专利名称：基于计算机语音识别技术的乐器弹奏跟练方法
技术领域：
本发明涉及计算机的语音识别领域，特别是指一种在计算机上通过语音识别技术进行乐器弹奏跟练的方法。
背景技术：
跟练是指学生反复听一首乐曲的示范小节、单行和乐句，甚至全曲，通过将自己的演奏和示范曲相对比，发现问题并不断修正，最终掌握弹奏技巧的方法。因此，在各种乐器(如钢琴、小提琴、二胡、古筝等)的学习过程中，跟随高水平人士的示范演奏来进行跟练，无疑是提高弹奏水平的一个捷径。
学生除了跟随音乐教师和家教的示范弹奏练习外，更多的时间需要自己练习，但自己练习时没有跟练的对象。虽然目前有一些CD、 VCD和DVD对各种曲目有详细的解释和示范演奏，但无法做到边听示范曲或者边看示范曲指法的同时进行跟练，同时由于学生在弹奏各种乐器时，双手都被占用，无法腾出双手对各种CD/VCD/DVD播放器进行回放操作。此外，如果学生在练习过程中不断地对CD/VCD/DVD进行操作，练习会不断地被打断，使学习效果大打折扣。即使学生在练习时，旁边有人帮助操作播放设备，但是由于回放位置的不确定性，以及旁人和学生交流准确回放点时需要耗费大量的精力和时间，学习效率同样大打折扣。
目前已有的申请号为200710074389. 4 (名称为"一种音乐读谱的陪练方法")的发明专利，提出了一种便捷的读谱方法。该方法把一首乐曲分成单行、乐段、乐句和小节，利用能够识别隐形二维码的电子笔的发音来帮助学生读谱。但是读谱只是掌握弹奏一首乐曲技巧的开始阶段，要真正掌握一首乐曲需要花大量的时间和精力在弹奏练习上。而且此专利仍然需要用手来操作电子笔，所以还是不能解放学生的双手并进行真正有效的跟练。
发明内容
为了解决学生乐器弹奏的跟练问题，本发明提供一种方法，把传统的纸质曲谱显示在计算机屏幕上，并把乐曲划分为小节、单行、乐句等若干片段，学生只需向计算机发送语音指令，计算机就会利用语音识别技术对语音指令进行识别，然后自动播放所选乐曲片段的内容，从而达到解放双手进行跟练的目的。这些乐曲片段的内容可以包括示范演奏音、解说、文字、图片、指法视频、名家演奏会视频等多种内容，从而为学生创造出文字、声音、图片和视频等全方位的跟练环境。
本发明的技术方案如下-
计算机的麦克风、扬声器和显示器分别负责语音命令的输入，声音的播放，以及曲谱、
文字、图片和视频的显示。计算机软件的功能为通过麦克风获取学生的语音指令，语音识别模块识别出对应的指令，由控制模块根据指令到数据库中搜索对应的文字/声音/图片/视频等内容，分别送到显示器和扬声器并播放出来。学生的语音指令应该和曲谱上的小节、单行、乐句、全曲上标识的指令相对应。这样，学生就能够根据自身的需要播放任一片段的文字/声音/图片/视频等内容。
本发明的有益效果是为学习乐器弹奏的学生提供一种全方位的跟练环境，即学生通过计算机播放所要学习的曲谱片段(可包含文字/声音/图片/视频等多种内容)，然后进行跟练，从而达到快速掌握演奏技巧的目的。学生通过语音向计算机发出指令，克服了传统跟练方法无法解放学生双手的弊端，以及传统方法无法同时提供声音、文字、图片、视频等的缺陷，真正实现随心所欲的、立体多维的跟练，极大地提高跟练的效果，从而帮助学生尽快掌握乐器的弹奏技巧和乐曲的相关知识。
下面结合附图和实施例对本发明进行说明。图l为系统结构图。
图2为曲谱操作图示例，所选曲谱为由贝多芬的小提琴曲浪漫曲改编的钢琴曲。
具体实施例方式
