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)演奏模型的輸出結(jié)果進(jìn)行對比，指出演奏者在小提琴演奏中音高和技巧的不足。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明從多維度評測小提琴演奏中存在的音準(zhǔn)和演奏技巧問題，從而提高小提琴練習(xí)的效率。

技術(shù)研發(fā)人員：高建平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海漸華科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26