一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统，音色校准系统包括服务器、机壳本体，音色校准系统还包括评估模块、交互模块、预警模块，评估模块、交互模块和预警模块均设置在机壳本体上；服务器分别与评估模块、交互模块和预警模块连接；交互模块根据操作者选定的乐器类型，触发评估模块对乐器类型的校准操作，评估模块用于对乐器的声音数据进行采集，并对声音数据进行评估，预警模块根据评估模块的评估结果触发预警信号。本发明专利技术通过收音单元和评估单元相互配合，使得评估单元对收音单元的数据进行评估，提升音色的准确性。提升音色的准确性。提升音色的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统


[0001]本专利技术涉及管乐器的零部件或附件领域，尤其涉及一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统。

技术介绍

[0002]目前，音乐教学中进行音准培训，采用电子教学的方式，首先将原始声信号(诸如人的嗓音和古典乐器的声音等的源于自然声源的声音)记录成音频信号，然后从这种音频信号再现能够准确地反映原始声信号(特别是还反应原始声信号的自然性质，诸如人的嗓音或古典乐器等的特性)的声信号。
[0003]如CN203456087U现有技术公开了一种改进的校音器，采用乐音的振动频率识别程序来显示乐器音高的电子产品，现已广泛应用于各种乐器的调音中。根据适用乐器的不同，又分为吉他校音器、古筝校音器、小提琴校音器等等。与传统的调音工具(音笛、音叉等)相比，具有准确度高、不易受气候条件影响、操作简单易学等优点，尤其有助于各种乐器的初学者快速掌握该乐器的定音技术和提高听辨音高的能力。
[0004]另一种典型的如CN213483373U的现有技术公开的一种用于钢琴音色校准的工具，钢琴调音是维持钢琴准确音调和优美音色的必要手段,现有技术中钢琴音色校准工具容易被外界噪音干扰，造成校准的准确性。
[0005]为了解决本领域普遍存在音色校准不准确、适用范围窄、极易受到外界干扰、智能程度低、交互性能差、不能自动提示和预警程度低等等问题，作出了本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统。
[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统，所述音色校准系统包括服务器、机壳本体，所述音色校准系统还包括评估模块、交互模块、预警模块，所述评估模块、所述交互模块和所述预警模块均设置在所述机壳本体上；
[0009]所述服务器分别与所述评估模块、所述交互模块和所述预警模块连接，所述交互模块根据操作者选定的乐器类型，触发所述评估模块对所述乐器类型的声音数据采集，所述评估模块用于对乐器的声音数据进行采集，并对声音数据进行评估，所述预警模块根据所述评估模块的评估结果触发预警信号；
[0010]所述评估模块包括收音单元和评估单元，所述收音单元用于对所述乐器的声音进行采集形成声音信号，所述评估单元根据所述声音信号进行评估，所述收音单元包括收音构件和声音记录器，所述收音构件用于对所述乐器发出的声音进行拾音操作，所述声音记录器用于对所述收音构件的拾音声音波形进行存储。
[0011]可选的，所述收音构件包括拾音器和海螺腔体，所述海螺腔体用于对所述乐器产
出的声音进行放大，形成声音的共振腔，所述拾音器用于对传导至所述海螺腔体中的声音进行拾取；
[0012]其中，所述拾音器设置在所述海螺腔体中。
[0013]可选的，所述评估单元获取一个测试周期中所述收音构件所测得的单个音调的拾音声音波形，并将所述拾音声音波形拆分形成一个声音片段拾音矩阵Voice：
[0014][0015]其中，m为拾音声音波形对应的采样点总数，n为拾音声音波形对应的监测片段总数，b
ij
表示单个音调的第i个监测片段的第j个采样点声音幅值；
[0016]所述评估单元获取校准的同类型的标准乐器一个测试周期中标准声音波形，并将所述标准声音波形进行拆分形成一个标准声音矩阵Nomal：
[0017][0018]其中，u为标准声音波形对应的采样点总数，v为标准声音波形对应的监测片段总数，c
ij
表示单个音调的第i个监测片段的第j个采样点声音幅值；其中，v＝m，u＝n，以使所述标准声音矩阵Nomal和拾音矩阵Voice的项数相同；
[0019]可选的，所述评估单元根据所述拾音矩阵Voice和标准声音矩阵Nomal进行比对，计算出差异度Different：
[0020][0021]式中，f
zx
为所述标准乐器的幅度谱的重心，满足：
[0022][0023]式中，P为所述标准乐器声音信号的频点总数，k为频点序号，w[k]为归一化后的幅度谱，满足：
[0024][0025]式中，N
‑
1为所述标准乐器的幅度谱中采样的频点总数，S[k]为所述标准乐器的声音信号幅度谱，满足：
[0026]S[k]＝|F[x(d)]|
[0027]式中，F[x(d)]为对所述标准乐器的声音波形x(d)进行离散傅里叶变换的值，|F[x(d)]|为对所述标准乐器的声音波形x(d)进行离散傅里叶变换的值进行取模运算；
[0028]若所述差异度Different大于设定的校准阈值Calibration，则需要对所述乐器执行校准操作，并通过预警模块发出预警信号，使所述操作者根据预警信号对乐器进行调音操作，且在执行调音操作后，对调音后的乐器进行多次拾音，并计算调音后的所述乐器与标准乐器的标准音色的差异度，直至所述乐器与标准乐器的标准音色的差异度小于设定的校准阈值Calibration。