图1所示的硬件包括麦克风1、计算机主机2、扬声器3、显示器4，计算机主机2中的软件程序主要由语音识别模块5、控制模块6和数据库7组成。显示器4放置在学生眼睛能够看到的地方(例如钢琴的顶盖上或者双眼能够基本正视的地方)，以保证学生能够清楚地看到显示器上的曲谱和曲谱上标记的语音指令。显示器的另一个功能是显示所选乐曲片段的文字、图片和视频等内容。麦克风1放在距离学生嘴边较近的地方，以便获得清晰的语音指令，可以根据实际条件从头戴式麦克风，领夹式麦克风或者台式麦克风进行选择。扬声器3需要配置较好的音箱或者耳机来播放声音。麦克风1和扬声器3可采用多种方式和主机连接，包括有线、无线、蓝牙等方式。
计算机主机2中的软件程序用于完成对跟练系统的控制和管理。语音识别模块5识别由麦克风l输入的语音，并转化为相应的指令到控制模块6，控制模块6再根据指令到数据库7中搜索到对应的文字/声音/图片/视频等内容，然后由控制模块6向扬声器3播放声音，并且
(或者)由显示器4显示文字/图片/视频。
图2所示的曲谱操作图中，曲谱显示在计算机显示屏4上。整个乐曲被划分为全曲、乐句、单行和小节等片段，这些片段以符号的形式标记在曲谱的相应位置上，而且这些标记对应的文字即为语音指令。其中，全曲为文字标记文字"浪漫曲"8，对应的语音指令即为"浪漫曲"；乐句为半圆形标记加上数字，该数字代表乐句的排序，图2中标记的乐句有3个，分别是"乐句1" 26，"乐句2" 32和"乐句3" 37，对应的语音指令为"乐句1"、"乐句2"和
"乐句3";单行的标识为文字标记加上数字，数字代表单行的排序，图2中标记6^单行为j个，分别是"行l" 23，"行2" 29，"行3" 38，"行4" 39，对应的语音指令为"行1"，"行2"，"行3"，"行4";小节在曲谱上有明显的标记，以带数字的方框表示，该数字表示小节的排序，根据需要，有演示内容的小节标识要显示在曲谱上，例如"小节3" 20,对应的语音指令为"小节3"。
所有在曲谱上标记出来的片段标识，都至少包含文字/声音/图片/视频中的一项内容，文字内容、声音内容、图片内容和视频内容分别用带圆圈的"文"，带圆圈的"声"，带圆圈的"图"和带圆圈的"视"表示，他们对应的语音指令分别为"文"，"声"，"图"和"视"。例如"乐句2" 32的内容包括"声"31和"视"33，"浪漫曲"8的内容包括"文"9、"声"10、"图"11和"视"12。
另外，文字"播放N次"17中的N代表连续播放的次数，同时也是对应的语音指令，例如语音指令"播放3次"，此命令便于学生重复多次听示范以加强训练。文字"时间间隔设置30秒"18也是对应的语音指令，主要用于设置两次播放之间间隔的时间，学生还可以进行语音指令的修改，此命令的时间间隔为学生进行弹奏训练的时间，例如语音指令"时间设置40秒"，则经过计算机主机2处理后，显示在屏幕上的时间间隔改变为40秒。
乐谱相关知识的文字/声音/图片/视频内容的也通过符号显示在曲谱上。例如文字"贝多芬"16就包含"文"14、"图"13和"视"15的内容。
学生单独进行跟练时，先观看计算机显示器4显示图2的曲谱，然后通过麦克风l，向计算机发送曲谱片段的语音指令，例如学生发出语音指令"乐句1"，则计算机主机2定位到"乐句1" 26的位置，然后学生根据"乐句1" 26周围的文字、声音、视频等标注，通过麦克风l向计算机发出选取内容的指令，例如发出语音指令"文"，则计算机主机2的控制模块6到数据库7中搜索保存的文字信息，然后在计算机显示器4上显示出来，同时文字的对应声音通过扬声器3播放出来；如果语音指令为"声"，则学生需要进一步发送语音指令，例如"播放5次"，然后示范声音通过扬声器3播放5次，每次的时间间隔为"时间间隔设置:30秒"18中设置的30秒；如果语音指令为"视"，则计算机控制主机2的控制模块6到数据库7中搜索保存的视频内容，例如计算机搜索到"乐句1" 26的指法视频，然后视频内容在计算机显示器4上播放，视频伴音从扬声器3输出。
