便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)，為解決現(xiàn)有設(shè)備不方便攜帶問題，其包括壓電陶瓷識(shí)音裝置和安裝有識(shí)音軟件的智能手機(jī)；壓電陶瓷識(shí)音裝置的輸出端通過導(dǎo)線或者無線傳輸方式與智能手機(jī)相連。識(shí)音軟件主要由通訊模塊、快速傅里葉變換模塊、音調(diào)識(shí)別模塊、常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫、音調(diào)評(píng)價(jià)模塊和用戶介面組成；內(nèi)置的樂器音調(diào)存儲(chǔ)在手機(jī)中的常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫內(nèi)。識(shí)音軟件用于分析壓電陶瓷識(shí)音裝置采集的電信號(hào)，并與內(nèi)置的樂器音調(diào)進(jìn)行匹配，同時(shí)還會(huì)評(píng)價(jià)樂器音調(diào)的精確度。壓電陶瓷識(shí)音裝置由壓電陶瓷、觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模組組成。其具有方便攜帶、能夠自動(dòng)評(píng)判常見樂器發(fā)出的樂音音調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。有了它，人們就可以方便快捷的在演奏前，對(duì)樂器的基本音調(diào)進(jìn)行精確的調(diào)試。
【專利說明】便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種識(shí)音設(shè)備，特別是涉及一種便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今人類的生活中，樂器的普及范圍越來越廣，人們對(duì)樂器的需求越來越高，由此衍生出的新興職業(yè)與科學(xué)技術(shù)也越來越多。為了滿足人們對(duì)樂器音調(diào)及音色的識(shí)別需求，歷史上出現(xiàn)過音叉工具。而隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，各種各樣的電子樂音音調(diào)辨別技術(shù)也在日趨發(fā)展，例如，市面上銷售的吉他拾音器、唱片播放器等，就是通過電磁技術(shù)，將樂音的音調(diào)、音色等進(jìn)行準(zhǔn)確表達(dá)。但是，現(xiàn)有識(shí)音設(shè)備普遍存在的不方便便攜帶的問題。
[0003]壓電陶瓷是一種人工制造的具有壓電效應(yīng)的多晶壓電材料。在受到外力而產(chǎn)生拉伸或壓縮時(shí)，壓電陶瓷的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，使材料相對(duì)的兩個(gè)表面出現(xiàn)等量異號(hào)電荷，外力越大，則表面電荷越多，這種效應(yīng)一般稱為正壓電效應(yīng)，表面電荷的符號(hào)視外力的方向而定。而當(dāng)這些材料遇到電場(chǎng)時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生機(jī)械形變，如果是交變電場(chǎng)，則會(huì)交替出現(xiàn)伸長(zhǎng)或壓縮，即發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，這種現(xiàn)象稱之為逆壓電效應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種方便攜帶、能夠自動(dòng)評(píng)判常見樂器發(fā)出的樂音音調(diào)的便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)。有了它，人們就可以方便快捷的在演奏前，對(duì)樂器的基本音調(diào)進(jìn)行精確的調(diào)試，而不需要依靠其它笨拙的裝置或個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來調(diào)音。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明便攜式的壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)包括壓電陶瓷識(shí)音裝置和安裝有識(shí)音軟件的智能手機(jī)；所述壓電陶瓷識(shí)音裝置的輸出端通過導(dǎo)線或者無線傳輸方式與所述智能手機(jī)相連。該發(fā)明的主要功能包括兩個(gè)方面，一是自動(dòng)樂器音調(diào)識(shí)別，二是音調(diào)誤差評(píng)價(jià)。彈奏者只需簡(jiǎn)單將壓電陶瓷識(shí)音裝置粘貼在樂器的共振箱上，另一端則通過線纜或者無線的方式連接到智能手機(jī)上，就可以打開樂器識(shí)音手機(jī)軟件進(jìn)行識(shí)音、調(diào)音，非常方便。當(dāng)彈奏者撥動(dòng)一個(gè)音調(diào)時(shí)，壓電陶瓷識(shí)音裝置的會(huì)檢測(cè)到壓電陶瓷產(chǎn)生的電信號(hào)，并放大、消除噪音，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后傳輸給智能手機(jī)上的樂器識(shí)音手機(jī)軟件。