[0029]可选的，所述预警模块包括预警单元和提示单元，所述预警单元根据所述评估单元的评估结果触发预警信号，所述提示单元根据所述预警单元的预警信号向所述操作者发出提示；
[0030]其中，所述提示单元包括提示屏和转向构件，所述转向构件用于对所述提示屏的位置进行调整，所述提示屏用于显示当前所述乐器的预警信号、以及针对所述预警信号相关联的乐器提示的调校数据。
[0031]可选的，所述交互模块包括交互单元和模式选定单元，所述交互单元用于采集所述操作者选定的所述乐器类型，所述模块选定单元根据所述交互单元采集到的所述操作者选定的所述乐器的类型后，触发对应类型的所述乐器的声音采集和评估；
[0032]其中，由所述评估模块对所述乐器进行声音采集和评估。
[0033]可选的，所述交互单元包括交互屏、悬浮图标、以及设置在所述交互屏上的若干个类型的选定乐器区域，所述交互屏上设有非触发区域和触发区域，所述悬浮图标设置在所述非触发区域中，各个类型的所述选定乐器区域设置在所述触发区域中，各个所述选定乐器区域分别对应不同类型的乐器；
[0034]其中，各个非接触区域和所述触发区域设置为同心圆环结构。
[0035]可选的，所述转向构件包括转向座、支撑杆、转向驱动机构、识别子单元，所述转向座与所述支撑杆的一端端部铰接形成铰接部，所述支撑杆的另一端与机壳本体连接，所述转向驱动机构与所述转向座驱动连接，使所述转向座能沿着所述铰接部的轴线进行转动；
[0036]所述识别子单元用于对所述操作者进行检测，以获取所述操作者当前所在位置，以使所述转向驱动机构根据操作者所在位置驱动所述转向座转动；
[0037]其中，所述提示屏的背部与所述转向座连接。
[0038]可选的，第g个所述选定乐器区域满足：
[0039]且g≥1，
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统，所述音色校准系统包括服务器、机壳本体，其特征在于，所述音色校准系统还包括评估模块、交互模块、预警模块，所述评估模块、所述交互模块和所述预警模块均设置在所述机壳本体上；所述服务器分别与所述评估模块、所述交互模块和所述预警模块连接，所述交互模块根据操作者选定的乐器类型，触发所述评估模块对所述乐器类型的声音数据采集，所述评估模块用于对乐器的声音数据进行采集，并对声音数据进行评估，所述预警模块根据所述评估模块的评估结果触发预警信号；其中，所述评估模块包括收音单元和评估单元，所述收音单元用于对所述乐器的声音进行采集形成声音信号，所述评估单元根据所述声音信号进行评估，所述收音单元包括收音构件和声音记录器，所述收音构件用于对所述乐器发出的声音进行拾音操作，所述声音记录器用于对所述收音构件的拾音声音波形进行存储。2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统，其特征在于，所述收音构件包括拾音器和海螺腔体，所述海螺腔体用于对所述乐器产出的声音进行放大，形成声音的共振腔，所述拾音器用于对传导至所述海螺腔体中的声音进行拾取；其中，所述拾音器设置在所述海螺腔体中。3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统，其特征在于，所述评估单元获取一个测试周期中所述收音构件所测得的单个音调的拾音声音波形，并将所述拾音声音波形拆分形成一个声音片段拾音矩阵Voice：其中，m为拾音声音波形对应的采样点总数，n为拾音声音波形对应的监测片段总数，b
ij
表示单个音调的第i个监测片段的第j个采样点声音幅值；所述评估单元获取校准的同类型的标准乐器一个测试周期中标准声音波形，并将所述标准声音波形进行拆分形成一个标准声音矩阵Nomal：其中，u为标准声音波形对应的采样点总数，v为标准声音波形对应的监测片段总数，c
ij
表示单个音调的第i个监测片段的第j个采样点声音幅值；其中，v＝m，u＝n，以使所述标准声音矩阵Nomal和拾音矩阵Voice的项数相同。4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的音乐乐器生产的音色校准系统，其特征在于，所述评估单元根据所述拾音矩阵Voice和标准声音矩阵Nomal进行比对，计算出差异度Different：
式中，f
zx
为所述标准乐器的幅度谱的重心，满足：式中，P为所述标准乐器声音信号的频点总数，k为频点序号，w[k]为归一化后的幅度谱，满足：式中，N
‑
1为所述标准乐器的幅度谱中采样的频点总数，S[k]为所述标准乐器的声音信号幅度谱，满足：S[k]＝|F[x(d)]|式中，F[x(d)]为对所述标准乐器的声音波形x(d)进行离散傅里叶变换的值，|F[x(d)]|为对所述标准乐器的声音波形x(d)进行离散傅里叶变换的值进行取模运算；若所述差异度Different大于设定的校准阈值Calibration，则需要对所述乐器执行校准操作，并通过预警模块发出预警信号，使所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘纯，罗卉，王丹，高捷，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：发明
国别省市：