專利名稱：聲音－語調(diào)校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法。
它尤其涉及一種供實(shí)驗(yàn)對(duì)象使用的語言學(xué)習(xí)口語練習(xí)方法、練歌方法。
本發(fā)明通常涉及一種可通過改變?nèi)苏f話時(shí)的聲音信息，以校正說話人傳送的聲頻信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
所述方法基于一已知原理，根據(jù)所述原理，實(shí)驗(yàn)對(duì)象的發(fā)音，即其發(fā)送的聲音，根據(jù)所述同一實(shí)驗(yàn)對(duì)象的聽覺器官，即其所接收的聲音信息，被極大改變了。
尤其在口語教學(xué)和實(shí)踐的特殊領(lǐng)域內(nèi)，已知可使用一些儀器，其中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)出的聲頻信號(hào)經(jīng)過實(shí)時(shí)處理后，復(fù)原在實(shí)驗(yàn)對(duì)象的聽覺器官中。
所述方法尤其在文件WO92/14229中被描述過。
所述文件描述了一種裝置，在所述裝置中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)送的聲頻信號(hào)，根據(jù)需學(xué)習(xí)的外語的特征及所述語言的諧波內(nèi)容，通過處理后被校正。所述校正聲頻信號(hào)由一震動(dòng)信號(hào)、通常為一聲頻信號(hào)，實(shí)時(shí)發(fā)送給實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以校正實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)出的聲頻信號(hào)。
但在所述文件中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)出的聲頻信號(hào)，根據(jù)需學(xué)習(xí)的語言的通頻帶，尤其根據(jù)所述頻帶的包絡(luò)線，已預(yù)先處理過。
事實(shí)上，信號(hào)處理電路包括一多頻均衡器，所述均衡器根據(jù)所需學(xué)習(xí)的語言、尤其根據(jù)所述語言的通頻帶及所述通頻帶的輪廓，即所述通頻帶的包絡(luò)線，以預(yù)定方式被調(diào)節(jié)。實(shí)際上，均衡器由在不同頻率上調(diào)節(jié)的多個(gè)連續(xù)濾波器構(gòu)成。
因此，可根據(jù)需學(xué)習(xí)語言的特征，預(yù)先設(shè)置所述均衡器的頻率參數(shù)。
同樣，所述文件描述了對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)出的聲頻信號(hào)的二次處理，其中，調(diào)節(jié)參數(shù)根據(jù)所接收發(fā)音的聲音震動(dòng)的泛音內(nèi)容及需學(xué)習(xí)語言的相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行設(shè)置。
此時(shí)，根據(jù)來自實(shí)驗(yàn)對(duì)象的有效發(fā)音的處理信號(hào)和所述語言的預(yù)設(shè)特征之差，設(shè)置多頻均衡器的參數(shù)。
因此，所述文件描述了產(chǎn)生代表實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)音的第一信號(hào)、第二信號(hào)及第三信號(hào)，所述第二信號(hào)相對(duì)于第一信號(hào)已根據(jù)需學(xué)習(xí)語言的通頻帶、尤其根據(jù)所述語言的包絡(luò)線以預(yù)定方式被校正，所述第三信號(hào)根據(jù)發(fā)音的有效諧波內(nèi)容及所述語言特征被校準(zhǔn)，因而不同于第一信號(hào)。
然后，有選擇地把所述信號(hào)復(fù)原給實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
以前技術(shù)的所述系統(tǒng)存在的不足在于使用的是一預(yù)設(shè)置參數(shù)，未考慮實(shí)驗(yàn)對(duì)象的發(fā)音聲頻信號(hào)類型。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于改進(jìn)目前的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，以簡(jiǎn)化使用，并擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。
為此，本發(fā)明提出了一種聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)送的聲頻信號(hào)經(jīng)實(shí)時(shí)處理后，復(fù)原在實(shí)驗(yàn)對(duì)象的聽覺器官中，其特征在于它包括以下步驟——獲取需模仿的聲音范例；——分析所述聲頻信號(hào)范例的頻譜；——獲取實(shí)驗(yàn)對(duì)象的模仿聲頻信號(hào)；——對(duì)模仿的聲頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析；——比較聲頻信號(hào)范例的頻譜和模仿的聲頻信號(hào)的頻譜；——根據(jù)所述比較的結(jié)果，校正所述模仿的聲頻信號(hào)；——向?qū)嶒?yàn)對(duì)象的聽覺器官?gòu)?fù)原糾正后的聲頻信號(hào)。