通過比對(duì)數(shù)字信號(hào)的測(cè)得頻率和內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率，就可以自動(dòng)識(shí)別出當(dāng)前樂器所彈奏的音調(diào)，并通過音調(diào)評(píng)價(jià)模塊給出具體的評(píng)價(jià)指數(shù)，這樣就可以指導(dǎo)彈奏者對(duì)該音調(diào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)，直到滿意為止。具有方便攜帶、能夠自動(dòng)評(píng)判常見樂器發(fā)出的樂音音調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]作為優(yōu)化，所述識(shí)音軟件用于分析壓電陶瓷識(shí)音裝置采集的電信號(hào)，并與內(nèi)置的樂器音調(diào)進(jìn)行匹配，同時(shí)還會(huì)評(píng)價(jià)樂器音調(diào)的精確度。
[0007]作為優(yōu)化，所述識(shí)音軟件主要由通訊模塊、快速傅里葉變換模塊、音調(diào)識(shí)別模塊、常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫、音調(diào)評(píng)價(jià)模塊和用戶介面組成；所述內(nèi)置的樂器音調(diào)存儲(chǔ)在手機(jī)中的常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫內(nèi)。
[0008]作為優(yōu)化，所述通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)與壓電陶瓷識(shí)音裝置交互、傳遞采集的數(shù)字信號(hào)；所述快速傅里葉變換模塊用于計(jì)算數(shù)字信號(hào)的頻譜，從而能夠測(cè)得輸入信號(hào)的頻率；所述常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫儲(chǔ)存的是軟件內(nèi)置的多種常見樂器音調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)頻率；所述音調(diào)識(shí)別模塊采用就近原則，匹配經(jīng)過快速傅里葉變換測(cè)得的頻率，以及內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率庫，從而可以方便的識(shí)別當(dāng)前樂器彈奏的音調(diào)；所述音調(diào)評(píng)價(jià)模塊用于對(duì)測(cè)得頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間存在誤差的程度進(jìn)行評(píng)價(jià)；所述用戶介面用于實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)與操作者之間的交互和信息交換。常見樂器能夠發(fā)出的所有樂音音調(diào)的頻率是不連續(xù)的，每?jī)蓚€(gè)相鄰樂音音調(diào)之間存在一定的頻率差。為了能夠讓常見樂器發(fā)出的聲音，都可被壓電陶瓷所發(fā)出的電信號(hào)頻率反映并識(shí)別，采用“就近原則”，即選取與測(cè)得頻率最相近的標(biāo)準(zhǔn)頻率所對(duì)應(yīng)的音調(diào)作為測(cè)得音調(diào)，并對(duì)兩者之間的誤差進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0009]作為優(yōu)化，以所述存在誤差程度進(jìn)行評(píng)價(jià)指導(dǎo)彈奏者對(duì)樂器進(jìn)行精確的調(diào)音，只有當(dāng)誤差小到一定程度的時(shí)候，軟件才會(huì)提示調(diào)音完成。評(píng)價(jià)體系采用簡(jiǎn)單的表格形式，例如當(dāng)吉他C音調(diào)的誤差大于IOHZ時(shí)，評(píng)價(jià)為差，10HZ-5HZ時(shí)，評(píng)價(jià)為中等，小于5HZ時(shí)，評(píng)價(jià)為好；所述通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)與壓電陶瓷識(shí)音裝置的數(shù)據(jù)傳輸模塊交互、傳遞采集的數(shù)字信號(hào)。
[0010]作為優(yōu)化，所述壓電陶瓷識(shí)音裝置由壓電陶瓷、觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模組組成；所述壓電陶瓷用于粘貼到樂器上，將樂器的聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；當(dāng)壓電陶瓷產(chǎn)生電信號(hào)后，會(huì)引起觸發(fā)電路以及后面的模塊開始工作；所述功率放大模塊用于放大壓電陶瓷產(chǎn)生的微弱電信號(hào)；所述噪音消除模塊采用低通濾波的方式來消除噪音；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成方便傳輸和軟件處理的數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將數(shù)字信號(hào)通過線纜或者無線的方式傳輸給智能手機(jī)；所述電源模組用于向除了壓電陶瓷以外其它所有模塊提供電源驅(qū)動(dòng)。
