一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】。該多功能古箏電子曲譜裝置包括顯示屏、拾音器、琴弦震動傳感夾子和電子曲譜處理裝置，拾音器和琴弦震動傳感夾子對古箏彈奏和調(diào)音信息進(jìn)行采集，并將采集到的信號傳送至電子曲譜處理裝置，電子曲譜處理裝置通過接收到的信號對古箏音頻信號、調(diào)音信號進(jìn)行分析處理，并將結(jié)果通過顯示屏進(jìn)行顯示。本裝置針對練習(xí)古箏過程中存在的各種問題設(shè)計(jì)了多種功能，如音符自動識別、錯誤識別、自動翻頁、調(diào)音、節(jié)拍處理等，解決了古箏愛好者練習(xí)古箏時無法判別琴弦發(fā)音、節(jié)奏是否準(zhǔn)確、曲目彈奏是否正確、無法實(shí)現(xiàn)自動翻頁等問題，滿足了古箏初學(xué)者的需求。
【專利說明】—種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是音頻信息處理及在傳統(tǒng)樂器方面的應(yīng)用技術(shù)，涉及一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]古箏，又名漢箏，是漢族民族傳統(tǒng)樂器中的箏樂器，屬于彈撥樂器。它是中國獨(dú)特的、重要的民族樂器之一。它的音色優(yōu)美、音域?qū)拸V、演奏技巧豐富，具有相當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)力，因此它深受廣大人民群眾的喜愛。據(jù)調(diào)查，現(xiàn)在中國約有幾百萬人在學(xué)習(xí)古箏。
[0003]對于一個古箏愛好者，在平時的練習(xí)過程中，會遇到很多不方便的地方，例如在彈奏過程中需要手動翻琴譜，這在一定的程度上影響了樂曲彈奏的連貫性；古箏在調(diào)弦的時候不容易調(diào)準(zhǔn)，這對初學(xué)者的學(xué)習(xí)也有一定的影響；在某些節(jié)奏變化較大、節(jié)奏較快的曲目中，練習(xí)時會經(jīng)常性地彈錯某些音符，倘若沒有及時改正就會影響整個樂曲的可欣賞性。
[0004]另一方面，隨著科技的高速發(fā)展，越來越多的電子產(chǎn)品進(jìn)入日常生活，給人們提供了巨大的方便，音頻信息處理技術(shù)也隨著電子技術(shù)的發(fā)展而得到廣泛應(yīng)用。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于電視屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜，有效地解決了廣大古箏愛好者在練習(xí)中遇到的種種問題和麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，用于解決古箏愛好者練習(xí)古箏時無法判別琴弦發(fā)音、節(jié)奏是否準(zhǔn)確、曲目彈奏是否正確、無法實(shí)現(xiàn)自動翻頁等問題，本裝置通過音頻信息處理技術(shù)，對古箏的琴音進(jìn)行識別分析，達(dá)到判別古箏練習(xí)者正確率以及幫助練習(xí)者提高古箏學(xué)習(xí)效果的目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，包括顯示屏、拾音器、琴弦震動傳感夾子和電子曲譜處理裝置，拾音器和琴弦震動傳感夾子對古箏彈奏和調(diào)音信息進(jìn)行采集，并將采集到的信號傳送至電子曲譜處理裝置，電子曲譜處理裝置通過接收到的信號對古箏音頻信號、調(diào)音信號進(jìn)行分析處理，并將結(jié)果通過顯示屏進(jìn)行顯示。
[0008]進(jìn)一步，所述電子曲譜處理裝置包括音頻輸入模塊、曲譜分析電路、曲譜對比電路、翻頁控制電路、琴弦震動檢測電路、調(diào)音指示電路、標(biāo)準(zhǔn)音產(chǎn)生電路、節(jié)拍產(chǎn)生電路、曲目音視頻存儲電路、曲目調(diào)用電路、功能設(shè)置電路、視頻輸出電路以及中央處理器；所述中央處理器用于控制各單元電路工作，古箏彈奏的聲音信號依次經(jīng)過音頻輸入模塊、曲譜分析電路、曲譜對比 電路和翻頁控制電路；琴弦震動檢測電路檢測到調(diào)音信號后將信號傳送至調(diào)音指示電路；通過對古箏的琴音進(jìn)行識別分析，達(dá)到判別古箏練習(xí)者彈奏的正確率，并對古箏的琴弦調(diào)音狀態(tài)在顯示屏上進(jìn)行顯示。