本發(fā)明的目的在于根據(jù)分析模仿聲頻信號(hào)和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的模仿聲頻信號(hào)的頻率內(nèi)容，通過實(shí)時(shí)改變其發(fā)音的諧波內(nèi)容及根據(jù)頻率分析復(fù)原所述校正信號(hào)，可校正語調(diào)。
因此，所述校準(zhǔn)方法通過與預(yù)錄聲頻信號(hào)范例的比較，可實(shí)時(shí)增加或刪減模仿聲頻信號(hào)內(nèi)的不同頻率強(qiáng)度。
所述校準(zhǔn)方法可使實(shí)驗(yàn)對(duì)象根據(jù)待模仿聲頻信號(hào)，相當(dāng)準(zhǔn)確地模仿各類聲音。因此，它不僅可應(yīng)用在對(duì)外語學(xué)習(xí)的口語練習(xí)中——其中，可模仿由母語國(guó)家的人讀的系列詞句，還可應(yīng)用在練歌如卡拉OK內(nèi)——其中，練習(xí)唱歌時(shí)，可模仿再現(xiàn)歌手唱的音調(diào)。
根據(jù)本發(fā)明的最佳特征，所述聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法還包括以下步驟——測(cè)量實(shí)驗(yàn)對(duì)象模仿的聲頻信號(hào)的力度；——測(cè)量糾正后的聲頻信號(hào)的力度；——比較模仿的聲頻信號(hào)和糾正后的聲頻信號(hào)的力度；及——在將已糾正的聲頻信號(hào)向?qū)嶒?yàn)對(duì)象的聽覺器官?gòu)?fù)原前，根據(jù)所述比較結(jié)果校正已糾正的聲頻信號(hào)的力度。
因此，可根據(jù)模仿聲頻信號(hào)，調(diào)節(jié)校正信號(hào)的總包絡(luò)線，以避免復(fù)原給實(shí)驗(yàn)對(duì)象的信號(hào)力度與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的發(fā)音聲頻信號(hào)差距太大。
根據(jù)本發(fā)明的最佳特征，所述校準(zhǔn)方法還包括存儲(chǔ)模仿聲頻信號(hào)范例的頻譜分析的步驟。
因此，當(dāng)模仿聲頻信號(hào)被實(shí)驗(yàn)對(duì)象以不同方式重復(fù)時(shí)，可使用聲頻信號(hào)范例的頻譜分析，以實(shí)施聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法。
尤其事實(shí)上，特別在練習(xí)口語時(shí)，獲取實(shí)驗(yàn)對(duì)象的模仿聲頻信號(hào)步驟前，聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法包括把模仿聲頻信號(hào)發(fā)送到實(shí)驗(yàn)對(duì)象聽覺器官的步驟。
實(shí)驗(yàn)對(duì)象模仿前聽到模仿信號(hào)，還有利于對(duì)口語練習(xí)的學(xué)習(xí)，并在讀詞句時(shí)，校正其語調(diào)。
根據(jù)所述聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法的第一實(shí)施方式，本發(fā)明涉及一種口語練習(xí)獲取方法，其中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)送的聲頻信號(hào)，經(jīng)實(shí)時(shí)處理后，還原到實(shí)驗(yàn)對(duì)象的聽覺器官中。所述獲取方法實(shí)施了根據(jù)本發(fā)明的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法。
另外，本發(fā)明在第二類應(yīng)用中，還涉及練歌者練習(xí)唱歌的方法，其中，練歌者發(fā)送的聲頻信號(hào)經(jīng)實(shí)時(shí)處理后，還原在實(shí)驗(yàn)對(duì)象的聽覺器官內(nèi)。所述練唱方法也實(shí)施了根據(jù)本發(fā)明的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法。
最后，本發(fā)明還涉及一固定或可移動(dòng)式信息存儲(chǔ)裝置，所述裝置包括軟件編碼部分，所述編碼部分可實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法、口語練習(xí)獲取方法或練歌方法。
本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點(diǎn)將在后文中、參照附圖所作描述中體現(xiàn)出來。
