本發明涉及歌唱自動評價的，特別涉及一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法及終端。

背景技術：

1、近年來，國家愈加重視中小學生的素質教育，特別是音樂教育已被納入中小學生綜合素質考核，并占有一定比重。在音樂教育當中，為了讓學生更好地掌握基本樂理知識，音樂視唱練習成為了不可缺少的基礎環節，對音樂歌唱初學者的能力提升具有重要的作用。

2、在音樂教學的傳統方法中，視唱練習是指學生根據曲譜來進行歌唱。這一過程通常包括教師和學生反復執行的幾個步驟：

3、（1）教師利用自己的歌聲或鋼琴伴奏等方式，向學生演示正確演繹曲譜中每個音符的方法；

4、（2）在理解了每個音符如何發聲之后，學生嘗試朗唱曲譜，以供教師評估；

5、（3）基于學生的表現，教師將提供評價和建議，以協助學生改正發音上的錯誤。

6、在以上步驟中，步驟（2）和（3）往往需反復循環，直到學生能正確唱準曲譜每個音符為止。顯然，這種教育方式需要專業音樂教師進行現場指導才能完成，嚴重依賴于人工，過去很多學校和教育機構主要關注學生的文化課考試，對音樂等素質教育的重視不足。

7、盡管市場上有許多音樂輔助教育系統，但現有的計算機音樂歌唱評價系統大多以娛樂為主，主要關注用戶的娛樂體驗，而無法保證歌唱評分結果的準確性。因此，這些系統不適合用于中小學生的歌唱教育，特別是在考試中，因為不準確的評分系統會導致一定的不公平性。現有的計算機音樂歌唱評價系統，比較少考慮基于音符粒度的特征提取與評分方法，在進行音準評分的時候，一般只考慮音準發音是否正確，無法對學生的視唱情況進行細粒度評分。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題是：提供一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法及終端，能夠提高音準評分準確性，并減少人工評分成本。

2、為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

3、一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，包括步驟：

4、s1、獲取自動視唱的視唱音頻，通過音符分割網絡對所述視唱音頻進行分割，根據音符分割結果提取視唱音符序列；

5、s2、將所述視唱音符序列和曲譜音符序列進行音高信息擴充、對齊，計算序列相似度；

6、s3、提取所述視唱音頻的多維聲學特征；

7、s4、根據計算得到的多個序列相似度計算音頻總體相似度，通過將所述多維聲學特征進行訓練計算得到音頻音準分，根據所述音頻音準分和所述音頻總體相似度的比例數值，調整所述序列相似度，以得到每個音符分割結果的得分。

8、為了解決上述技術問題，本發明采用的另一種技術方案為：

9、一種面向音符粒度的自動視唱音準評分終端，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法的各個步驟。

10、本發明的有益效果在于：對視唱音頻進行音符分割后，根據音符分割結果提取視唱音符序列，通過將視唱音符序列和曲譜音符序列進行音高擴充和對齊，并計算序列相似度，能夠提高相似度計算的魯棒性；通過多維聲學特征的提取，能夠提高分析全面性；進而根據計算得到的多個序列相似度計算音頻總體相似度，通過將多維聲學特征進行訓練計算得到音頻音準分，根據音頻音準分和音頻總體相似度的比例數值，調整序列相似度，以得到每個音符分割結果的得分。演唱是與已經對齊的曲譜做比較，所以本方法的評分方法同樣適用于演唱場景。以此方式，將音準評分細化到音符粒度，提高音準評分準確性，并減少人工評分成本。

技術特征：

1.一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，包括步驟：

2.根據權利要求1所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，通過音符分割網絡對所述視唱音頻進行分割，根據音符分割結果提取視唱音符序列，包括：

3.根據權利要求2所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，將所述視唱音頻輸入所述音符分割網絡，以輸出所述視唱音頻的音符起始時間點和音符結束時間點，得到音符分割結果，根據所述音符分割結果提取視唱音符序列，包括：

4.根據權利要求1所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，步驟s2包括：

5.根據權利要求4所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，使用相似度計算規則處理所述差分序列，得到序列相似度，包括：

6.根據權利要求4所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，計算序列相似度，還包括：

7.根據權利要求1所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，所述視唱音頻的多維聲學特征包括：音高序列js散度、均方根能量、音高直方圖偏度、過零率、音色清晰度、音高序列dtw距離、音高值聚類評估、高音數量統計以及音色厚度中至少兩種。

8.根據權利要求1所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，根據計算得到的多個序列相似度計算音頻總體相似度，包括：

9.根據權利要求6所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法，其特征在于，通過將所述多維聲學特征進行訓練計算得到音頻音準分，包括：

10.一種面向音符粒度的自動視唱音準評分終端，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至9任一項所述的一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法的各個步驟。

技術總結
本發明公開了一種面向音符粒度的自動視唱音準評分方法及終端，對視唱音頻進行音符分割后，根據音符分割結果提取視唱音符序列，通過將視唱音符序列和曲譜音符序列進行音高擴充和對齊，并計算序列相似度，能夠提高相似度計算的魯棒性；通過多維聲學特征的提取，能夠提高分析全面性；進而根據計算得到的多個序列相似度計算音頻總體相似度，通過將多維聲學特征進行訓練計算得到音頻音準分，根據音頻音準分和音頻總體相似度的比例數值，調整序列相似度，以得到每個音符分割結果的得分。演唱是與已經對齊的曲譜做比較，所以本方法的評分方法同樣適用于演唱場景。以此方式，將音準評分細化到音符粒度，提高音準評分準確性，并減少人工評分成本。

技術研發人員：吳清強,曾祥健,任樂,黃澤斌,黃仙壽
受保護的技術使用者：福建小知大數信息科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/6