專利名稱：多功能電子琴譜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及音頻采集和音頻處理領(lǐng)域，且特征是提供了一種具有可顯示琴譜、翻頁、演奏音符同步跟蹤以及錯誤提示功能的多功能電子琴譜裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的紙質(zhì)琴譜在演奏者的翻頁過程中可能會發(fā)生的頁面粘連，碰翻等尷尬情況。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型目的是為演奏者提供一個能在樂器演奏過程中便捷翻頁的琴譜，同時實現(xiàn)樂譜的識別與顯示，及同步閃動或變色等形式標(biāo)識當(dāng)前演奏到的樂符，實現(xiàn)演奏音符同步跟蹤。對不符合標(biāo)準的演奏音符將進行閃動或變色提醒。技術(shù)方案一種新型多功能電子琴譜，包括結(jié)構(gòu)部件、顯示終端和控制系統(tǒng)，顯示終端和控制系統(tǒng)安裝在結(jié)構(gòu)部件內(nèi)，控制系統(tǒng)連接控制顯示終端。所述控制系統(tǒng)包括中央處理器、存儲器、讀譜識別模塊、同步琴譜跟蹤顯示模塊、電源模塊、輸入/輸出接口電路和翻頁控制模塊；電源模塊為控制系統(tǒng)供電；存儲器、讀譜識別模塊、同步琴譜跟蹤顯示模塊、電源模塊、輸入/輸出接口電路和翻頁控制模塊連接中央處理器；所述中央處理器輸出控制信號給同步琴譜跟蹤顯示模塊、存儲器、電源模塊和輸入/輸出接口電路；讀譜識別模塊包括音頻輸入電路、音頻識別電路和音頻解析電路；所述音頻輸入電路的輸出端連接音頻識別電路的輸入端，音頻識別電路輸出端連接音頻解析電路的輸入端，音頻解析電路的輸出端連接中央處理器。讀譜識別模塊根據(jù)演奏者演奏的樂曲通過音頻輸入電路、音頻識別電路和音頻解析電路，將演奏者演奏的樂曲分解出音調(diào)、音符和節(jié)拍數(shù)字信號輸入給中央處理器；同步琴譜跟蹤顯示模塊根據(jù)讀譜識別模塊傳給中央處理器的數(shù)據(jù)與標(biāo)準樂譜進行實時比對后，將演奏者演奏樂曲的音調(diào)、音符和節(jié)拍，在顯示器上實時顯示出來，同時將演奏中出現(xiàn)錯誤的地方標(biāo)示在標(biāo)準樂譜上；翻頁控制模塊根據(jù)演奏者的演奏曲目與標(biāo)準曲目實時比對的同時，自動識別到頁尾音符時進行自動翻頁。還包括觸摸屏控制模塊，觸摸屏控制模塊連接中央處理器；所述顯示終端是觸控屏；所述觸摸屏控制模塊通過觸摸屏的操作實現(xiàn)琴譜的搜索、刪除，設(shè)置顯示的背光、背景以及手動觸摸翻頁功能。還包括錄音回放模塊，錄音回放模塊連接中央處理器，中央處理器輸出控制信號給錄音回放模塊；錄音回放模塊將存儲器模塊中演奏者演奏的樂曲，結(jié)合顯示屏回放。
所述輸入/輸出接口電路包括存儲卡接口電路和USB接口電路；存儲卡接口電路和USB接口電路都與中央處理器的輸入/輸出接口連接。[0012]翻頁控制模塊琴譜自動翻頁模式采用在標(biāo)準節(jié)拍設(shè)置下由用戶自定義翻頁時間，或采用開啟緩慢頁面滾動功能進行琴譜自動翻頁。翻頁功能可設(shè)計為手動翻頁和自動翻頁。手動翻頁需要用戶在演奏中點擊觸摸屏指定位置；自動翻頁是在標(biāo)準節(jié)拍設(shè)置下可用戶自定義翻頁時間，或者開啟緩慢頁面滾動功能，結(jié)合錄音模塊同步跟蹤演奏者演奏到的樂符，在屏幕上用綠色指示出來，同時可通過預(yù)設(shè)定來檢測演奏者音符節(jié)、節(jié)拍的準確性，錯誤的地方在屏幕上用紅色指示出來。