附圖以非限制性方式示出了幾例實(shí)施方式。附圖中——圖1所示算法圖示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的一聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法；——圖2a、2b和2c簡(jiǎn)略示出了圖1或圖5所示聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法的各步驟；——圖3所示算法示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的口語練習(xí)學(xué)習(xí)方法；——圖4所示算法示出了圖3至圖6中所實(shí)施的一校準(zhǔn)步驟；——圖5所示算法示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法；——圖6所示算法示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的歌曲執(zhí)行方法；——圖7所示的信息方框簡(jiǎn)圖，示出了可實(shí)施本發(fā)明的一臺(tái)計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式
首先參照?qǐng)D1，描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法。
在所述實(shí)施例中，所述聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法可用在口語練習(xí)采集方法中。
它基于這一事實(shí)各語言使用具有特有強(qiáng)度的一個(gè)或多個(gè)頻譜帶。因此，所有人的耳朵都習(xí)慣于接收其母語特有的頻譜場(chǎng)。而聲音只是重復(fù)耳朵聽到的，這樣，若耳朵不習(xí)慣一門需學(xué)習(xí)的新語言的特殊頻譜場(chǎng)時(shí)，則人也很難正確發(fā)音。
因此，根據(jù)本發(fā)明的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，以聽說方式訓(xùn)練耳朵，使其熟悉需學(xué)習(xí)語言的特殊頻譜場(chǎng)。
首先，所述方法包括需模仿的聲頻信號(hào)范例獲取步驟E10。
若為外語時(shí)，所述聲頻信號(hào)為母語國(guó)家的人說的單個(gè)詞或一組詞。
所述范例獲取最好從一計(jì)算機(jī)文件中執(zhí)行，所述文件內(nèi)保存有不同的聲頻信號(hào)范例。
所述聲音文件F可保存在計(jì)算機(jī)硬盤或任何其它計(jì)算機(jī)媒介如CD-ROM、存儲(chǔ)卡中，……也可通過通信網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)遠(yuǎn)程下載。
然后在頻譜分析步驟E11，分析所述需模仿聲頻信號(hào)。
在所述分析步驟E11中，測(cè)量各被分析頻帶的強(qiáng)度。
圖2a所示實(shí)施例中示出了所述頻譜分析的結(jié)果。因此，所述分析步驟E11可用來分析30至10 000赫茲的可聽頻率范圍內(nèi)的一系列頻帶。
所述一系列頻帶對(duì)應(yīng)頻率范圍的劃分。
事實(shí)上，頻率范圍可劃分為至少50個(gè)頻帶，最好至少劃分為160個(gè)頻帶，以能對(duì)聲頻信號(hào)進(jìn)行足夠精確分析。
圖2a示出的是在頻率范圍50至1 500赫茲的劃分。
因此，對(duì)各頻帶來說，可了解需模仿聲頻信號(hào)中的所述頻帶的強(qiáng)度，單位分貝。
在所述第一實(shí)施方式中，所述頻譜分析的結(jié)果，即在所述實(shí)施例中，如圖2a所示的分析在存儲(chǔ)步驟E12保存在一文件中。
聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，還包括實(shí)驗(yàn)對(duì)象S的模仿聲頻信號(hào)獲取步驟E13。在所述獲取步驟E13中，模仿聲頻信號(hào)例如通過麥克風(fēng)，從實(shí)驗(yàn)對(duì)象S發(fā)送的聲頻信號(hào)中采集而得。
在所述實(shí)施方式中，首先分析模仿聲頻信號(hào)，以在測(cè)量步驟E14測(cè)量其力度。
因此，從所述測(cè)量步驟E14中可了解模仿聲頻信號(hào)的總包絡(luò)線。
然后根據(jù)本發(fā)明，對(duì)模仿聲頻信號(hào)實(shí)施頻譜分析步驟E15。
所述頻譜分析步驟E15與前面對(duì)需模仿聲頻信號(hào)所實(shí)施的分析步驟類似，可在系列頻帶上分析實(shí)驗(yàn)對(duì)象S接收到的聲頻信號(hào)的強(qiáng)度。
因此，如圖2b所示，可獲得在頻帶范圍30至10 000赫茲之間的各頻帶上的信號(hào)強(qiáng)度。
圖2b示出了所述頻譜在頻率范圍50至1 500赫茲之間的一實(shí)施例。
頻帶劃分與需模仿聲頻信號(hào)的頻譜分析步驟E11中所使用的相似。
然后實(shí)施比較步驟E16，以比較聲頻信號(hào)范例與模仿聲頻信號(hào)的頻譜。
如圖2c所示，所述比較的結(jié)果可用于在計(jì)算步驟E17計(jì)算模仿聲頻信號(hào)的頻譜變化。
如圖2c所示，把模仿聲頻信號(hào)的各頻帶，一個(gè)個(gè)地和需模仿聲頻信號(hào)的各頻帶進(jìn)行比較、校正，以使模仿聲頻信號(hào)的強(qiáng)度值和需模仿范例的一樣。
事實(shí)上，從中可推算出對(duì)各頻帶的增加或刪減校正。
