СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОКАЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ МУЗЫКАЛЬНОГО ПРОИЗВЕДЕНИЯ
METHOD FOR ASSESSMENT OF QUALITY OF VOCAL PERFORMANCE OF MUSIC

Изобретение касается оценки качества вокального исполнения музыкального произведения и найдет применение как среди профессиональных вокалистов в процессе работы над выбранным репертуаром, так и среди певцов-любителей и учащихся вокальных классов.
Известен способ, посредством которого осуществляют смешивание голоса вокалиста с предварительно записанным музыкальным аккомпанементом, обеспечивают улучшение качества звука вокалиста и синхронизацию вокального воспроизведения музыкального произведения и предварительно записанного аккомпанемента (см., например, RU 2178922). Указанный способ предусматривает возможность записи исполненного музыкального произведения и его дальнейшего прослушивания вокалистом, что позволяет последнему выявить допущенные ошибки. Однако выявленные недостатки вокального исполнения не являются достоверными, так как запись воспроизводит вокальное исполнение, обработанное соответствующим образом.
Известен способ, обеспечивающий в игровой форме пользователю-вокалисту возможность наблюдать за собственным исполнением музыкального произведения (Патентная публикация Республики Корея №2001-0082407 от 30.08.2001). С началом исполнения пользователем выбранной песни, в соответствии с указанным способом, на экран монитора выводят нотную запись музыкального произведения в графическом изображении, построенном в координатных осях «время-высота тона»; синхронно с выводимым графическим изображением нотной записи включают ее аудиозапись. Также пользователь видит на экране слова песни, которые он должен воспроизводить под аккомпанемент аудиозаписи. При этом цвет выводимых на экран слов корреспондируется с цветом соответствующего графического изображения и подсказывает пользователю, какова должна быть высота звука в тот или иной момент исполнения.
Вокальное исполнение песни пользователем непрерывно сопоставляют с соответствующим графическим изображением нотной записи при помощи курсора, указывающего на совпадение или несовпадение музыкального тона. Результаты сопоставления показывают на экране в виде баллов - количество баллов увеличивается пропорционально степени достигнутого соответствия. В случае получения результата сопоставления с невысоким баллом на экране высвечивают слова песни, на которых допущены ошибки при исполнении песни, в случае получения результата сопоставления с низким баллом аккомпанемент прерывается и пользователь далее не имеет возможности исполнять выбранную песню.
Вариант выполнения указанного способа состоит в том, что на экран монитора выводят слова песни, помещенные внутри шариков цвета, соответствующего требуемой по нотной записи высоте звука, шарики перемещают относительно некой горизонтальной линии и при достижении шарика центра этой линии пользователь должен воспроизводить слова с точным интервалом. Если пользователь воспроизводит слова своевременно и с точными интервалами, то шарик исчезает, в противном случае шарики накапливаются в левой части экрана и пользователь может видеть, в какие моменты его исполнения он допустил ошибки. Указанный прием, по мнению авторов, обеспечивает пользователю возможность коррекции интервалов при исполнении песни.
Указанный способ на основе использования цветовых информационных данных носит игровой характер, не обеспечивает возможность для углубленного и точного анализа вокального исполнения музыкального произведения. Способ не позволяет в динамике осуществлять анализ многократно исполненного музыкального произведения и наблюдать исполнителю за успехами или неудачами, достигнутыми им в процессе работы над музыкальным произведением.
В основу заявляемого изобретения положена задача путем подробной графической детализации вокального исполнения музыкального произведения создать способ, обеспечивающий углубленный и точный объективный анализ вокального исполнения музыкального произведения.
Технический эффект, который может быть достигнут при использовании предлагаемого способа оценки качества вокального исполнения музыкального произведения, заключается в возможности создать подробное графическое изображение исполнения каждой ноты музыкального произведения на протяжении времени ее звучания в вокальном исполнении и осуществлять точный документированный анализ вокального исполнения музыкального произведения.
