一种基于音律识别的乐器节奏分析系统

本发明涉及一种乐器节奏分析系统，特别涉及一种基于音律识别的乐器节奏分析系统。

背景技术：

1、通常意义上讲，节奏就是音乐中交替出现的有规律的强弱、长短的现象。当人随着音乐用手打拍子的时候，其实就是一个节奏提取的过程。但是，和人类简单的打拍子过程相比，计算机还很难做到准确无误地提取音乐的节奏。目前在智能节奏检测领域，有很多研究者提出了多种算法。其中大部分算法都是基于个人计算机或大型计算机处理系统，这些机器具有丰富的硬件资源，具备处理大量数据的能力，所以在节奏感知方面都有较高的检测精度：

2、乐器节奏在演奏练习的过程中，节奏音律的把握一般是通过人为听力去解决演奏过程中的一些问题，但是为了更好的演奏效果因此亟需一种基于音律识别的乐器节奏分析系统。

3、需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，

2、为实现上述目的，本发明提出了一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，包括音乐提取器、音律预处理模块、信号缓冲放大模块、v/f转换模块、程控增益模块、音律特征提取模块、干扰消除模块、控制信号产生模块、音律特征对比模块、音乐节奏输出模块、音乐数据储存模块、音频能量输出模块、音乐数据相似鉴定模块和音乐对比结果输出模块；

3、其特征在于：所述音乐提取器与音律预处理模块电性连接，所述音律预处理模块与信号缓冲放大模块电性连接，所述信号缓冲放大模块与v/f转换模块电性连接，所述v/f转换模块与程控增益模块和音律特征提取模块电性连接，所述音律特征提取模块与干扰消除模块电性连接，所述干扰消除模块与控制信号产生模块电性连接，所述控制信号产生模块与音律特征对比模块电性连接，所述音律特征对比模块与音乐节奏输出模块电性连接，所述音律特征对比模块与音乐数据储存模块电性连接，所述音乐数据储存模块与音乐数据相似鉴定模块电性连接，所述程控增益模块与音频能量输出模块电性连接，所述音频能量输出模块与音乐数据相似鉴定模块电性连接，所述音乐数据相似鉴定模块与音乐对比结果输出模块电性连接。

4、在一个示例中，所述音乐提取器在特征提取和音色识别中需要对其进行静音处理，切掉静音的过程是根据能量和过零率。

5、在一个示例中，所述音律特征提取模块需要提取不同器乐在不同音高上的频率特征，忽略在弹奏过程中音节所发出响度的不同，而把重点放在音色的频域特征中，音乐信号采用傅立叶变换进行频率分析，将器乐特征用频率特征来表示。

6、在一个示例中，所述音律特征提取的乐器时域特征的提取需要取一段数字帧进行分析，检测颊谱特征，通过较低的频率来代表主要频率的分辨能力，首先利用人耳的感知特性，在乐音的频谱范围内设置若干个带通滤波器，每个滤波器具有三角形或正弦形滤波特性，然后在特征矢量中纳入能量信息，计算相应滤波器组的信号能量：

7、设乐器模型系统函数为：

8、且信号的实倒谱为：

9、

10、在一个示例中，所述v/f转换模块系统采用mcu对音乐信号进行节拍和能量提取，mcu只能处理数字信号，而原始音乐信号是模拟信号，需要对经过缓冲放大的音频信号进行模数转换，将该模拟信号各个固定周期内的平均能量用数字量表示。

11、在一个示例中，所述时间上连续的模拟信号转换为时间离散的数字信号，经过采样、保持。

12、通过本发明提出的一种基于音律识别的乐器节奏分析系统能够带来如下

13、有益效果：

14、本发明通过设置的音乐提取器、音律预处理模块、信号缓冲放大模块、v/f转换模块、程控增益模块、音律特征提取模块、干扰消除模块、控制信号产生模块、音律特征对比模块、音乐节奏输出模块、音乐数据储存模块、音频能量输出模块、音乐数据相似鉴定模块和音乐对比结果输出模块，能够快速对演奏的音律进行识别以及分析，通过该系统，能够快速的对演奏中出现的节奏问题进行及时的纠正，让演奏者能够在演奏练习的过程中，即时的进行纠错，然后增加演奏的效果。

技术特征：

1.一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，包括音乐提取器、音律预处理模块、信号缓冲放大模块、v/f转换模块、程控增益模块、音律特征提取模块、干扰消除模块、控制信号产生模块、音律特征对比模块、音乐节奏输出模块、音乐数据储存模块、音频能量输出模块、音乐数据相似鉴定模块和音乐对比结果输出模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，其特征在于：所述音乐提取器在特征提取和音色识别中需要对其进行静音处理，切掉静音的过程是根据能量和过零率。

3.根据权利要求1所述的一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，其特征在于：所述音律特征提取模块需要提取不同器乐在不同音高上的频率特征，忽略在弹奏过程中音节所发出响度的不同，而把重点放在音色的频域特征中，音乐信号采用傅立叶变换进行频率分析，将器乐特征用频率特征来表示。

4.根据权利要求3所述的一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，其特征在于：所述音律特征提取的乐器时域特征的提取需要取一段数字帧进行分析，检测颊谱特征，通过较低的频率来代表主要频率的分辨能力，首先利用人耳的感知特性，在乐音的频谱范围内设置若干个带通滤波器，每个滤波器具有三角形或正弦形滤波特性，然后在特征矢量中纳入能量信息，计算相应滤波器组的信号能量：

5.根据权利要求1所述的一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，其特征在于：所述v/f转换模块系统采用mcu对音乐信号进行节拍和能量提取，mcu只能处理数字信号，而原始音乐信号是模拟信号，需要对经过缓冲放大的音频信号进行模数转换，将该模拟信号各个固定周期内的平均能量用数字量表示。

6.根据权利要求5所述的一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，其特征在于：所述时间上连续的模拟信号转换为时间离散的数字信号，经过采样、保持。

技术总结本发明公开了一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，音乐提取器、音律预处理模块、信号缓冲放大模块、V/F转换模块、程控增益模块、音律特征提取模块、干扰消除模块、控制信号产生模块、音律特征对比模块、音乐节奏输出模块、音乐数据储存模块、音频能量输出模块、音乐数据相似鉴定模块和音乐对比结果输出模块，本发明一种基于音律识别的乐器节奏分析系统，能够快速对演奏的音律进行识别以及分析，通过该系统，能够快速的对演奏中出现的节奏问题进行及时的纠正，让演奏者能够在演奏练习的过程中，即时的进行纠错，然后增加演奏的效果。技术研发人员：刘琳,张春霞,赵丽红受保护的技术使用者：烟台工程职业技术学院（烟台市技师学院）技术研发日：技术公布日：2024/3/21