因此，所述計(jì)算步驟可確定相對(duì)于聲頻信號(hào)范例，需對(duì)各頻帶的增加或刪減校正。
在模仿聲頻信號(hào)校正步驟E18，使用所述計(jì)算的結(jié)果。事實(shí)上，可設(shè)置力度多頻帶均衡器的參數(shù)，使模仿聲頻信號(hào)的頻域等于獲取的聲頻信號(hào)范例的頻域。
通過各頻帶的增益自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，可設(shè)置參數(shù)。
在所述最佳實(shí)施方式中，校正步驟E18后，再測(cè)量校正聲頻信號(hào)的力度，以在比較步驟E19中，比較模仿聲頻信號(hào)和校正聲頻信號(hào)的力度。
計(jì)算步驟E20可確定信號(hào)的力度變化。所述計(jì)算的結(jié)果可應(yīng)用在校正聲頻信號(hào)的力度校正步驟E21中。
事實(shí)上，利用計(jì)算步驟E20時(shí)獲得的計(jì)算結(jié)果，可設(shè)置可變?cè)鲆娣糯笃鞯膮?shù)，所述放大器可校正信號(hào)的力度。
通過總增益自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，可設(shè)置參數(shù)。
校準(zhǔn)方法還包括發(fā)送步驟E22，所述步驟可在實(shí)驗(yàn)對(duì)象S的聽覺器官中還原所述校正聲頻信號(hào)。
所述發(fā)送通常由放大器實(shí)施，所述放大器的輸出端連接一耳機(jī)。
所述放大器可有選擇地使實(shí)驗(yàn)對(duì)象S聽到經(jīng)上述處理后的模仿聲頻信號(hào)，或聽到獲取步驟E10時(shí)獲取的聲頻信號(hào)范例。
因此，發(fā)送需模仿聲頻信號(hào)到實(shí)驗(yàn)對(duì)象S聽覺器官的步驟，最好在獲取實(shí)驗(yàn)對(duì)象S的模仿聲頻信號(hào)步驟E13之前實(shí)施。
最好，修改步驟E23可根據(jù)需學(xué)習(xí)語言的表示參數(shù)，修改需模仿聲頻信號(hào)范例。
事實(shí)上，需模仿聲頻信號(hào)通過預(yù)定多頻帶圖像均衡器，即根據(jù)所選語言設(shè)置參數(shù)，以強(qiáng)調(diào)所述語言的特殊頻帶。
這樣，實(shí)驗(yàn)對(duì)象S能更好接收其耳朵通常不敏感的頻率范圍。
另外，為方便學(xué)習(xí)，尤其方便實(shí)驗(yàn)對(duì)象S重復(fù)需模仿聲頻信號(hào)，當(dāng)所述聲頻信號(hào)為一個(gè)文本時(shí)，所述方法最好包括文本顯示步驟E24，例如通過連接計(jì)算機(jī)的一顯示屏。
現(xiàn)參照?qǐng)D3，描述口語練習(xí)的獲取方法，所述方法實(shí)施了圖1所示的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法。
因此，所述口語練習(xí)獲取方法可糾正實(shí)驗(yàn)對(duì)象S對(duì)所學(xué)語言的發(fā)音。
首先，如圖3所示的所述獲取方法包括校正步驟E30。
所述校正步驟如圖4所示。
根據(jù)其總原理，所述校正步驟可在開始使用前，通過比較實(shí)驗(yàn)對(duì)象S發(fā)音級(jí)和預(yù)錄的例子，自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)聲卡的輸入電平。
所述校正可使學(xué)生自己根據(jù)口語練習(xí)獲取方法學(xué)習(xí)，避免聲音的輸入音量太小或太大，這可能干擾所述方法的良好運(yùn)行。
為此，所述校正步驟包括測(cè)試步驟E41，在所述步驟中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象可決定是否實(shí)施所述校正。尤其當(dāng)計(jì)算機(jī)和其相連的聲卡由同一實(shí)驗(yàn)對(duì)象使用時(shí)，可無需所述校正步驟。
若需校正，示例步驟E42可發(fā)出一參考聲頻信號(hào)。
顯示步驟E43可顯示對(duì)應(yīng)于示例步驟E42產(chǎn)生的聲頻信號(hào)的文本內(nèi)容。
實(shí)驗(yàn)對(duì)象再重復(fù)例子的聲頻信號(hào)，其發(fā)音在錄制步驟E44時(shí)被錄存下來。
實(shí)施比較步驟E45，所述步驟中，比較例子的聲頻信號(hào)和實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)出的聲頻信號(hào)的總強(qiáng)度，以在計(jì)算步驟E46中計(jì)算兩個(gè)聲頻信號(hào)之間的強(qiáng)度級(jí)之差。
調(diào)節(jié)步驟E47還可調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)聲卡的輸入增益。
如圖3所示，實(shí)施所述校正步驟后，加載步驟E31可加載軟件，所述軟件包括口語練習(xí)獲取方法的編碼。
在所述實(shí)施方式中，同一軟件可用于不同語言。
當(dāng)然，不同外語也可用不同軟件。
在所述實(shí)施方式中，在選擇步驟E32時(shí)，可選擇所需學(xué)習(xí)的語言。