Эта задача решается при создании способа оценки качества вокального исполнения музыкального произведения, включающего преобразование нотной записи музыкального произведения в первое графическое изображение в координатных осях «время-высота тона» и его визуализацию на экране системы, вокальное исполнение пользователем указанного музыкального произведения, звуковую запись вокального исполнения пользователем указанного музыкального произведения с последующей обработкой этой звуковой записи, сопоставление графического изображения нотной записи музыкального произведения и обработанной звуковой записи вокального исполнения пользователем музыкального произведения с оценкой качества вокального исполнения пользователем музыкального произведения, в котором согласно изобретению при обработке звуковой записи вокального исполнения пользователем музыкального произведения осуществляют ее цифровое преобразование и на преобразованной цифровой записи в течение каждого интервала времени, соответствующего звучанию отдельной ноты музыкального произведения, производят множество вычислений значения частоты основного тона вокального исполнения пользователем музыкального произведения, по полученным значениям строят в координатных осях «время-высота тона» в виде кривой второе графическое изображение вокального исполнения пользователем музыкального произведения, которое на экране системы накладывают на первое графическое изображение, после чего визуально выявляют места несовпадения второго графического изображения с первым графическим изображением, по которым оценивают качество вокального исполнения пользователем музыкального произведения по меньшей мере в течение времени, соответствующего звучанию каждой отдельной ноты музыкального произведения.
Технический результат, достигаемый благодаря заявляемому изобретению, состоит в реализации возможности осуществлять точный объективный анализ вокального исполнения музыкального произведения.
Для того чтобы пользователь осуществлял вокальное исполнение музыкального произведения под инструментальный аккомпанемент дополнительно преобразуют нотную запись музыкального произведения в аудиозапись инструментального исполнения указанного музыкального произведения, а вокальное исполнение пользователем указанного музыкального произведения осуществляют под аккомпанемент воспроизведения созданной аудиозаписи.
Согласно изобретению целесообразно вычисление значений частоты основного тона вокального исполнения пользователем музыкального произведения осуществлять не менее 10 раз в течение каждой секунды звучания музыкального произведения, при этом более предпочтительно вычисление значений частоты основного тона осуществлять от 10 до 100 раз в течение каждой секунды звучания музыкального произведения, что обеспечивает возможность построения более подробного графического изображения исполнения каждой ноты вокального произведения на протяжении времени ее звучания.
Согласно заявляемому изобретению полезно определять вибрато вокального исполнения пользователем музыкального произведения путем анализа участка кривой, соответствующего звучанию одной ноты музыкального произведения, и определять частоту, амплитуду колебания частоты основного тона на этом участке, определять глиссандо вокального исполнения пользователем музыкального произведения путем анализа участка кривой, соответствующего звучанию по меньшей мере двух последовательных нот музыкального произведения, а также прерывность, равномерность и монотонность изменения частоты основного тона.
Для возможности проводить отсроченный анализ исполнения пользователем музыкального произведения, в том числе его любого фрагмента, целесообразно согласно заявляемому изобретению наложенные первый и второй графические изображения сохранять в памяти системы, используемой для реализации способа оценки качества вокального исполнения музыкального произведения.
Согласно заявляемому изобретению целесообразно дополнительно использовать цифровую запись эталонного вокального исполнения, на которой в течение интервала времени, соответствующего звучанию каждой отдельной ноты музыкального произведения, производить множество вычислений значения частоты основного тона эталонного вокального исполнения музыкального произведения, по полученным значениям строить третье графическое изображение, которое на экране системы накладывают на второе графическое изображение, после чего визуально выявлять места несовпадения второго графического изображения с третьим графическим изображением, по которым следует оценивать соответствие вокального исполнения пользователем музыкального произведения эталонному вокальному исполнению этого музыкального произведения.
Согласно заявляемому изобретению целесообразно выбирать на втором графическом изображении фрагмент с выявленным местом несовпадения второго графического изображения с первым графическим изображением и/или третьим графическим изображением, осуществлять звуковую запись вокального исполнения пользователем фрагмента музыкального произведения, которому соответствует выбранный фрагмент на втором графическом изображении, строить четвертое графическое изображение вокального исполнения пользователем указанного фрагмента музыкального произведения, которое на экране системы накладывают на первое графическое изображение, и/или второе графическое изображение, и/или третье графическое изображение, и оценивать соответствие вокального исполнения пользователем выбранного фрагмента музыкального произведения нотной записи музыкального произведения и/или вокального исполнения пользователем этого произведения, отраженного на втором графическом изображении, и/или эталонному вокальному исполнению этого музыкального произведения.
Дальнейшие цели и преимущества заявляемого изобретения станут ясны из последующего подробного описания способа оценки качества вокального исполнения музыкального произведения и чертежей, на которых
Фиг.1 изображает первое графическое изображение и второе графическое изображение в координатных осях «время-высота тона»;
Фиг.2 схематично изображает систему, используемую для реализации заявляемого способа оценки качества вокального исполнения музыкального произведения.
Предлагаемый способ предназначен для осуществления точного объективного анализа вокального исполнения музыкального произведения.
Как известно, музыкальное произведение - это художественно осмысленный последовательный ряд звуков разной высоты, организованный посредством ритма и лада.
