一种音乐演奏曲谱匹配方法、存储介质及智能乐器与流程

本发明属于乐器技术领域，特别是涉及一种音乐演奏曲谱匹配方法、存储介质及智能乐器。

背景技术

现有的音乐信息匹配方案多采用声音识别技术识别音级，需要采用声音采集模块并运行声音识别程序，同时声音识别技术受环境因素干扰较大，存在技术成本高、误码率高等问题，用户体验感不佳。

现有演奏曲谱跟随装置需要由演奏者操作或者通过计时实现半自动翻页，影响演奏者的演奏，演奏不同曲目时需要手动更换曲谱，用户体验感不佳。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种音乐演奏曲谱匹配方法、存储介质及智能乐器，用于解决现有音乐信息匹配技术中受环境因素干扰较大、误码率高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种音乐演奏曲谱匹配方法，所述音乐演奏曲谱匹配方法包括：采集预设时间段内的演奏信息，所述演奏信息包括用户弹奏电子音乐设备时的琴键或琴弦的弹奏顺序及时长；识别所述预设时间段内的演奏信息，获取所述预设时间段内的演奏曲谱；所述演奏曲谱包括对应弹奏电子音乐设备的音级、音级时长及音级顺序；将所述演奏曲谱与预存的标准曲谱进行对比，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱。

于本发明的一实施例中，所述音乐演奏曲谱匹配方法包括：实时显示所述标准曲谱中与当前的演奏曲谱对应的曲段及后续曲谱，并在所述曲段上实时提示演奏进度，当演奏进度到达所述标准曲谱曲谱当前页尾部时，自动翻页进入曲谱下一页。

于本发明的一实施例中，所述提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱的一种实现过程包括：以二维坐标系标识所述标准曲谱，y轴表示时间，x轴表示音级；以所述二维坐标系标识所述预设时间段内的演奏曲谱；在所述二维坐标系中将所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱进行比对，获取所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱的曲谱匹配度；判断所述曲谱匹配度是否达到预设值；若是，则匹配成功，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱；否则，匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

于本发明的一实施例中，在所述二维坐标系中将所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱进行比对的一种实现过程包括：

对所述二维坐标系的y轴进行时间标尺变换，变换过程包括：

将各音级的起始时刻做软索引化标尺变换，得出各音级的软索引值；所述音级的软索引值为：

其中，n表示第n个音级；interval(i)为第i个音级起始时刻与第i-1个音级起始时刻之差，interval(1)取值为0；i＝1，…，n；其中k为软索引基准时长，取一预设值；其中f(x)函数满足以下函数特征：x＝0时，相切于直线y＝x；x→∞时，趋近于直线y＝1；

计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度。

于本发明的一实施例中，所述计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度的一种实现过程包括：在变换后的二维坐标系中，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的对应音级进行连线，获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线；设音级匹配线所对应的一对音级的软索引值之差为音级匹配线的偏移值，所述偏移值＝样本软索引－基准软索引；若满足匹配条件的音级匹配线的数目大于预设阈值，则匹配成功，输出曲谱匹配度，否则匹配失败；所述匹配条件为：与相邻的音级匹配线的偏移值之差的绝对值小于第一预设值；若匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

于本发明的一实施例中，获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线的一种实现过程包括：将所述演奏曲谱的音级序列与标准曲谱的音级序列进行比对，获取所述演奏曲谱的音级序列与所述标准曲谱的音级序列匹配度；若所述音级序列匹配度达到第二预设值，则匹配成功，否则匹配失败；若匹配成功，则忽略演奏曲谱与标准曲谱中不符的音级，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的相符的音级连线。若匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