[0011]作為優(yōu)化，所述壓電陶瓷、觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊依次相連；所述電源模組通過供電線路分別與觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊相連；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊通過無線傳輸方式與所述智能手機(jī)相連或者通過數(shù)據(jù)線與所述智能手機(jī)信號(hào)輸入端相連。
[0012]作為優(yōu)化，所述壓電陶瓷為由兩面外層和中間層組成的三層結(jié)構(gòu)。
[0013]作為優(yōu)化，所述兩面外層為正極、中間層為負(fù)極，所述兩極分別接連接通所述觸發(fā)電路的兩根導(dǎo)線。
[0014]作為優(yōu)化，所述壓電陶瓷配有用于臨時(shí)固定在樂器共振部分或者共振區(qū)域的固定機(jī)構(gòu)。所述固定機(jī)構(gòu)為不干膠粘貼。
[0015]本系統(tǒng)充分利用了目前普及的智能手機(jī)，由軟硬件兩部分組成:硬件部分稱為壓電陶瓷識(shí)音裝置，在使用時(shí)，它會(huì)被粘貼在樂器上，通常是共振箱的位置；軟件部分為安裝在智能手機(jī)上的軟件，它用于分析壓電陶瓷識(shí)音裝置采集的電信號(hào)，并與內(nèi)置的樂器音調(diào)進(jìn)行匹配，同時(shí)還會(huì)評(píng)價(jià)樂器音調(diào)的精確度。
[0016]當(dāng)彈奏者撥動(dòng)一個(gè)音調(diào)時(shí)，壓電陶瓷識(shí)音裝置的觸發(fā)電路會(huì)檢測(cè)到壓電陶瓷產(chǎn)生的電信號(hào)，并啟動(dòng)功率放大、噪音消除等模塊，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后傳輸給智能手機(jī)上的樂器識(shí)音手機(jī)軟件。通過比對(duì)數(shù)字信號(hào)的測(cè)得頻率和內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率，就可以自動(dòng)識(shí)別出當(dāng)前樂器所彈奏的音調(diào)，并通過音調(diào)評(píng)價(jià)模塊給出具體的評(píng)價(jià)指數(shù)，這樣就可以指導(dǎo)彈奏者對(duì)該音調(diào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)，直到滿意為止。[0017]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)具有方便攜帶、能夠自動(dòng)評(píng)判常見樂器發(fā)出的樂音音調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。有了它，人們就可以方便快捷的在演奏前，對(duì)樂器的基本音調(diào)進(jìn)行精確的調(diào)試，而不需要依靠其它笨拙的裝置或個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來調(diào)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)中壓電陶瓷識(shí)音裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)中的軟件原理示意圖；
[0021]圖4-5是本發(fā)明便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)用于民謠吉它其中一根弦識(shí)音所獲得的C、E音調(diào)波形圖；
[0022]圖6-7是本發(fā)明便攜式的壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)用于民謠吉它其中一根弦識(shí)音所獲得的C、E音調(diào)頻率圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖所示，本發(fā)明便攜式的壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)包括壓電陶瓷識(shí)音裝置I和安裝有識(shí)音軟件的智能手機(jī)2 ;所述壓電陶瓷識(shí)音裝置I的輸出端通過導(dǎo)線或者無線傳輸方式與所述智能手機(jī)2相連。本系統(tǒng)充分利用了目前普及的智能手機(jī)，由軟硬件兩部分組成:硬件部分稱為壓電陶瓷識(shí)音裝置，在使用時(shí)，它會(huì)被粘貼在樂器上，通常是共振箱的位置；軟件部分為安裝在智能手機(jī)上的軟件，它用于分析壓電陶瓷識(shí)音裝置采集的電信號(hào)，并與內(nèi)置的樂器音調(diào)進(jìn)行匹配，同時(shí)還會(huì)評(píng)價(jià)樂器音調(diào)的精確度。
[0024]所述識(shí)音軟件用于分析壓電陶瓷識(shí)音裝置I采集的電信號(hào)，并與存儲(chǔ)在手機(jī)中的常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫內(nèi)的內(nèi)置樂器音調(diào)進(jìn)行匹配，同時(shí)還會(huì)評(píng)價(jià)樂器音調(diào)的精確度。所述識(shí)音軟件主要由通訊模塊、快速傅里葉變換模塊、音調(diào)識(shí)別模塊、常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫、音調(diào)評(píng)價(jià)模塊和用戶介面組成。