[0009]進(jìn)一步，所述電子曲譜處理裝置還包括遙控電路和遙控器，用于實(shí)現(xiàn)對所述電子曲譜裝置進(jìn)行無線遙控操作。[0010]進(jìn)一步，所述顯示屏為電視機(jī)屏幕，彈奏者可以根據(jù)自己的需要調(diào)整曲譜的字體、行間距的大小。利用電視機(jī)的屏幕顯示可以節(jié)約資源，從而不需要單獨(dú)購買電子顯示屏幕，做到了一物多用，資源的合理配置實(shí)現(xiàn)了最大化和最優(yōu)化。
[0011]進(jìn)一步，所述曲譜分析電路用于對古箏音頻電信號進(jìn)行頻譜分析，曲譜對比電路用于將曲譜分析電路的分析結(jié)果與節(jié)拍產(chǎn)生電路中存儲的原始曲目進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，并將結(jié)果傳送至中央處理器。
[0012]進(jìn)一步，所述琴弦震動檢測電路、調(diào)音指示電路及標(biāo)準(zhǔn)音產(chǎn)生電路用于實(shí)現(xiàn)調(diào)音功能；琴弦震動傳感夾子工作時接到古箏箏頭內(nèi)的弦軸上，將琴弦震動信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳送至琴弦震動檢測電路，琴弦震動檢測電路對電信號進(jìn)行整形處理后傳送至調(diào)音指示電路，調(diào)音指示電路將接收到的琴弦震動電信號與標(biāo)準(zhǔn)音產(chǎn)生電路產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)音電信號進(jìn)行對比，并將對比結(jié)果傳送至中央處理器。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供了一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，針對練習(xí)古箏過程中存在的各種問題設(shè)計(jì)了多種功能，如音符自動識別、錯誤識別、自動翻頁、調(diào)音、節(jié)拍處理等，解決了古箏愛好者練習(xí)古箏時無法判別琴弦發(fā)音、節(jié)奏是否準(zhǔn)確、曲目彈奏是否正確、無法實(shí)現(xiàn)自動翻頁等問題，滿足了古箏初學(xué)者的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說明:
[0015]圖1為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為裝置工作流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0018]圖1為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，本裝置包括顯示屏、拾音器、琴弦震動傳感夾子和電子曲譜處理裝置，拾音器和琴弦震動傳感夾子對古箏彈奏和調(diào)音信息進(jìn)行采集，并將采集到的信號傳送至電子曲譜處理裝置，電子曲譜處理裝置通過接收到的信號對古箏音頻信號、調(diào)音信號進(jìn)行分析處理，并將結(jié)果通過顯示屏進(jìn)行顯示。
[0019]本發(fā)明提供的多功能古箏電子曲譜裝置具有以下功能:
[0020]I)通過屏幕進(jìn)行顯示
[0021]現(xiàn)有的古箏曲譜字體很小，行間距也不大，彈奏者在一邊看曲譜一邊看琴弦的過程中會比較費(fèi)力。采用屏幕顯示，彈奏者可以根據(jù)自己的需要調(diào)整曲譜的字體、行間距的大小。
[0022]在本實(shí)施例中，利用電視機(jī)的屏幕進(jìn)行顯示，這樣可以節(jié)約資源，使用本裝置時不需要單獨(dú)購買電子顯示屏幕，從而做到了一物多用，資源的合理配置實(shí)現(xiàn)了最大化和最優(yōu)化。