Для оценки качества вокального исполнения музыкального произведения осуществляют преобразование нотной записи выбранного для исполнения музыкального произведения в первое графическое изображение в координатных осях «время-высота тона».
Первое графическое изображение А (фиг.1) нотной записи представляет собой последовательный ряд горизонтально ориентированных отрезков. Длина каждого отрезка первого графического изображения А по горизонтальной оси соответствует длительности звучания одной ноты. Положение каждого отрезка первого графического изображения А по вертикальной оси соответствует высоте звучания одной ноты.
Первое графическое изображение визуализируют на экране системы, используемой для реализации заявляемого способа оценки качества вокального исполнения музыкального произведения.
Далее заявляемый способ включает вокальное исполнение пользователем указанного музыкального произведения, звуковую запись вокального исполнения пользователем указанного музыкального произведения. При этом согласно заявляемому изобретению, осуществляют обработку этой звуковой записи путем ее цифрового преобразования.
Особенность заявляемого изобретения состоит в том, что на преобразованной цифровой записи в течение каждого интервала времени, соответствующего звучанию отдельной ноты музыкального произведения, производят множество вычислений значения частоты основного тона вокального исполнения пользователем музыкального произведения.
Согласно изобретению в результате многочисленных экспериментов было найдено, что наиболее полезно вычисление значений частоты основного тона вокального исполнения пользователем музыкального произведения осуществлять не менее 10 раз в течение каждой секунды звучания музыкального произведения, при этом более предпочтительно вычисление значений частоты основного тона осуществлять от 10 до 100 раз в течение каждой секунды звучания музыкального произведения. Изобретение также допускает вычисление значений частоты основного тона вокального исполнения пользователем музыкального произведения осуществлять от 10 до 100 раз в течение интервала времени, соответствующего звучанию каждой отдельной ноты музыкального произведения.
Выполнение указанной особенности заявляемого изобретения обеспечивает возможность построения более подробного графического изображения исполнения каждой ноты вокального произведения на протяжении времени ее звучания. Иными словами, указанный прием обеспечивает возможность построения графического изображения вокального исполнения музыкального произведения с высокой разрешающей способностью по времени и по частоте.
Получают последовательность значений основного тона вокального исполнения. По полученным значениям основного тона согласно изобретению строят в координатных осях «время-высота тона» второе графическое изображение В в виде кривой, которую можно характеризовать как кусочно непрерывная кривая. Кривая, построенная в координатных осях «время-высота тона», графически изображает вокальное исполнение пользователем музыкального произведения и характеризует ритм и тон вокального исполнения пользователем музыкального произведения.
Согласно изобретению второе графическое изображение В на экране системы, используемой для реализации заявляемого способа оценки качества вокального исполнения музыкального произведения, накладывают на первое графическое изображение А.
Далее заявляемый способ включает стадию сопоставления графического изображения нотной записи музыкального произведения - первого графического изображения А и обработанной указанным образом звуковой записи вокального исполнения пользователем музыкального произведения - второго графического изображения В, после чего визуально выявляют места несовпадения второго графического изображения В с первым графическим изображением А. Выявленные графические несовпадения позволяют оценить качество вокального исполнения пользователем музыкального произведения. При этом согласно заявляемому изобретению оценивают качество вокального исполнения по звучанию каждой отдельной ноты исполняемого музыкального произведения и в условиях высокого разрешения звучания по времени и по частоте.
Заявляемое изобретение предусматривает возможность осуществления пользователем вокального исполнения музыкального произведения под инструментальный аккомпанемент, для чего дополнительно преобразуют нотную запись музыкального произведения в аудиозапись инструментального исполнения указанного музыкального произведения, а вокальное исполнение пользователем указанного музыкального произведения осуществляют под аккомпанемент воспроизведения созданной аудиозаписи.
Выполнение стадий заявленного способа в заявленных режимах обеспечивает возможность осуществлять точный документированный анализ вокального исполнения пользователем музыкального произведения.
Заявляемое изобретение обеспечивает ранее недостигаемую возможность объективно и наглядно определять вибрато вокального исполнения пользователем музыкального произведения. Для этого предложено осуществлять анализ того участка второго графического изображения В, который соответствует звучанию одной ноты музыкального произведения, и при этом определять частоту, амплитуду колебания частоты основного тона на этом участке.
Заявляемое изобретение обеспечивает ранее не достигаемую возможность объективно и наглядно определять глиссандо вокального исполнения пользователем музыкального произведения. Для этого предложено осуществлять анализ участка второго графического изображения В - непрерывной кривой, соответствующего звучанию по меньшей мере двух последовательных нот музыкального произведения, и определять прерывность, равномерность и монотонность изменения частоты основного тона.