于本发明的一实施例中，所述音乐演奏曲谱匹配方法还包括：提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱时，提示选择继续当前进度演奏或从所述标准曲谱开头进行演奏，根据相应选择显示所述标准曲谱的对应部分。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器调用时执行如权利要求所述的音乐演奏曲谱匹配方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种智能乐器，所述智能乐器包括：一信息采集模块，采集用户演奏信息，包括用户弹奏电子音乐设备时的琴键或琴弦的弹奏顺序及时长；一存储器，存储标准曲谱；一处理器，与所述信息采集模块、显示模块和存储器分别通信相连，识别所述预设时间段内的演奏信息，获取所述预设时间段内的演奏曲谱；所述演奏曲谱包括对应弹奏电子音乐设备的音级、音级时长及音级顺序；将所述演奏曲谱与预存的标准曲谱进行对比，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱；一显示模块，显示所述标准曲谱中与当前的演奏曲谱对应的曲段及后续曲谱，并在所述曲段上实时提示演奏进度。

于本发明的一实施例中，所述处理器提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱，其中：所述处理器以二维坐标系标识所述标准曲谱，y轴表示时间，x轴表示音级；所述处理器以所述二维坐标系标识所述预设时间段内的演奏曲谱；所述处理器在所述二维坐标系中将所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱进行比对，获取所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱的曲谱匹配度；所述处理器判断所述曲谱匹配度是否达到预设值；若是，则匹配成功，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱；否则，匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

于本发明的一实施例中，所述处理器在所述二维坐标系中将所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱进行比对，其中：所述处理器对所述二维坐标系的y轴进行时间标尺变换，变换过程包括：所述处理器将各音级的起始时刻做软索引化标尺变换，得出各音级的软索引值；所述音级的软索引值为：其中，n表示第n个音级；interval(i)为第i个音级起始时刻与第i-1个音级起始时刻之差，interval(1)取值为0；i＝1，…，n；其中k为软索引基准时长，取一预设值；其中f(x)函数满足以下函数特征：x＝0时，相切于直线y＝x；x→∞时，趋近于直线y＝1；所述处理器计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度。

于本发明的一实施例中，所述处理器计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度，其中：所述处理器在变换后的二维坐标系中，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的对应音级进行连线，获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线；设音级匹配线所对应的一对音级的软索引值之差为音级匹配线的偏移值，所述偏移值＝样本软索引－基准软索引；若满足匹配条件的音级匹配线的数目大于预设阈值，则匹配成功，输出曲谱匹配度，否则匹配失败；所述匹配条件为：与相邻的音级匹配线的偏移值之差小于第一预设值；若匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

于本发明的一实施例中，所述处理器获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线，其中：所述处理器将所述演奏曲谱的音级序列与标准曲谱的音级序列进行比对，获取所述演奏曲谱的音级序列与所述标准曲谱的音级序列匹配度；若所述音级序列匹配度达到第二预设值，则匹配成功，否则匹配失败；若匹配成功，则所述处理器忽略演奏曲谱与标准曲谱中不对应的音级，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的对应音级连线，获得所述音级匹配线；若匹配失败，则所述处理器继续匹配下一标准曲谱。

如上所述，本发明所述的音乐演奏曲谱匹配方法、存储介质及智能乐器，具有以下有益效果：

本发明受演奏者的演奏速度与曲谱之间的差异程度及演奏者对节奏把握不精确程度的影响较小，降低了匹配运算过程中对演奏精确程度的要求，有利于音乐匹配运算的进行。

本发明解决了现有音乐信息匹配技术中受环境因素干扰较大、误码率高、对样本精确度要求较高以及现有演奏曲谱跟随装置中需要用户操作实现曲谱半自动翻页、需要手动更换曲谱、用户体验感不佳等问题。

附图说明

图1a显示为本发明实施例所述的音乐演奏曲谱匹配方法的一种实现流程示意图。

图1b显示为本发明实施例所述的提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱的一种具体实现流程示意图。

图1c显示为本发明实施例所述的计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度的一种具体实现流程示意图。

图1d显示为本发明实施例所述的获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线的一种具体实现流程示意图。