[0023]2)音符自動識別功能，卡拉OK模式
[0024]彈奏者的視線在曲譜與琴弦之間轉(zhuǎn)換時容易出現(xiàn)看跳行的問題，采用卡拉OK模式，將彈奏者的進(jìn)度以顏色滾動的形式清晰地展現(xiàn)出來。[0025]3)錯誤識別功能
[0026]在某些節(jié)奏較快或者較難的曲目中，彈奏者可能會習(xí)慣性地彈錯某些小節(jié)。錯誤識別的功能可以將彈奏者彈錯的地方(與原曲譜不符的地方)標(biāo)紅。一曲彈完后，琴譜會自動總結(jié)出正確率和經(jīng)常彈錯的小節(jié)，彈奏者可以與上次練習(xí)時的正確率進(jìn)行對比，通過不斷提高正確率的方式達(dá)到練習(xí)的效果。本功能對于較為基礎(chǔ)的練習(xí)曲尤為適用。
[0027]4)自動翻頁功能
[0028]練習(xí)者在彈奏的時候需要手動翻頁，影響了樂曲的連貫性。自動翻頁功能根據(jù)練習(xí)者的進(jìn)度進(jìn)行自動的頁面轉(zhuǎn)換。
[0029]5)調(diào)音功能
[0030]古箏在變調(diào)時會給初學(xué)者造成一定的困難，如果沒有把音調(diào)準(zhǔn)，長期以往會影響練習(xí)者對音準(zhǔn)的判別力。調(diào)音功能可以幫助練習(xí)者調(diào)準(zhǔn)音。本調(diào)音功能結(jié)合了市場上調(diào)音器的主要功能。
[0031]6)節(jié)拍器功能
[0032]節(jié)拍器功能通過發(fā)出不同頻率的敲擊聲，幫助初學(xué)者更好地掌握樂曲的節(jié)奏。本節(jié)拍器功能結(jié)合了市場上的節(jié)拍器的主要功能。
[0033]7)將考級曲目，名師教學(xué)視頻、音頻錄入存儲芯片中
[0034]自學(xué)者或是練習(xí)者自己在家中練習(xí)時可以參照名師的教學(xué)視頻和演奏視頻自學(xué)，領(lǐng)會樂曲的情感內(nèi)涵，增強(qiáng)自己的自學(xué)能力。
[0035]8)多種工作模式
[0036]多功能古箏曲譜對于不同學(xué)習(xí)階段的人設(shè)計(jì)有不同的模式:練習(xí)模式、學(xué)習(xí)模式、演奏模式等。不同模式的側(cè)重點(diǎn)不同，例如練習(xí)模式側(cè)重指法順序，學(xué)習(xí)模式側(cè)重樂曲的準(zhǔn)確性和完整性，演奏模式側(cè)重樂曲的強(qiáng)弱快慢，情緒內(nèi)涵等，幫助學(xué)習(xí)者不斷進(jìn)步。
[0037]電子曲譜處理裝置包括音頻輸入模塊A、曲譜分析電路B、曲譜對比電路C、翻頁控制電路D、琴弦震動檢測電路H、調(diào)音指示電路F、標(biāo)準(zhǔn)音產(chǎn)生電路1、節(jié)拍產(chǎn)生電路J、曲目音視頻存儲電路K、曲目調(diào)用電路L、功能設(shè)置及遙控電路E、視頻輸出電路G以及中央處理器；所述中央處理器用于控制各單元電路工作，古箏彈奏的聲音信號依次經(jīng)過音頻輸入?！缞A、曲譜分析電路、曲譜對比電路和翻頁控制電路；琴弦震動檢測電路檢測到調(diào)音信號后將信號傳送至調(diào)音指示電路；通過對古箏的琴音進(jìn)行識別分析，達(dá)到判別古箏練習(xí)者彈奏的正確率，并對古箏的琴弦調(diào)音狀態(tài)在顯示屏上進(jìn)行顯示。
[0038]本裝置各部分具體工作原理如下:
[0039]I)音頻輸入接口 A及曲譜分析電路B
[0040]拾音器將接收到的古箏的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳送至音頻輸入接口 A，A對電信號進(jìn)行整形處理后送至曲譜分析電路B。
[0041]B對整形處理后的古箏音頻的電信號進(jìn)行頻譜分析，將分析結(jié)果送至中央處理器和C。
[0042]曲譜分析電路工作原理為:古箏彈奏信號轉(zhuǎn)換成電信號后利用信號處理手段，將時域信號變換成頻域信號，再進(jìn)行頻域分析，得到古箏彈奏信號的頻譜序列信號，完成曲譜分析功能。