本技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)部件為一個可顯示兩頁琴譜的超薄型觸摸屏顯示器，安裝有防滑塑料墊、固定夾子、掛鉤或吸盤等用于固定的裝置，視需要選用。有益效果本實用新型的多功能電子琴譜對比同類電子閱讀器，具有專業(yè)性的特點。不僅能夠提供便捷的演奏中觸摸/自動翻頁功能，還可以對演奏者演奏的樂曲進行音調(diào)、音符、節(jié)拍同步跟蹤、實時對錯誤進行提示。同時也可以借助于大容量的存儲器和USB 接口，進行琴譜讀取，以及一系列以樂譜演奏為主題的伴奏、音頻錄制等。給樂器愛好者在樂器學(xué)習(xí)過程中帶來極大的便利。高清的液晶顯示，多種的翻頁方式，海量的琴譜存儲，快速的琴譜檢索，方便的數(shù)據(jù)操作，都給用戶帶來全新的演奏體驗。

圖1多功能電子琴譜結(jié)構(gòu)圖。圖2樂譜識別模塊流程圖。圖3同步琴譜跟蹤顯示模塊工作流程圖。
具體實施方式
配合附圖，本實用新型的詳細實施如下本例采用高分辨率的觸摸屏作為顯示終端，采用Linux操作開發(fā)系統(tǒng)，將存儲器、 讀譜識別模塊、錄音回放模塊、同步琴譜跟蹤顯示模塊、電源模塊、觸摸屏控制模塊、輸入/ 輸出接口電路和翻頁控制模塊和中央處理器相連接，進行界面控制。見圖1。軟件系統(tǒng)中的閱讀器以存儲卡作為琴譜主要顯示文本的載體。樂譜主要是PDF格式，當(dāng)然也可以讀取其他常用格式文件。存儲卡中的文檔可以通過PC機更新。硬件部分主要分為以下模塊(1)電源處理模塊本實用新型使用電源直接供電，系統(tǒng)中各個模塊的電壓不一定相同，所以我們要對供電電壓進行分別處理。使用34063芯片進行升壓或者降壓，用2040芯片進行穩(wěn)壓。(2)觸摸屏模塊觸控屏采用多點電容觸摸屏，當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動各種連結(jié)裝置，同時將演奏者演奏樂曲的音調(diào)、音符和節(jié)拍，在顯示器上實時顯示出來。(3)存儲器模塊存儲器采用大容量存儲卡、性價比高、體積小、訪問接口簡單的存儲卡。存儲卡最大時鐘頻率為25MHz，與其進行通訊的主機數(shù)據(jù)傳輸頻率必須小于25MHz。(4)輸入輸出接口模塊[0030]由于我們使用主板上本身有很多接口，有的直接可以利用。包括存儲卡接口電路和USB接口電路。圖像顯示采用HDMI接口或DVI接口。(5)翻頁控制模塊翻頁控制模塊就是通過在觸摸屏上操作實現(xiàn)琴譜的搜索、刪除，設(shè)置顯示的背光、 背景以及手動觸摸翻頁功能。(6)讀譜識別模塊讀譜識別模塊就是根據(jù)演奏者演奏的樂曲通過音頻輸入、音頻識別和音頻解析電路將演奏者演奏的樂曲分解出音調(diào)、音符和節(jié)拍數(shù)字信號輸入給中央處理器。(7)同步琴譜跟蹤顯示模塊同步琴譜跟蹤顯示模塊就是根據(jù)讀譜識別模塊傳給中央處理器的數(shù)據(jù)與標(biāo)準樂譜進行實時比對后，將演奏者演奏樂曲的音調(diào)、音符和節(jié)拍，在顯示器上實時顯示出來，同時將演奏中出現(xiàn)錯誤的地方標(biāo)示在標(biāo)準樂譜上，有利于用戶演奏迅速進步。(9)觸摸屏控制模塊觸摸屏控制模塊通過觸摸屏的操作實現(xiàn)琴譜的搜索、刪除，設(shè)置顯示的背光、背景以及手動觸摸翻頁功能。軟件設(shè)計部分軟件部分主要由兩個部分組成(1)系統(tǒng)軟件模塊采用Linux操作開發(fā)系統(tǒng)，實現(xiàn)實時操作的同時又能保證最大兼容樂譜的常用格式。