图2显示为本发明实施例所述的音乐演奏曲谱智能乐器的一种结构框图。

图3a显示为时间标尺变换前的曲谱匹配效果视图。

图3b显示为时间标尺变换后的曲谱匹配效果视图。

元件标号说明

200智能乐器

210信息采集模块

220存储器

230处理器

240显示模块

s101～s103步骤

s201～s206步骤

s301～s305步骤

s401～s404步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1a，本发明实施例提供一种音乐演奏曲谱匹配方法，所述音乐演奏曲谱匹配方法包括：

s101，采集预设时间段内的演奏信息，所述演奏信息包括用户弹奏电子音乐设备时的琴键或琴弦的弹奏顺序及时长。进一步，所述电子音乐设备是指具有midi输出端口的乐器或电子演奏设备。优选地，所述电子音乐设备包括但不限于：数码钢琴、电子琴(数码管风琴)、数码吉他等。

s102，识别所述预设时间段内的演奏信息，获取所述预设时间段内的演奏曲谱；所述演奏曲谱包括对应弹奏电子音乐设备的音级、音级时长及音级顺序。具体地，所述音级为乐音体系中每一个独立的音，所述乐音体系指在音乐中使用的有固定音高的音的总和，例如，钢琴的88个键中每一个键弹出的音对应一个音级。

s103，将所述演奏曲谱与预存的标准曲谱进行对比，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱。

于本发明的一实施例中，所述音乐演奏曲谱匹配方法还包括：实时显示所述标准曲谱中与当前的演奏曲谱对应的曲段及后续曲谱，并在所述曲段上实时提示演奏进度，并在所述曲段上实时提示演奏进度，当演奏进度到达所述标准曲谱曲谱当前页尾部时，自动翻页进入曲谱下一页。

请参阅图1b，所述步骤103中，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱的一种实现过程包括：

s201，以二维坐标系标识所述标准曲谱，y轴表示时间，x轴表示音级；在本发明一实施例中，所述二维坐标系y轴左侧标识标准曲谱，所述二维坐标系y轴右侧标识演奏曲谱。

s202，以所述二维坐标系标识所述预设时间段内的演奏曲谱。

s203，在所述二维坐标系中将所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱进行比对，获取所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱的曲谱匹配度。

s204，判断所述曲谱匹配度是否达到预设值；例如，预设值可设为50％，60％，70％，80％，90％，该预设值可以根据实际需要进行灵活设置，本发明的保护范围不限于该预设值的具体值。

s205，若是，则匹配成功，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱。例如：演奏曲谱与第一标准曲谱的匹配度达到预设值，则表示演奏曲谱演奏的是该第一标准曲谱，提取该第一标准曲谱即为选中该第一标准曲谱进行显示。

s206，否则，匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

于本发明的一实施例中，步骤s203在所述二维坐标系中将所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱进行比对的一种实现过程包括：

对所述二维坐标系的y轴进行时间标尺变换，变换过程包括：

将各音级的起始时刻做软索引化标尺变换，得出各音级的软索引值；所述音级的软索引值为：

其中，n表示第n个音级；interval(i)为第i个音级起始时刻与第i-1个音级起始时刻之差，interval(1)取值为0；i＝1，…，n；其中k为软索引基准时长，取一预设值；其中f(x)函数满足以下函数特征：x＝0时，相切于直线y＝x；x→∞时，趋近于直线y＝1；