[0043]2)曲譜對比電路C及翻頁控制電路D[0044]曲譜對比電路C將B傳來的分析結(jié)果與J中存儲的原始曲目進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，將結(jié)果送至中央處理器和翻頁控制電路D。
[0045]D將C傳來的對比結(jié)果進(jìn)行判斷，是否是本頁曲譜的末尾，若是，則向中央處理器發(fā)出翻頁信號。
[0046]曲譜對比電路的工作原理為:采用時域分析和頻域分析方法將原始曲目進(jìn)行分析，得到原始曲目的頻譜序列信號，并將此信號與曲譜分析電路B分析的古箏彈奏信號的頻譜序列信號進(jìn)行對比，產(chǎn)生對比結(jié)果。
[0047]翻頁控制原理為:中央處理器設(shè)置一指針，用于指示彈奏音符的進(jìn)度，它隨著古箏彈奏者彈奏的進(jìn)度在曲譜顯示器上移動，當(dāng)指針移動至一頁曲譜的末尾音符時，中央處理器輸出下一頁曲譜，通過視頻輸出電路G送至曲譜顯示屏。
[0048]3)琴弦震動檢測電路H、調(diào)音指示電路F及標(biāo)準(zhǔn)音產(chǎn)生電路I
[0049]琴弦震動傳感夾子工作時接到古箏箏頭內(nèi)的弦軸上，將琴弦震動信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳
[0050]送至H。
[0051]H琴弦震動的電信號進(jìn)行整形處理，并送至F。
[0052]I生成標(biāo)準(zhǔn)音電信號,傳送至F。
[0053]F對整形處理后的琴弦震動的電信號與標(biāo)準(zhǔn)音電信號進(jìn)行對比，對比結(jié)果傳至中央處理器。
[0054]琴弦震動檢測電路由震動傳感器、濾波器、運(yùn)算放大器、積分器等電路組成，琴弦傳感器的信號經(jīng)濾波器濾波后，以固定時間間隔的加速度輸出，再經(jīng)運(yùn)算放大器積分放大變換為速度信號，該信號通過積分器積分后得到位移，從而測得振動頻率。
[0055]標(biāo)準(zhǔn)音產(chǎn)生電路采用集成電路做成振蕩電路,該振蕩電路的振動由數(shù)字電路控制，其振動頻率為國際標(biāo)準(zhǔn)音頻率(如Al的振動頻率為440赫茲)。
[0056]調(diào)音指示電路將H測得的琴弦振動頻率和I產(chǎn)生的國際標(biāo)準(zhǔn)音頻率進(jìn)行對比，并將對比結(jié)果以刻度盤形式呈現(xiàn)在顯示屏上。
[0057]4)節(jié)拍產(chǎn)生電路J
[0058]J產(chǎn)生不同頻率的節(jié)拍信號，傳至中央處理器。節(jié)拍產(chǎn)生電路是按照古箏彈奏過程中的節(jié)拍需求，利用信號產(chǎn)生電路輸出以一組有強(qiáng)弱變化規(guī)律的單頻率音頻信號。
[0059]5 )曲目音視頻存儲電路K及曲目調(diào)用電路J
[0060]K存儲名師教學(xué)視頻、音頻，供曲目調(diào)用電路J調(diào)用演示，并作為C的標(biāo)準(zhǔn)參考。
[0061]J收到中央處理器的調(diào)用指示后在K中調(diào)取相應(yīng)的文件，傳送至中央處理器。
[0062]6 )功能設(shè)置及遙控電路E
[0063]E收到遙控器的遙控信號，根據(jù)各種應(yīng)用要求向中央處理器發(fā)出功能設(shè)置信號。
[0064]7)視頻輸出電路G
[0065]視頻輸出電路G將中央處理器處理的各種結(jié)果由電信號轉(zhuǎn)換為視頻信號，輸出至電視屏幕顯示。
[0066]圖2為裝置工作流程示意圖，如圖所示:
[0067]中央處理器接受各個電路傳輸?shù)男盘枺l(fā)出指令及視頻輸出電信號。中央處理器完成如音符自動識別、錯誤識別、自動翻頁、調(diào)音、節(jié)拍處理等功能。[0068]古箏愛好者開始學(xué)習(xí)前，將電子曲譜裝置電源開關(guān)打開，中央處理器首先初始化，等待用戶選擇相應(yīng)功能。
[0069]I)如果是選擇調(diào)音功能，通過對21根古箏琴弦逐一調(diào)試，中央處理器將琴弦震動信號與琴弦標(biāo)準(zhǔn)音對比，在電視屏幕上顯示調(diào)音的具體狀況，協(xié)助古箏愛好者調(diào)準(zhǔn)弦音。