所述選擇步驟E32可把和所述語言相關(guān)的所有參數(shù)加載在計(jì)算機(jī)中。
所述參數(shù)尤其包括需學(xué)習(xí)的語言特有的一個(gè)或多個(gè)頻譜。
在第二選擇步驟E33中，還可選擇一門特殊課程。
事實(shí)上，可為每門語言設(shè)置幾課，所述每一課包括預(yù)錄好的一定數(shù)量的詞句。
所述各課可根據(jù)語言的難度、或按各語言特有的不同語言現(xiàn)象分類。
事實(shí)上，可以傳統(tǒng)方式，把參數(shù)及課程加載到計(jì)算機(jī)的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“Random Access Memory”RAM)。
獲取方法還包括發(fā)送需重復(fù)的詞、句的步驟E34。
所述詞句發(fā)送步驟對(duì)應(yīng)于圖1所示的獲取步驟E10及頻譜修改步驟E23。
在所述發(fā)送步驟E34中，放大器的有源輸入對(duì)應(yīng)于聲音文件F中保存的聲音。
因此，所述發(fā)送步驟E34可使實(shí)驗(yàn)對(duì)象聽到需模仿的聲頻信號(hào)，所述聲頻信號(hào)對(duì)應(yīng)于需學(xué)習(xí)語言的母語國(guó)家人朗讀的文本的詞句。
同時(shí)實(shí)施圖1所示的分析步驟E11和頻譜分析存儲(chǔ)步驟E12。
為便于保存實(shí)驗(yàn)對(duì)象需重復(fù)的詞句，對(duì)應(yīng)于圖1所示顯示步驟E24的顯示步驟E35，與語句發(fā)送步驟E34同時(shí)實(shí)施。
之后，獲取方法還包括記時(shí)步驟E36，其中，實(shí)施圖1所示的步驟E13至E22。
因此，在所述記時(shí)過程中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象重復(fù)需模仿聲頻信號(hào)，所述信號(hào)如前所述已校正過，并實(shí)時(shí)在實(shí)驗(yàn)對(duì)象耳內(nèi)還原，這樣，所述實(shí)驗(yàn)對(duì)象會(huì)不自覺地、自發(fā)糾正其發(fā)音。
所述記時(shí)步驟E36的時(shí)間長(zhǎng)度約為需模仿聲頻信號(hào)的時(shí)間加上數(shù)秒以允許實(shí)驗(yàn)對(duì)象模仿詞句。
所述記時(shí)時(shí)間長(zhǎng)度極可能例如已被實(shí)驗(yàn)對(duì)象調(diào)整過，所述實(shí)驗(yàn)對(duì)象希望更長(zhǎng)或更短時(shí)間重復(fù)不同詞句。
課的學(xué)習(xí)進(jìn)度，即需重復(fù)的詞及已重復(fù)的詞可自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)節(jié)。
在所述實(shí)施方式中，測(cè)試步驟E37可詢問實(shí)驗(yàn)對(duì)象是否需再次學(xué)習(xí)同一句或詞。
若需重復(fù)學(xué)習(xí)，則對(duì)同一聲頻信號(hào)再次實(shí)施發(fā)送步驟E34、顯示步驟E35和記時(shí)步驟E36。
若無需重復(fù)，則第二測(cè)試步驟E38詢問實(shí)驗(yàn)對(duì)象是否希望繼續(xù)學(xué)習(xí)下一詞句。
若選是，則對(duì)當(dāng)前課中預(yù)錄的下一詞句實(shí)施發(fā)送步驟E34、顯示步驟E35和記時(shí)步驟E36。
反之，則結(jié)束課程的學(xué)習(xí)。
因此，可反復(fù)重復(fù)多組詞句，根據(jù)需要學(xué)習(xí)每課中的某些部分。
經(jīng)過一定數(shù)量的練習(xí)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象的耳朵已習(xí)慣接收其聽到的語言、識(shí)別新的頻率范圍，變成熟悉的了。因此，還可不斷改變實(shí)驗(yàn)對(duì)象的發(fā)音。
現(xiàn)描述圖5、6所示的一種類似的練歌方法。
在所述實(shí)施方式中，聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法可改變練歌者的音調(diào)，使其唱歌方式最貼近預(yù)錄的歌手演唱方式。
因此，它可使練歌者以歌手的方式演唱，例如可應(yīng)用在卡拉OK系統(tǒng)中。
首先參照?qǐng)D5，描述根據(jù)本發(fā)明的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，所述方法和圖1所示的口語練習(xí)獲取方法類似。
在所述實(shí)施方式中，聲音文件F中可保存一首或多首歌。事實(shí)上，每首歌有3個(gè)聲音文件，一文件只保存歌手聲音，另一文件保存配樂，第三個(gè)文件保存歌詞。
和前面一樣，所述聲音文件可保存在計(jì)算機(jī)硬盤或其它任何計(jì)算機(jī)媒介(cd-ROM，存儲(chǔ)卡……)上，也可通過通信網(wǎng)絡(luò)如因特網(wǎng)下載。