例如，满足所述函数特征的f(x)函数包括：

或

f(x)＝x/(x+1)；或

f(x)＝((x+1)^m-1)/(x+1)^m(m为常数，m>＝1)；

该f(x)函数可以根据实际需要进行灵活设置，本发明的保护范围不限于该f(x)函数的具体公式。

计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度。

进一步，请参阅图1c，所述计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度的一种实现过程包括：

s301，在变换后的二维坐标系中，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的对应音级进行连线，获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线。

s302，设音级匹配线所对应的一对音级的软索引值之差为音级匹配线的偏移值，所述偏移值＝样本软索引－基准软索引。

s303，判断满足匹配条件的音级匹配线的数目是否大于预设阈值，所述匹配条件为：与相邻的音级匹配线的偏移值之差小于第一预设值；例如，预设阈值可设为5，10，15，,该预设阈值和第一预设值可以根据实际需要进行灵活设置，本发明的保护范围不限于该预设阈值和第一预设值的具体值。

s304，若是，则匹配成功，输出曲谱匹配度。

s305，否则，匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

进一步，所述音级匹配线的连线所标注的一对音级为演奏曲谱与标准曲谱对应的音级。

进一步，所述曲谱匹配度为音级匹配线的偏移值与邻近匹配成功的连线偏移值之差的绝对值小于第一预设值的音级匹配线条数占所有音级匹配线条数的百分比。

进一步，本发明实施例还提供另一种获取所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱的曲谱匹配度的实现过程，具体包括：在所述二维坐标系中，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的对应音级进行连线，获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线；设所述一系列音级匹配线与所述y轴的夹角与直角的差值为音级匹配角；若大于预设条数的音级匹配线的音级匹配角在第一预设范围内，则匹配成功，输出曲谱匹配度，否则匹配失败。若匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

本发明的保护范围不限于本发明列举的“获取所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱的曲谱匹配度”的具体实施例，凡是根据本发明的原理所做的变形方案均包括在本发明的保护范围内。

请参阅图1d，步骤s301中，获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线的一种实现过程包括：

s401，将所述演奏曲谱的音级序列与标准曲谱的音级序列进行比对，获取所述演奏曲谱的音级序列与所述标准曲谱的音级序列匹配度。

s402，判断所述音级序列匹配度是否达到第二预设值；优选地，第二预设值为70％。

s403，若是，匹配成功，则忽略演奏曲谱与标准曲谱中不符的音级，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的相符的音级连线；进一步，演奏曲谱与标准曲谱中不符的音级为错弹、少弹或多弹音级。

s404，否则，匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

例如，将所述演奏曲谱的音级序列与标准曲谱的音级序列进行比对的过程为：将所述演奏曲谱的音级顺序与标准曲谱的音级序列的第一个音级对齐，取同等长度的音级序列进行比对；若重合度达到第二预设值，则匹配成功，所述重合度为音级序列匹配度；否则匹配失败则与标准曲谱的音级序列的下一个音级对齐，取同等长度的音级序列进行匹配。

于本发明的一实施例中，所述音乐演奏曲谱匹配方法还包括：提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱时，提示选择继续当前进度演奏或从所述标准曲谱开头进行演奏，根据相应选择显示所述标准曲谱的对应部分。

本发明实施例还提供一种存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序；所述计算机程序被处理器调用时执行上述的音乐演奏曲谱匹配方法。

本发明所述的音乐演奏曲谱匹配方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。

本发明还提供一种音乐演奏曲谱智能乐器，所述音乐演奏曲谱智能乐器可以实现本发明所述的音乐演奏曲谱匹配方法，但本发明所述的音乐演奏曲谱匹配方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的音乐演奏曲谱智能乐器的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。

请参阅图2，为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种音乐演奏曲谱智能乐器，所述音乐演奏曲谱智能乐器200包括：一信息采集模块210，一存储器220，一处理器230，一显示模块240。

所述信息采集模块210采集用户演奏信息，包括用户弹奏电子音乐设备时的琴键或琴弦的弹奏顺序及时长；

所述存储器220存储标准曲谱；

所述处理器230与信息采集模块和存储器通信相连，识别所述预设时间段内的演奏信息，获取所述预设时间段内的演奏曲谱；所述演奏曲谱包括对应弹奏电子音乐设备的音级、音级时长及音级顺序；将所述演奏曲谱与预存的标准曲谱进行对比，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱；