[0070]2)如果是選擇訓(xùn)練功能，調(diào)用所需曲目，顯示于電視屏幕之上，中央處理器將愛好者彈奏的曲目進(jìn)行頻譜分析，并與標(biāo)準(zhǔn)的曲目進(jìn)行對比，實(shí)時顯示愛好者彈奏的正確與錯誤情況，便于練習(xí)者及時糾正錯誤，達(dá)到訓(xùn)練提高的目的。在這過程中，中央處理器通過每頁末尾音符和曲目末尾音符，及時判斷是否翻頁和曲目彈奏完畢等狀態(tài)，并在電視屏幕上做出相應(yīng)的顯示。
[0071]最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，其特征在于:包括顯示屏、拾音器、琴弦震動傳感夾子和電子曲譜處理裝置，拾音器和琴弦震動傳感夾子對古箏彈奏和調(diào)音信息進(jìn)行采集，并將采集到的信號傳送至電子曲譜處理裝置，電子曲譜處理裝置通過接收到的信號對古箏音頻信號、調(diào)音信號進(jìn)行分析處理，并將結(jié)果通過顯示屏進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，其特征在于:所述電子曲譜處理裝置包括音頻輸入模塊、曲譜分析電路、曲譜對比電路、翻頁控制電路、琴弦震動檢測電路、調(diào)首指不電路、標(biāo)準(zhǔn)首廣生電路、節(jié)拍廣生電路、曲目首視頻存儲電路、曲目調(diào)用電路、功能設(shè)置電路、視頻輸出電路以及中央處理器；所述中央處理器用于控制各單元電路工作，古箏彈奏的聲音信號依次經(jīng)過音頻輸入模塊、曲譜分析電路、曲譜對比電路、和翻頁控制電路；琴弦震動檢測電路檢測到調(diào)音信號后將信號傳送至調(diào)音指示電路；通過對古箏的琴音進(jìn)行識別分析，達(dá)到判別古箏練習(xí)者彈奏的正確率，并對古箏的琴弦調(diào)音狀態(tài)在顯示屏上進(jìn)行顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，其特征在于:所述電子曲譜處理裝置還包括遙控電路和遙控器，用于實(shí)現(xiàn)對所述電子曲譜裝置進(jìn)行無線遙控操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，其特征在于:所述顯示屏為電視機(jī)屏幕，彈奏者可以根據(jù)自己的需要調(diào)整曲譜的字體、行間距的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，其特征在于:所述曲譜分析電路用于對古箏音頻電信號進(jìn)行頻譜分析，曲譜分析電路將古箏彈奏信號轉(zhuǎn)換成電信號后，將時域信號變換成頻域信號，再進(jìn)行頻域分析，得到古箏彈奏信號的頻譜序列信號，完成曲譜分析功能；曲譜對比電路用于將曲譜分析電路的分析結(jié)果與節(jié)拍產(chǎn)生電路中存儲的原始曲目進(jìn)行頻譜對比，并將結(jié)果傳送至中央處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于屏幕顯示的多功能古箏電子曲譜裝置，其特征在于:所述琴弦震動檢測電路、調(diào)音指示電路及標(biāo)準(zhǔn)音產(chǎn)生電路用于實(shí)現(xiàn)調(diào)音功能；琴弦震動傳感夾子工作時接到古箏箏頭內(nèi)的弦軸上，將琴弦震動信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳送至琴弦震動檢測電路，琴弦震動檢測電路對電信號進(jìn)行整形處理后傳送至調(diào)音指示電路，調(diào)音指示電路將接收到的琴弦震動電信號與標(biāo)準(zhǔn)音產(chǎn)生電路產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)音電信號進(jìn)行對比，并將對比結(jié)果傳送至中央處理器。
【文檔編號】G09B15/00GK103871295SQ201410126209
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】王紫頤 申請人:王紫頤