和圖1所示的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法(其中，一方面，范例獲取步驟E10及所述范例頻譜分析步驟E11，另一方面，錄音步驟E13和模仿聲頻信號(hào)的頻譜分析步驟E13，輪流實(shí)施，因此，必段有需模仿聲頻信號(hào)的頻譜分析的存儲(chǔ)步驟E12，以在后面進(jìn)程中實(shí)施比較)的不同的是，此處，對(duì)應(yīng)歌手的歌聲的需模仿聲頻信號(hào)獲取步驟E50，和練歌者S的模仿聲頻信號(hào)錄音步驟E53同時(shí)實(shí)施。
和前面一樣，對(duì)需模仿聲頻信號(hào)和已模仿聲頻信號(hào)分別實(shí)施頻譜分析步驟E51、E55，其結(jié)果提供給比較器的輸入端，以實(shí)施頻譜比較步驟E56。
所述比較步驟E56后，為計(jì)算步驟E57，所述計(jì)算步驟可根據(jù)保存的范例，計(jì)算需對(duì)模仿聲頻信號(hào)的修改。
所述比較、計(jì)算步驟與圖2a、2b、2c中所示的類似。
為進(jìn)一步分析頻譜，頻率范圍最好劃分為至少160個(gè)頻帶。
因此，所計(jì)算的修改由各頻帶的增益自動(dòng)調(diào)節(jié)控制實(shí)施，以在校正步驟E58修改模仿的聲頻信號(hào)。
和前面一樣，所述校正可由一力度調(diào)節(jié)圖形均衡器實(shí)施，所述均衡器可一個(gè)頻帶一個(gè)頻帶地調(diào)節(jié)模仿聲頻信號(hào)，使其最大程度接近獲取的范例。
在校正信號(hào)復(fù)原給練歌者前，和前面一樣，需實(shí)施包絡(luò)線修改步驟E61。
事實(shí)上，對(duì)錄音步驟E53中錄下的聲頻信號(hào)的力度分析步驟E54，可了解信號(hào)的總強(qiáng)度。比較步驟E59比較所述錄音聲頻信號(hào)的力度和校正步驟E58時(shí)的校正聲頻信號(hào)的力度。
計(jì)算步驟E60可計(jì)算對(duì)校正聲頻信號(hào)實(shí)施的修改。所述修改由各頻帶的總增益自動(dòng)調(diào)節(jié)控制實(shí)施，以在校正步驟E61時(shí)，修改校正的聲頻信號(hào)。所述包絡(luò)線修改由一可變?cè)鲆娣糯笃鲗?shí)施。
因此，所述校正信號(hào)在發(fā)送給練歌者的步驟E62中通過放大器復(fù)原給練歌者。
因此，在所述聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法中，放大器既在輸入端接收校正聲頻信號(hào)，同時(shí)從聲音文件F中接收獲取步驟E63中采集的配樂信號(hào)。
因此，練歌者既聽到樂曲，又聽到他的通過所述處理校正過的聲音。
為方便練歌，顯示步驟E64可同時(shí)以滾動(dòng)方式顯示歌詞。
事實(shí)上，如圖6所示，所述聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，可應(yīng)用在一更復(fù)雜的卡拉OK型練歌系統(tǒng)中，由練歌者實(shí)施。
在所述練歌方法中，校正步驟E61可在練歌前預(yù)先實(shí)施。
所述校正步驟對(duì)應(yīng)圖4所示的校正步驟，可調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)聲卡的輸入增益。
加載步驟E62可載入包括練歌方法編碼的一軟件。
事實(shí)上，選擇步驟E63可使練歌者從保存在聲音文件F中的歌曲中選擇一首歌。
然后以前面如圖5所示方式實(shí)施練歌步驟E64。
讀取歌曲時(shí)，只有保存樂曲的文件經(jīng)由放大器通過耳機(jī)傳送到練歌者S耳內(nèi)。
同時(shí)，在顯示步驟E64，歌詞顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。同時(shí)讀取含有聲音的范例文件，完全與保存樂曲的文件同步。練歌者還可同時(shí)隨樂曲演唱，這樣，以便可同時(shí)分析兩個(gè)聲頻信號(hào)的頻譜，以實(shí)時(shí)對(duì)練歌者的模仿聲頻信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)修改。
為便于同時(shí)唱歌，還有提供幫助，即節(jié)拍信號(hào)、可能還有光標(biāo)，出現(xiàn)在歌詞上，指出該唱哪段歌詞。
實(shí)時(shí)修改發(fā)音，可使練歌者也實(shí)時(shí)、自發(fā)地糾正其發(fā)音。
因此，可使練歌者以錄制的歌手演唱方式唱歌。
練歌結(jié)束時(shí)，測(cè)試步驟E65會(huì)要求練歌者選擇是否重復(fù)練習(xí)同一首歌。
若選是，則練歌步驟E64重復(fù)聲音文件上的相同內(nèi)容。
反之，第二測(cè)試步驟E66要求實(shí)驗(yàn)對(duì)象選擇是否練唱另一首歌。
若是，則重復(fù)選擇步驟E63，從保存在聲音文件上的歌曲中選擇一首。
因而對(duì)所述新歌實(shí)施練唱步驟E64。
測(cè)試步驟E66結(jié)束后，若不再選擇任何其它歌曲，則練歌結(jié)束。
練歌或口語練習(xí)獲取使用的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，可應(yīng)用在如圖7所示的計(jì)算機(jī)10中。
所述方法應(yīng)用的所有裝置集成在微處理器(CPU)11中，只讀存儲(chǔ)器(“Read Only Memory”即ROM)12可存儲(chǔ)聲音-語調(diào)校準(zhǔn)程序及練歌程序或口語練習(xí)獲取程序。
隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory即RAM)13可在寄存器中存放所述程序運(yùn)行時(shí)的修改值。
事實(shí)上，它包括寄存器，所述寄存器可保存聲音文件F及頻譜分析結(jié)果。
微處理器11集成在計(jì)算機(jī)中，所述計(jì)算機(jī)極可能通過一通信接口，和通信網(wǎng)絡(luò)相連。
計(jì)算機(jī)還包括文件存放裝置，如硬盤14，其中，它可通過盤(軟盤、壓縮盤或信息卡)讀取器，與可移動(dòng)文件保存裝置如磁盤5協(xié)作。
因此，所述固定或可移動(dòng)存儲(chǔ)裝置，可包括聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法的編碼，及口語練習(xí)獲取方法的編碼或練歌方法編碼。
所述方法的編碼極可能例如保存在計(jì)算機(jī)硬盤10中，不同應(yīng)用中使用的聲音文件可分別保存在與盤讀取器15協(xié)作的盤5上。
作為變型，可實(shí)施本發(fā)明的程序可存儲(chǔ)在只讀存儲(chǔ)器12中。
計(jì)算機(jī)10還有一屏幕16，所述屏幕可用作和實(shí)驗(yàn)對(duì)象S的接口，尤其可向?qū)嶒?yàn)對(duì)象顯示需重復(fù)或演唱的文本內(nèi)容。
還裝配有聲卡17，所述聲卡可與麥克風(fēng)6和耳機(jī)7協(xié)作，以發(fā)送聲頻信號(hào)或接收實(shí)驗(yàn)對(duì)象發(fā)送的聲頻信號(hào)。
因此，中央處理器11執(zhí)行與實(shí)施本發(fā)明相關(guān)的指令。當(dāng)通電時(shí)，保存在存儲(chǔ)器如只讀存儲(chǔ)器12中的、與本發(fā)明相關(guān)的程序及方法，傳輸?shù)诫S機(jī)存儲(chǔ)器13內(nèi)，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器因而包括本發(fā)明的可執(zhí)行編碼，及實(shí)施本發(fā)明必需的變量。
通信總線18可保持計(jì)算機(jī)的、或與計(jì)算機(jī)相關(guān)的不同組件之間的通信。
所述通信總線18的實(shí)施并非限制性的，微處理器11尤其可把指令直接或通過另一組件，傳送給任何組件。
由于本發(fā)明，因此，聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法可應(yīng)用在個(gè)人計(jì)算機(jī)中，供實(shí)驗(yàn)對(duì)象S使用，且無需外界參與。
事實(shí)上，口語練習(xí)獲取時(shí)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象S可通過預(yù)錄聲音文件，使用、學(xué)習(xí)其語調(diào)，無需老師在場(chǎng)。
當(dāng)然，可對(duì)上述實(shí)施例實(shí)施多種改變，這并未超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)發(fā)送的聲頻信號(hào)經(jīng)實(shí)時(shí)處理后，復(fù)原在實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)的聽覺器官中，其特征在于它包括以下步驟——獲取需模仿的聲頻信號(hào)范例(E10；E50)；——分析所述聲頻信號(hào)范例的頻譜(E11；E51)；——獲取實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)的模仿聲頻信號(hào)(E13；E53)；——對(duì)模仿的聲頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析(E15；E55)；——比較聲頻信號(hào)范例的頻譜和模仿的聲頻信號(hào)的頻譜(E16；E56)；——根據(jù)所述比較的結(jié)果，校正所述模仿的聲頻信號(hào)(E18；E58)；——向?qū)嶒?yàn)對(duì)象的聽覺器官?gòu)?fù)原糾正后的聲頻信號(hào)(E22；E62)。
2.按照權(quán)利要求1所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，它還包括以下各步驟——測(cè)量實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)模仿的聲頻信號(hào)的力度(E14；E54)；——測(cè)量糾正后的聲頻信號(hào)的力度(E18；E58)；——比較模仿的聲頻信號(hào)和糾正后的聲頻信號(hào)的力度(E19；E59)；及——在將已糾正的聲頻信號(hào)向?qū)嶒?yàn)對(duì)象(S)的聽覺器官?gòu)?fù)原前，根據(jù)所述比較結(jié)果校正已糾正的聲頻信號(hào)的力度(E21；E61)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，比較步驟(E16，E56)和校正步驟(E18，E58)在可聽頻率范圍內(nèi)的一系列頻帶上實(shí)施。