即使更換平臺或加入新的功能，只需將新任務(wù)的編代碼加入就能完成。系統(tǒng)軟件包括顯示程序、觸摸屏控制程序、語音接收程序、音頻解碼程序、播放器軟件、虛擬鍵盤、文字輸入程序等。(2)同步琴譜跟蹤識別軟件根據(jù)演奏者演奏的樂曲通過音頻輸入、音頻識別和音頻解析電路將演奏者演奏的樂曲分解出音調(diào)、音符和節(jié)拍數(shù)字信號輸入給中央處理器后，通過同步琴譜跟蹤識別軟件將演奏者演奏的樂曲，與存儲器內(nèi)標(biāo)準的音調(diào)、音符或節(jié)拍進行逐一比對，得到演奏是否準確的信息，同時在顯示屏上實時用紅色標(biāo)示出演奏者出錯的音調(diào)、音符或節(jié)拍。同步琴譜跟蹤識別軟件流程見圖2。讀譜識別模塊的輸出和中央處理器相連，讀譜識別模塊由音頻輸入模塊、音頻識別模塊和音頻解析模塊組成，見圖2。音頻輸入模塊的功能是將演奏者演奏樂曲時產(chǎn)生的音頻信號轉(zhuǎn)換成電信號。音頻識別模塊的功能是將轉(zhuǎn)換成電信號進行預(yù)處理，清除背景噪音。音頻解析模塊的功能是將通過預(yù)處理后的音頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號，傳輸給中央處理器，由中央處理器對數(shù)字信號進行音調(diào)、音符、節(jié)拍分解。同步琴譜跟蹤顯示模塊的輸入端和中央處理器的輸出地相連，中央處理器將讀譜識別模塊中實時識別的演奏曲與中央處理器內(nèi)的標(biāo)準演奏曲進行對比識別后，將演奏者演奏的樂曲在顯示模塊中顯示出來，同時對演奏者在演奏過程中出現(xiàn)問題的章節(jié)突顯出來。 工作流程見圖3。存儲器模塊的輸入輸出接口和中央處理器的存儲接口相連接，存儲器模塊可以存儲專業(yè)人士需要的海量的樂譜，也可以在自帶的琴譜之外，通過修改存儲卡，從電腦中傳輸自己的樂譜以及存儲演奏者自己演奏樂曲。觸摸屏控制模塊的輸入輸出接口和中央處理器的顯示接口相連接，觸摸屏的操作實現(xiàn)琴譜的搜索、刪除，設(shè)置顯示的背光、背景以及手動觸摸翻頁功能。錄音回放模塊的輸入輸出接口和中央處理器的錄音回放接口相連接，錄音回放的功能是將存儲器模塊中演奏者演奏的樂曲，結(jié)合顯示屏回放給演奏者。翻頁控制模塊是軟件處理模塊，根據(jù)演奏者的演奏曲目與標(biāo)準曲目實時比對的同時，自動識別到頁尾音符時，給中央處理器一個翻頁控制信號，中央處理器對頻譜顯示進行自動翻頁處理。輸入/輸出接口電路和中央處理器的輸入輸出接口相連接，輸入/輸出接口電路包括存儲卡接口電路和USB接口電路；存儲卡接口電路和USB接口電路都與中央處理器的輸入/輸出接口連接。多功能電子琴譜的中央處理器，還具有實現(xiàn)樂譜的檢索和刪除、用戶自定義壁紙、 可選伴奏、錄制音頻、背光開關(guān)控制、系統(tǒng)信息查看、存儲卡信息查看、文件信息查看、系統(tǒng)運行時間查看等輔助功能。琴譜自動翻頁模式采用在標(biāo)準節(jié)拍設(shè)置下由用戶自定義翻頁時間，或采用開啟緩慢頁面滾動功能進行琴譜自動翻頁。工作流程結(jié)合圖2，樂器愛好者通過觸摸屏選擇要演奏的曲目，顯示屏上將顯示要演奏的琴譜，當(dāng)演奏者開始演奏時，通過讀譜識別模塊將演奏者演奏樂曲時產(chǎn)生的音頻信號轉(zhuǎn)換成電信號，再對電信號進行預(yù)處理，清除背景噪音后傳輸給中央處理器，由中央處理器對數(shù)字信號進行音調(diào)、音符、節(jié)拍分解。