Для возможности проводить отсроченный анализ исполнения пользователем музыкального произведения, в том числе его любого фрагмента, целесообразно согласно заявляемому изобретению наложенные первый и второй графические изображения сохранять в памяти системы, используемой для реализации способа оценки качества вокального исполнения музыкального произведения.
Для создания условий мастер-класса для пользователя согласно заявляемому изобретению целесообразно дополнительно использовать цифровую запись эталонного вокального исполнения, на которой в течение интервала времени, соответствующего звучанию каждой отдельной ноты музыкального произведения, производить множество вычислений значения частоты основного тона эталонного вокального исполнения музыкального произведения. По полученным значениям частоты основного тона эталонного вокального исполнения строят третье графическое изображение, которое затем на экране системы накладывают на второе графическое изображение. Затем, как уже указано выше, визуально выявляют места несовпадения второго графического изображения с третьим графическим изображением. Выявленные графические несовпадения позволяют оценить соответствие/несоответствие вокального исполнения пользователем музыкального произведения эталонному вокальному исполнению этого музыкального произведения.
При совершенствовании вокального исполнения музыкального произведения, в соответствии с заявленным способом, пользователь выбирает на втором графическом изображении фрагмент с выявленным местом несовпадения второго графического изображения с первым графическим изображением и/или третьим графическим изображением и осуществляет повторную звуковую запись повторного вокального исполнения того фрагмента музыкального произведения, которому соответствует выбранный фрагмент на втором графическом изображении. После этого, в соответствии с заявленным способом, строят четвертое графическое изображение повторного вокального исполнения пользователем указанного фрагмента музыкального произведения, которое на экране системы накладывают на первое графическое изображение, и/или второе графическое изображение, и/или третье графическое изображение. Указанный прием позволяет пользователю либо увидеть прогресс в своей работе либо наглядно выявляет допускаемые ошибки вокального исполнения в сравнении с нотной записью музыкального произведения и/или в сравнении с первым вокальным исполнением пользователем этого произведения, отраженного на втором графическом изображении, и/или в сравнении с эталонным вокальным исполнением этого музыкального произведения.
Для реализации заявленного способа может быть использована система, включающая:
- блок 1 (фиг.2) управления, посредством которого пользователь осуществляет, в частности, выбор музыкального произведения или фрагмента музыкального произведения для воспроизведения и дальнейшей тренировки вокального исполнения;
- блок 2 хранения нотной записи и эталонного исполнения, например, в формате караоке файлов или MIDI файлов. Выход блока 1 связан с входом блока 2;
- блок 3 построения графического изображения нотной записи. Первый выход блока 2 связан с входом блока 3;
- блок 4 преобразования нотной записи в цифровую звуковую запись. Вход блока 4 связан со вторым выходом блока 2;
- блок 5 вычисления частоты основного тона цифровой записи вокального исполнения. Вход блока 5 связан с третьим выходом блока 2;
- блок 6 оценки фрагмента вокального исполнения. Первый вход блока 6 связан с четвертым выходом блока 2; второй вход блока 6 связан с первым выходом блока 5;
- блок 7 хранения записи вокального исполнения. Первый вход блока 7 связан с третьим выходом блока 5, первый выход блока 7 связан со вторым входом блока 5;
- блок 8 построения графического изображения вокального исполнения. Первый вход блока 8 соединен с вторым выходом блока 5, второй вход блока 8 соединен с четвертым выходом блока 2;
- блок 9 записи вокального исполнения через микрофон и его аналого-цифровое преобразование. Первый вход блока 9 связан с выходом блока 4, второй вход блока 9 связан со вторым выходом блока 7, выход блока 9 связан со вторым входом блока 7;
- экран 10 для визуализации графического изображения.
Способ оценки качества вокального исполнения музыкального произведения реализуется с помощью вышеописанной системы следующим образом.
Пользователь, показанный на фиг.2 под позицией 11, используя блок 1, выбирает музыкальное произведение. Нотную запись выбранного музыкального произведения из блока 2 передают: в блок 3, который обеспечивает построение первого графического изображения А (фиг.1), которое визуализируют на блоке 10 (фиг.2); передают в блок 4 для преобразования нотной записи в цифровую звуковую запись, из блока 4 музыкальное произведение в цифровом виде поступает в цифроаналоговый преобразователь 9а блока 9 и через динамик 9б блока 9 воспроизводится пользователю 11.