4.按照權(quán)利要求3所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，所述一系列頻帶對(duì)應(yīng)于可聽頻率范圍的劃分。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，可聽頻率范圍劃分為至少50個(gè)頻帶。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，被模仿的聲頻信號(hào)范例為文本，所述方法還包括顯示所述文本的步驟。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，它還包括存儲(chǔ)所述要模仿的聲頻信號(hào)范例的頻譜分析的步驟(E12)。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，在獲取實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)模仿的聲頻信號(hào)的步驟(E13)前，還包括把要模仿的聲頻信號(hào)發(fā)送到實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)聽覺器官的步驟(E22)。
9.按照權(quán)利要求8所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，在發(fā)音步驟(E22)前，還包括根據(jù)需學(xué)習(xí)的語言的表示參數(shù)，修改要模仿的聲頻信號(hào)范例的步驟(E23)。
10.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法，其特征在于，要模仿的聲頻信號(hào)范例為一首歌，其特征還在于，在把校正后的聲頻信號(hào)還原到對(duì)象(S)的聽覺器官中的步驟(E62)的同時(shí)，還包括把所述歌曲的配樂信號(hào)發(fā)送到對(duì)象(S)的聽覺器官的步驟(E62)。
11.一種語言口語練習(xí)獲取方法，其中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)發(fā)出的聲頻信號(hào)經(jīng)實(shí)時(shí)處理后被還原到實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)的聽覺器官中，其特征還在于，它使用按照權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法。
12.一種實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)練唱歌的方法，其中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)發(fā)出的聲頻信號(hào)經(jīng)實(shí)時(shí)處理后還原到實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)的聽覺器官中，其特征還在于，它使用按照權(quán)利要求1至6或10中任一項(xiàng)所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法。
13.一種固定或可移動(dòng)式信息存儲(chǔ)裝置，其特征在于，它包括軟件編碼部分，所述編碼部分可實(shí)施按照權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的聲音-語調(diào)校準(zhǔn)方法的步驟。
14.一種固定或可移動(dòng)式信息存儲(chǔ)裝置，其特征在于，它包括軟件編碼部分，所述編碼部分可實(shí)施按照權(quán)利要求11所述的語言口語練習(xí)獲取方法的各步驟。
15.一種固定或可移動(dòng)式信息存儲(chǔ)裝置，其特征在于，它包括軟件編碼部分，所述編碼部分可實(shí)施按照權(quán)利要求12所述的練唱歌方法的各步驟。
全文摘要
一聲音－語調(diào)校準(zhǔn)方法——其中，實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)發(fā)送的聲頻信號(hào)經(jīng)實(shí)時(shí)處理后，復(fù)原在實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)的聽覺器官中，它包括以下步驟獲取模仿聲音范例(E10)，分析所述聲頻信號(hào)范例的頻譜(E11)，獲取實(shí)驗(yàn)對(duì)象(S)的模仿聲頻信號(hào)(E13)，對(duì)模仿聲頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析(E15)，比較聲音范例和模仿聲頻信號(hào)的頻譜(E16)，根據(jù)所述比較的結(jié)果，校正模仿聲頻信號(hào)(E18)，在實(shí)驗(yàn)對(duì)象的聽覺器官?gòu)?fù)原校正聲頻信號(hào)(E22)。所述處理尤其應(yīng)用在外語學(xué)習(xí)或練歌領(lǐng)域中。
文檔編號(hào)G10L13/08GK1669065SQ03816551
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月7日
發(fā)明者胡伯特·萊莫尼, 杰克·芒格 申請(qǐng)人:快語股份有限公司