所述通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)與壓電陶瓷識(shí)音裝置的數(shù)據(jù)傳輸模塊交互，傳遞采集的數(shù)字信號(hào)；所述快速傅里葉變換模塊用于計(jì)算數(shù)字信號(hào)的頻譜，從而能夠測(cè)得輸入信號(hào)的頻率；所述常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫是軟件內(nèi)置的多種常見樂器音調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)頻率，例如前面提到過的吉他C大調(diào)音階標(biāo)準(zhǔn)頻率；所述音調(diào)識(shí)別模塊采用就近原則，匹配經(jīng)過快速傅里葉變換測(cè)得的頻率，以及內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率庫，從而可以方便的識(shí)別當(dāng)前樂器彈奏的音調(diào)；所述音調(diào)評(píng)價(jià)模塊用于對(duì)測(cè)得頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間存在誤差的程度進(jìn)行評(píng)價(jià)；以所述存在誤差程度進(jìn)行評(píng)價(jià)指導(dǎo)彈奏者對(duì)樂器進(jìn)行精確的調(diào)音，只有當(dāng)誤差小到一定程度的時(shí)候，軟件才會(huì)提示調(diào)音完成。評(píng)價(jià)體系采用簡(jiǎn)單的表格形式，例如當(dāng)吉他C音調(diào)的誤差大于IOHZ時(shí)，評(píng)價(jià)為差，10HZ-5HZ時(shí)，評(píng)價(jià)為中等，小于5HZ時(shí)，評(píng)價(jià)為好。所述用戶介面用于實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)與操作者之間的交互和信息交換。
[0025]所述壓電陶瓷識(shí)音裝置I由配有用于臨時(shí)固定在樂器3共振部分(或者共振區(qū)域)不干膠粘貼的壓電陶瓷、觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模組組成；所述壓電陶瓷用于粘貼到樂器3上，將樂器的聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；當(dāng)壓電陶瓷產(chǎn)生電信號(hào)后，會(huì)引起觸發(fā)電路以及后面的模塊開始工作；所述功率放大模塊用于放大壓電陶瓷產(chǎn)生的微弱電信號(hào)；所述噪音消除模塊采用低通濾波的方式來消除噪音；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成方便傳輸和軟件處理的數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將數(shù)字信號(hào)通過線纜或者無線的方式傳輸給智能手機(jī)2 ;所述電源模組用于向除了壓電陶瓷以外其它所有模塊提供電源驅(qū)動(dòng)。
[0026]所述壓電陶瓷、觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊依次相連；所述電源模組通過供電線路分別與觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊相連；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊通過無線傳輸方式與所述智能手機(jī)相連或者通過數(shù)據(jù)線與所述智能手機(jī)信號(hào)輸入端相連。
[0027]所述壓電陶瓷為由兩面外層和中間層組成的三層結(jié)構(gòu)。所述兩面外層為正極、中間層為負(fù)極，所述兩極分別接連接通所述觸發(fā)電路的兩根導(dǎo)線。具體可以為PZT5H壓電陶瓷。
[0028]圖2為壓電陶瓷識(shí)音裝置的結(jié)構(gòu)，從左到右依次為
[0029]壓電陶瓷:和前面做的實(shí)驗(yàn)一樣，會(huì)有一片壓電陶瓷粘貼到樂器上，從而將樂器的聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；
[0030]觸發(fā)電路:當(dāng)壓電陶瓷產(chǎn)生了電信號(hào)后，會(huì)引起觸發(fā)電路以及后面的模塊開始工作，這樣做的目的是為了節(jié)省電力，以及減少與智能手機(jī)的通訊量；
[0031]功率放大模塊:壓電陶瓷只能產(chǎn)生微弱的電信號(hào)，必須首先將其功率放大，才能進(jìn)行后續(xù)的處理；
[0032]噪音消除模塊:噪音無處不在，尤其是功率放大之后，噪音更加明顯，必須要將其消除，才能提高音調(diào)識(shí)別的準(zhǔn)確率，這里我們采用低通濾波的方式來消除噪音；
[0033]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊:將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成方便傳輸和軟件處理的數(shù)字信號(hào)；
[0034]數(shù)據(jù)傳輸模塊:將數(shù)字信號(hào)通過線纜或者無線的方式傳輸給智能手機(jī)。
[0035]另外，除了壓電陶瓷不需要電源外，其它所有的模塊都需要通過電源模組進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0036]圖3為樂器識(shí)音手機(jī)軟件的結(jié)構(gòu)，具體如下
[0037]通訊模塊:與壓電陶瓷識(shí)音裝置的數(shù)據(jù)傳輸模塊交互，傳遞采集的數(shù)字信號(hào)；