由中央處理器將讀譜識別模塊中實時識別的演奏曲與中央處理器內(nèi)的標(biāo)準演奏曲進行對比識別后，將演奏者演奏的樂曲在顯示模塊中顯示出來，同時對演奏者在演奏過程中出現(xiàn)問題的章節(jié)突顯出來。同時翻頁軟件處理模塊將根據(jù)演奏者的演奏曲目與標(biāo)準曲目實時比對時，自動識別到頁尾音符時，給中央處理器一個翻頁控制信號，中央處理器對頻譜顯示進行自動翻頁處理。所述具體實施案例僅為本實用新型的較佳實施案例，并非用來限定本實用新型的實施范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本實用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求1.一種多功能電子琴譜，包括結(jié)構(gòu)部件、顯示終端和控制系統(tǒng)，顯示終端和控制系統(tǒng)安裝在結(jié)構(gòu)部件內(nèi)，控制系統(tǒng)連接控制顯示終端，其特征是所述控制系統(tǒng)包括中央處理器、存儲器、讀譜識別模塊、同步琴譜跟蹤顯示模塊、電源模塊、輸入/輸出接口電路和翻頁控制模塊；電源模塊為控制系統(tǒng)供電；存儲器、讀譜識別模塊、同步琴譜跟蹤顯示模塊、電源模塊、輸入/輸出接口電路和翻頁控制模塊連接中央處理器；所述中央處理器輸出控制信號給同步琴譜跟蹤顯示模塊、存儲器、電源模塊和輸入/輸出接口電路；讀譜識別模塊包括音頻輸入電路、音頻識別電路和音頻解析電路；所述音頻輸入電路的輸出端連接音頻識別電路的輸入端，音頻識別電路輸出端連接音頻解析電路的輸入端， 音頻解析電路的輸出端連接中央處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電子琴譜，其特征是還包括觸摸屏控制模塊，觸摸屏控制模塊連接中央處理器；所述顯示終端是觸控屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能電子琴譜，其特征是還包括錄音回放模塊，錄音回放模塊連接中央處理器，中央處理器輸出控制信號給錄音回放模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能電子琴譜，其特征是所述輸入/輸出接口電路包括存儲卡接口電路和USB接口電路；存儲卡接口電路和USB接口電路都與中央處理器的輸入/ 輸出接口連接。
專利摘要一種多功能電子琴譜，包括結(jié)構(gòu)部件、顯示終端和控制系統(tǒng)，顯示終端和控制系統(tǒng)安裝在結(jié)構(gòu)部件內(nèi)，控制系統(tǒng)連接控制顯示終端。所述控制系統(tǒng)包括中央處理器、存儲器、讀譜識別模塊、同步琴譜跟蹤顯示模塊、電源模塊、輸入/輸出接口電路和翻頁控制模塊；電源模塊為控制系統(tǒng)供電；存儲器、讀譜識別模塊、同步琴譜跟蹤顯示模塊、電源模塊、輸入/輸出接口電路和翻頁控制模塊連接中央處理器；所述中央處理器輸出控制信號給同步琴譜跟蹤顯示模塊、存儲器、電源模塊和輸入/輸出接口電路；本琴譜為樂器愛好者提供了一種具有自動實時對演奏曲與標(biāo)準演奏曲進行識別后，將演奏者演奏的樂曲在顯示模塊中顯示出來的同時，對演奏者在演奏過程中出現(xiàn)問題的章節(jié)突顯出來的多功能琴譜。
文檔編號G09B15/02GK202042171SQ20112008927
公開日2011年11月16日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者盧晗, 印俊, 李筱媛, 湯勇明, 邵康偉, 鄭姚生 申請人:東南大學(xué)