Пользователь 11 осуществляет через микрофон 9в блока 9 вокальное исполнение выбранного музыкального произведения под аккомпанемент, воспроизводимый через динамик 9б блока 9. При этом пользователь 11 в режиме реального времени до окончания исполнения музыкального произведения видит на экране блока 10 первое графическое изображение А (фиг.1) исполняемого музыкального произведения.
Посредством аналого-цифрового преобразователя 9г (фиг.2) блока 9 сигнал от микрофона 9в блока 9 преобразуют в цифровую звуковую запись.
В цифровом виде вокальное исполнение пользователя передают в блок 5 и одновременно осуществляют архивирование вокального исполнения в блоке 7.
В блоке 5 осуществляют вычисление значений частоты основного тона вокального исполнения пользователя, выполняя 100 вычислений в течение каждой секунды звучания вокального исполнения. Полученные значения передают в блок 6 и в блок 8.
По полученным значениям частоты основного тона вокального исполнения пользователя в блоке 8 строят второе графическое изображение В, накладывают его на первое графическое изображение А и выводят на экран блока 10.
При этом пользователь в режиме реального времени имеет возможность визуально оценивать правильность своего вокального исполнения.
По окончании исполнения на экране блока 10 отображают в полном объеме первое и второе графические изображения и оценку вокального исполнения, получаемую из блока 6. Визуализированные сопоставленные графические изображения А и В дают возможность пользователю наглядно оценить: правильность исполнения любого фрагмента произведения, глиссандо при переходе от одной ноты к другой, частоту и амплитуду вибрато.
На основе визуально выявленных мест несовпадения второго графического изображения В с первым графическим изображением А пользователь выбирает фрагмент музыкального произведения, который ему не удалось правильно исполнить.
Для прослушивания выбранного фрагмента вокального исполнения данный фрагмент извлекают из блока 7 и передают в блок 9.
Для совершенствования вокального исполнения выбранного фрагмента через динамик 9б блока 9 воспроизводят звуковую запись выбранного фрагмента музыкального произведения. Пользователь осуществляет через микрофон 9в блока 9 вокальное исполнение выбранного фрагмента музыкального произведения под аккомпанемент, воспроизводимый через динамик 9б блока 9. При этом пользователь в режиме реального времени до окончания исполнения выбранного фрагмента музыкального произведения видит на экране блока 10 первое графическое изображение А (фиг.1) исполняемого музыкального произведения.
Посредством аналого-цифрового преобразователя блока 9 (фиг.2) сигнал от микрофона 9в блока 9 преобразуют в цифровую звуковую запись.
В цифровом виде вокальное исполнение пользователя передают в блок 5 и одновременно осуществляют архивирование вокального исполнения в блоке 7.
В блоке 5 осуществляют вычисление значений частоты основного тона вокального исполнения пользователя, выполняя 100 вычислений в течение каждой секунды звучания вокального исполнения. Полученные значения передают в блок 6 и в блок 8.
По полученным значениям частоты основного тона вокального исполнения пользователя в блоке 8 строят третье графическое изображение (на фиг.1 не показано), накладывают его на первое графическое изображение А (фиг.1) и второе графическое изображение В, после чего выводят на экран блока 10 (фиг.2).
При этом пользователь в режиме реального времени имеет возможность визуально оценивать качество вокального исполнения выбранного фрагмента по сравнению с предыдущим исполнением. Таким образом пользователь осуществляет по меньшей мере однократно вокальное исполнение выбранного фрагмента музыкального произведения с учетом допущенных ошибок исполнения по тону, и/или по темпу, и/или по ритму, которые обусловили выявленное несовпадение графического изображения последнего исполнения с первым графическим изображением или с графическим изображением эталонного исполнения этого произведения.
Пользователь имеет возможность многократно до достижения желаемого результата исполнять некорректно исполненный фрагмент музыкального произведения, каждый раз визуально выявляя места несовпадения графического изображения последнего исполнения с первым графическим изображением или с графическим изображением эталонного исполнения этого произведения.
Для этого исполнение эталонного пользователя из блока 2 передают в блок 5 и далее значения частоты основного тона вокального исполнения эталонного пользователя передают в блок 8. В этом блоке 8 по полученным значениям строят графическое изображение исполнения эталонного пользователя, которое накладывают на первое и второе графические изображения и визуализируют на экране блока 10.
Таким образом предлагаемый способ оценки качества вокального исполнения музыкального произведения обеспечивает возможность создания подробного графического изображения вокального исполнения каждой ноты музыкального произведения на протяжении времени ее звучания. Достигнутая при реализации заявляемого способа подробная графическая детализация вокального исполнения музыкального произведения позволяет осуществлять углубленный и точный объективный анализ вокального исполнения музыкального произведения.