[0038]快速傅里葉變換模塊:該模塊計(jì)算數(shù)字信號(hào)的頻譜，從而能夠測(cè)得輸入信號(hào)的頻率；
[0039]常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫:軟件內(nèi)置了多種常見樂器音調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)頻率，例如前面提到過的吉他C大調(diào)音階標(biāo)準(zhǔn)頻率；
[0040]音調(diào)識(shí)別模塊:采用就近原則，匹配經(jīng)過快速傅里葉變換測(cè)得的頻率，以及內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率庫，從而可以方便的識(shí)別當(dāng)前樂器彈奏的音調(diào)；
[0041]音調(diào)評(píng)價(jià)模塊:由于測(cè)得頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間往往會(huì)存在一定的誤差，陔模塊會(huì)對(duì)這種誤差的程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，以此來指導(dǎo)彈奏者對(duì)樂器進(jìn)行精確的調(diào)音，只有當(dāng)誤差小到一定程度的時(shí)候，軟件才會(huì)提示調(diào)音完成，評(píng)價(jià)體系采用簡(jiǎn)單的表格形式，例如當(dāng)吉他C音調(diào)的誤差大于IOHZ時(shí)，評(píng)價(jià)為差，10HZ-5HZ時(shí)，評(píng)價(jià)為中等，小于5HZ時(shí)，評(píng)價(jià)為好；
[0042]用戶界面。
[0043]該發(fā)明的主要功能包括兩個(gè)方面，一是自動(dòng)樂器音調(diào)識(shí)別，二是音調(diào)誤差評(píng)價(jià)。彈奏者只需簡(jiǎn)單將壓電陶瓷識(shí)音裝置粘貼在樂器的共振箱上，另一端則通過線纜或者無線的方式連接到智能手機(jī)上，就可以打開樂器識(shí)音手機(jī)軟件進(jìn)行識(shí)音、調(diào)音，非常方便。[0044]當(dāng)彈奏者撥動(dòng)一個(gè)音調(diào)時(shí)，壓電陶瓷識(shí)音裝置的觸發(fā)電路會(huì)檢測(cè)到壓電陶瓷產(chǎn)生的電信號(hào)，并啟動(dòng)功率放大、噪音消除等模塊，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后傳輸給智能手機(jī)上的樂器識(shí)音手機(jī)軟件。通過比對(duì)數(shù)字信號(hào)的測(cè)得頻率和內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率，就可以自動(dòng)識(shí)別出當(dāng)前樂器所彈奏的音調(diào)，并通過音調(diào)評(píng)價(jià)模塊給出具體的評(píng)價(jià)指數(shù)，這樣就可以指導(dǎo)彈奏者對(duì)該音調(diào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈⒄{(diào)，直到滿意為止。
[0045]為了能更好的說明本發(fā)明的基本原理，我們用吉他C大調(diào)音階的波形實(shí)驗(yàn)來介紹。
[0046]本實(shí)驗(yàn)使用民謠吉他上的六根弦作為樂音的聲源，彈奏者通過撥弦獲得不同音調(diào)的樂音。所選取的聲源已進(jìn)行過精確的調(diào)音，能準(zhǔn)確發(fā)出C大調(diào)音階中從C到B的七個(gè)音。將壓電陶瓷識(shí)音裝置的壓電陶瓷粘貼在吉他的共鳴箱內(nèi)部。
[0047]本實(shí)驗(yàn)采集了在一根弦上彈奏C大調(diào)音階時(shí)，智能手機(jī)所顯示的壓電陶瓷電信號(hào)波形。實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次彈奏后立刻將所述安裝有識(shí)音軟件的智能手機(jī)定格。圖4-5給出了部分具有代表性的音調(diào)波形。圖6-7顯示的就是壓電陶瓷所發(fā)出的電信號(hào)頻譜。
[0048]下表為采用快速傅里葉變換測(cè)得的C大調(diào)音階頻率和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)音高頻率之間的比對(duì)。可以看到，所有測(cè)得的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間的誤差都在IOHZ以內(nèi)。所述快速傅里葉變換是離散傅里葉變換的快速算法，也可用于計(jì)算離散傅里葉變換的逆變換?？焖俑道锶~變換有廣泛的應(yīng)用，如數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算大整數(shù)乘法、求解偏微分方程等。快速傅里葉變換是可以觀察信號(hào)的頻譜。
[0049]測(cè)得頻率和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)音高頻率比對(duì)(HZ)