所述显示模块240显示所述标准曲谱中与当前的演奏曲谱对应的曲段及后续曲谱，并在所述曲段上实时提示演奏进度。

于本发明的一实施例中，所述处理器提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱，其中：所述处理器以二维坐标系标识所述标准曲谱，所述处理器以二维坐标系标识所述标准曲谱，y轴表示时间，x轴表示音级；所述处理器以所述二维坐标系标识所述预设时间段内的演奏曲谱；所述处理器在所述二维坐标系中将所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱进行比对，获取所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱的曲谱匹配度；所述处理器判断所述曲谱匹配度是否达到预设值；若是，则匹配成功，提取与所述演奏曲谱的匹配度达到预设值的标准曲谱；否则，匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

于本发明的一实施例中，所述处理器在所述二维坐标系中将所述预设时间段内的演奏曲谱与所述标准曲谱进行比对的一种实现过程包括：

所述处理器对所述二维坐标系的y轴进行时间标尺变换，变换过程包括：

所述处理器将各音级的起始时刻做软索引化标尺变换，得出各音级的软索引值；所述音级的软索引值为：

其中，n表示第n个音级；interval(i)为第i个音级起始时刻与第i-1个音级起始时刻之差，interval(1)取值为0；i＝1，…，n；其中k为软索引基准时长，取一预设值；其中f(x)函数满足以下函数特征：x＝0时，相切于直线y＝x；x→∞时，趋近于直线y＝1；

所述处理器计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度。

于本发明的一实施例中，所述处理器计算变换后的演奏曲谱的软索引值序列与所述标准曲谱的软索引值序列的匹配度，其中：所述处理器在变换后的二维坐标系中，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的对应音级进行连线，获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线；设音级匹配线所对应的一对音级的软索引值之差为音级匹配线的偏移值，所述偏移值＝样本软索引－基准软索引；若满足匹配条件的音级匹配线的数目大于预设阈值，则匹配成功，输出曲谱匹配度，否则匹配失败；所述匹配条件为：与相邻的音级匹配线的偏移值之差的绝对值小于第一预设值；若匹配失败，则继续匹配下一标准曲谱。

于本发明的一实施例中，所述处理器获取所述预设时间段内的一系列音级匹配线，其中：所述处理器将所述演奏曲谱的音级序列与标准曲谱的音级序列进行比对，获取所述演奏曲谱的音级序列与所述标准曲谱的音级序列匹配度；若所述音级序列匹配度达到第二预设值，则匹配成功，否则匹配失败；若匹配成功，则所述处理器忽略演奏曲谱与标准曲谱中不对应的音级，将所述演奏曲谱的音级与所述标准曲谱的对应音级连线，获得所述音级匹配线；若匹配失败，则所述处理器继续匹配下一标准曲谱。

请参阅图3a，为本发明实施例中时间标尺变换前的曲谱匹配效果视图，所述曲谱匹配效果视图右侧标识演奏曲谱，左侧标识标准曲谱，标准曲谱中有长短不一的节奏变化，演奏者按正确顺序演奏了音级，但演奏曲谱中节奏与标准曲谱存在较大差异。

请参阅图3b，为本发明实施例中时间标尺变换后的曲谱匹配效果视图，所述曲谱匹配效果视图右侧标识演奏曲谱，左侧标识标准曲谱，时间标尺变换后的匹配效果视图消除了因节奏而产生的间隔长短差异，左右整齐对应。

如上所述，本发明的音乐演奏曲谱匹配方法及智能乐器，具有以下有益效果：本发明受演奏者的演奏速度与曲谱之间的差异程度及演奏者对节奏把握不精确程度的影响较小，降低了匹配运算过程中对演奏精确程度的要求，有利于音乐匹配运算的进行。

本发明解决了现有音乐信息匹配技术中受环境因素干扰较大、误码率高以及现有演奏曲谱跟随装置中需要用户操作实现曲谱半自动翻页、需要手动更换曲谱、用户体验感不佳等问题。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。