如果学生跟练时有陪练指导，则可以省去麦克风l，且语音识别模块5不起作用。陪练可直接观看显示器4上的曲谱，根据需要直接用鼠标双击曲谱上的乐曲片段小节、单行、乐句、全曲等标识，控制模块6根据命令从数据库7中调用对应的文字/声音/图片/视频，通过扬声器3和显示器4播放出来。例如陪练用鼠标双击文字"浪漫曲"8旁边的"文"9，则关于浪漫曲的文字介绍直接显示在显示器4上，并且文字的声音会通过扬声器3播放出来；用鼠标单击"乐句2" 32的"声"31，然后单击"播放N次"17，则"乐句2" 32的示范声音通过扬声器6播放N次，每次播放间隔为"时间间隔设置30秒"18的30秒；用鼠标点击"行1" 23的"视"24，则第一行的指法视频通过显示器4和扬声器3播放出来。这种实施方式可以避免语音识别带来的识别准确率问题，非常适合陪练指导学生的情况。
根据学生的需要，也可以不使用显示器4，而只使用扬声器3播放声音。学生使用纸质曲谱代替显示器4上显示的曲谱，纸质曲谱上印刷的内容和计算机上显示的内容相同，学生通过麦克风1向计算机主机2发出语音指令，计算机主机2只把对应的声音资料通过扬声器3播放出来。例如学生观看纸质曲谱，发出语音指令"乐句3"，则计算机主机2定位到"乐句3"的位置，然后学生发出语音指令"声"和"播放2次"，则乐句3的示范演奏通过扬声器3播放两遍。学生发出语音指令"贝多芬"，计算机主机2定位到文字"贝多芬"16的位置，然后学生发出语音指令"文"，则计算机主机2把对应的介绍贝多芬文字内容的声音通过扬声器3播放出来。这种实施方式可以省去显示器，节省占地面积和成本，而且可以为学生提供跟练示范音乐和相关的文字解说。
权利要求
1、一种基于计算机语音识别技术的乐器弹奏跟练方法，其特征在于计算机语音识别出学生发出的语音指令，并自动播放乐曲片段的文字、声音、图片、视频内容。
2、 如权利要求1所述的一种基于计算机语音识别技术的乐器弹奏跟练方法，其特征在于: 所述的计算机的输出设备包括扬声器和显示器，当乐曲片段有文字、图片、视频其中一项内 容时，计算机的输出设备包括扬声器和显示器；当乐曲片段只有声音内容，计算机的输出设 备可以只包括扬声器。
3、 如权利要求1所述的一种基于计算机语音识别技术的乐器弹奏跟练方法，其特征在于: 所述的计算机的输入设备包括麦克风和鼠标，学生可以向麦克风发声实现语音指令输入，也 可以用鼠标直接点击曲谱的语音指令标识实现指令输入。
4、 如权利要求1所述的一种基于计算机语音识别技术的乐器弹奏跟练方法，其特征在于: 所述的乐曲曲谱显示在计算机的显示器上，或者为纸质的曲谱。
全文摘要
本发明公开了基于计算机语音识别技术的乐器弹奏跟练方法，把曲谱显示在计算机屏幕上，乐曲曲谱被划分为乐句、单行、小节等若干片段，学生向计算机发送语音指令，计算机利用语音识别技术识别语音指令，然后自动播放所选乐曲片段的内容，这些乐曲片段的内容包括示范演奏音、解说、文字、图片、指法视频、名家演奏会视频等等。学生向计算机发送语音指令，解放了学生练习时需要的双手，同时为学生创造文字、声音、图片和视频的全方位的乐器弹奏跟练环境，从而真正实现随心所欲的跟练，极大的提高了跟练的效率，并帮助学生尽快掌握乐曲的演奏和乐曲的相关知识。
文档编号G10L15/00GK101604486SQ20081003887
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者涛 王, 郭俊华 申请人:王 涛;郭俊华