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式壓電陶瓷樂器識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于包括壓電陶瓷識(shí)音裝置和安裝有識(shí)音軟件的智能手機(jī)；所述壓電陶瓷識(shí)音裝置的輸出端通過導(dǎo)線或者無線傳輸方式與所述智能手機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于所述識(shí)音軟件用于分析壓電陶瓷識(shí)音裝置采集的電信號(hào)，并與內(nèi)置的樂器音調(diào)進(jìn)行匹配，同時(shí)還會(huì)評(píng)價(jià)樂器音調(diào)的精確度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于所述識(shí)音軟件主要由通訊模塊、快速傅里葉變換模塊、音調(diào)識(shí)別模塊、常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫、音調(diào)評(píng)價(jià)模塊和用戶介面組成；所述內(nèi)置的樂器音調(diào)存儲(chǔ)在手機(jī)中的常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于所述通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)與壓電陶瓷識(shí)音裝置交互、傳遞采集的數(shù)字信號(hào)；所述快速傅里葉變換模塊用于計(jì)算數(shù)字信號(hào)的頻譜，從而能夠測(cè)得輸入信號(hào)的頻率；所述常見樂器音調(diào)標(biāo)準(zhǔn)頻率庫儲(chǔ)存的是軟件內(nèi)置的多種常見樂器音調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)頻率；所述音調(diào)識(shí)別模塊采用就近原則，匹配經(jīng)過快速傅里葉變換測(cè)得的頻率，以及內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)頻率庫，從而可以方便的識(shí)別當(dāng)前樂器彈奏的音調(diào)；所述音調(diào)評(píng)價(jià)模塊用于對(duì)測(cè)得頻率與標(biāo)準(zhǔn)頻率之間存在誤差的程度進(jìn)行評(píng)價(jià)；所述用戶介面用于實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)與操作者之間的交互和信息交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于以所述存在誤差程度進(jìn)行評(píng)價(jià)指導(dǎo)彈奏者對(duì)樂器進(jìn)行精確的調(diào)音，只有當(dāng)誤差小到一定程度的時(shí)候，軟件才會(huì)提示調(diào)音完成；所述通訊模塊用于實(shí)現(xiàn)與樂電陶瓷識(shí)音裝置的數(shù)據(jù)傳輸模塊交互、傳遞采集的數(shù)字信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于所述壓電陶瓷識(shí)音裝置由壓電陶瓷、觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊和電源模組組成；所述壓電陶瓷用于粘貼到樂器上，將樂器的聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；當(dāng)壓電陶瓷產(chǎn)生電信號(hào)后，會(huì)引起觸發(fā)電路以及后面的模塊開始工作；所述功率放大模塊用于放大壓電陶瓷產(chǎn)生的微弱電信號(hào)；所述噪音消除模塊采用低通濾波的方式來消除噪音；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成方便傳輸和軟件處理的數(shù)字信號(hào)；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將數(shù)字信號(hào)通過線纜或者無線的方式傳輸給智能手機(jī)；所述電源模組用于向除了壓電陶瓷以外其它所有模塊提供電源驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于所述壓電陶瓷、觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊依次相連；所述電源模組通過供電線路分別與觸發(fā)電路、功率放大模塊、噪音消除模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊相連；所述數(shù)據(jù)傳輸模塊通過無線傳輸方式與所述智能手機(jī)相連或者通過數(shù)據(jù)線與所述智能手機(jī)信號(hào)輸入端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于所述壓電陶瓷為由兩面外層和中間層組成的三層結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于所述兩面外層為正極、中間層為負(fù)極，所述兩極分別接連接通所述觸發(fā)電路的兩根導(dǎo)線。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或者7或者8或者9所述識(shí)音系統(tǒng)，其特征在于所述壓電陶瓷配有用于臨時(shí)固定在樂器共振部分或者共振區(qū)域的固定機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】G10H1/44GK103544945SQ201310422920
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】湯子毅 申請(qǐng)人:湯子毅