本發(fā)明屬于樂器領(lǐng)域，特別涉及一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)、應用該系統(tǒng)的鋼琴、鋼琴糾錯管理系統(tǒng)平臺，以及一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出方法。

背景技術(shù)：

鋼琴(如圖1)作為現(xiàn)在社會漸漸普及的樂器，越來越多的被大家學習和演奏。面對現(xiàn)如今眾多的鋼琴初學者，如何敏銳的發(fā)現(xiàn)錯彈的音節(jié)并有效的糾正是急需解決的技術(shù)問題。隨著電子科技的進步，利用計算機協(xié)助解決上述技術(shù)問題有了大量的應用。比如針對解決錯彈音節(jié)的問題，中國專利CN200910053967.5公開了一種智能機器人識別鋼琴節(jié)奏并糾錯的方法，通過對彈奏的音調(diào)、節(jié)奏進行錄音，然后通過對比設(shè)定好的樂譜擬合出錯誤信息，但還是無法精準快速的實現(xiàn)音節(jié)的糾錯。但是上述技術(shù)問題的關(guān)鍵在于，如何將鋼琴每次案件的信息都記錄下來，現(xiàn)有技術(shù)有針對每次彈奏的聲音進行記錄的解決方案，但是該方案的誤差非常大。因此現(xiàn)有技術(shù)中，迫切需要一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)、以及利用該系統(tǒng)的鋼琴糾錯管理系統(tǒng)平臺。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明解決的第一個技術(shù)問題是提供了一種利用紅外線識別技術(shù)的鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)，具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)，該鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)主要設(shè)置在鋼琴的琴鍵下方，鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)包括若干紅外線發(fā)射裝置、若干紅外線接收裝置、控制總線、中央處理器、數(shù)據(jù)輸出接口、電路板；每個琴鍵下方均設(shè)有一個紅外線發(fā)射裝置和一個紅外線接收裝置，每個紅外線發(fā)射裝置發(fā)射的紅外線經(jīng)與其對應的所述琴鍵底部反射后，可以被相鄰的所述紅外線接收裝置接收并轉(zhuǎn)換為電信號后，電信號經(jīng)過控制總線傳遞給中央處理器，中央處理器根據(jù)預設(shè)的紅外線接收裝置可以識別的高度閾值來比較判斷琴鍵是否被按壓，當中央處理器判斷琴鍵被按壓后，生成音樂數(shù)字信號經(jīng)由所述數(shù)據(jù)輸出接口發(fā)送到與鋼琴相通訊的彈奏演示設(shè)備。

本發(fā)明的鋼琴包括但不限于三角鋼琴和立式鋼琴。

該系統(tǒng)中設(shè)有中央處理器處理電信號，中央處理器包括紅外線數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)值比較模塊、編碼生成模塊、編碼輸出模塊，

紅外線數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收來自紅外線接收裝置的電信號，并將電信號提供給數(shù)值比較模塊；

數(shù)值比較模塊，用于預設(shè)的紅外線接收裝置可以識別的高度閾值，并將該高度閾值與從紅外線數(shù)據(jù)接收模塊接收來的電信號進行比較；

編碼生成模塊，用于當紅外線數(shù)據(jù)接收模塊接收來的電信號大于高度閾值時，將電信號轉(zhuǎn)化為音樂數(shù)字信號；

編碼輸出模塊，用于將音樂數(shù)字信號提供給來自數(shù)據(jù)輸出接口的調(diào)用請求。

進一步優(yōu)選的是電路板包括主電路板、若干按鍵電路板，主電路板與按鍵電路板上均設(shè)有連接點，主電路板與按鍵電路板依次通過連接在連接點間的排線相連。

進一步優(yōu)選的是主電路板與按鍵電路板上均還設(shè)有通孔，通孔用于使用螺絲與鋼琴固定。

進一步優(yōu)選的是紅外線發(fā)射裝置為LED紅外發(fā)射器、紅外線接收裝置的總功率為500mA；音樂數(shù)字信號midi數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)輸出接口為USB接口。本發(fā)明的MIDI(Musical Instrument Digital Interface)，是指樂器數(shù)字接口。

進一步優(yōu)選的是位于同一琴鍵下的紅外線發(fā)射裝置6和紅外線接收裝置7可以水平或垂直排列。

本發(fā)明解決的第二個技術(shù)問題是提供了一種鋼琴糾錯管理系統(tǒng)平臺，該平臺利用前述系統(tǒng)發(fā)來的數(shù)字信號，在顯示屏上客觀直接的展現(xiàn)出演奏的按鍵順序，并自動識別出錯按、漏按等指法錯誤問題，為方便糾正錯誤提供指導依據(jù)，具體技術(shù)方案為：

鋼琴糾錯管理系統(tǒng)平臺包括交互界面控制模塊、記憶模塊、比較模塊、數(shù)據(jù)解碼模塊、接口模塊和播放模塊；

交互界面控制模塊為鋼琴彈奏者錄入用戶信息、向記憶模塊發(fā)出調(diào)取曲目指令；

記憶模塊用于保存預定曲目，收到來自交互界面控制模塊的調(diào)取指令后，向比較模塊提供該曲目數(shù)字信息；

比較模塊用于接收來自記憶模塊和數(shù)據(jù)解碼模塊的曲目數(shù)字信息，將比較結(jié)果信息傳遞給播放模塊；

接口模塊用于接收來自鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)的音樂數(shù)字信號，傳遞給數(shù)據(jù)解碼模塊進行解碼；

數(shù)據(jù)解碼模塊用于接收接口模塊發(fā)送來的音樂數(shù)字信號，解碼后發(fā)送給比較模塊進行與選定曲目比較；

播放模塊用于接收來自比較模塊的數(shù)字信息，以圖像的形式展現(xiàn)在播放屏幕上。

進一步優(yōu)選的是播放模塊包括虛擬琴鍵，虛擬琴鍵包括預設(shè)曲目顯示琴鍵和實際彈奏顯示琴鍵，預設(shè)曲目顯示琴鍵會依據(jù)曲目的音符顯示正確的按鍵；實際彈奏顯示琴鍵會在彈奏者按鍵錯誤時顯示第一顏色，正確時顯示第二顏色。

本發(fā)明解決的第三個技術(shù)問題是提供了一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出方法，具體包括如下步驟：

S1：在每個鋼琴的琴鍵下方各設(shè)置一個光源發(fā)射裝置和一個光源接收裝置；

S2：琴鍵可以反射有光源發(fā)射裝置發(fā)出的光形成反射光；

S3：為光源接收裝置預設(shè)一個檢測閾值，使光源接收裝置能夠只檢測大于檢測閾值的由步驟S2所發(fā)出的反射光，并形成電信號；

S4：將電信號轉(zhuǎn)碼為音樂數(shù)字信號。

本發(fā)明解決最后一個技術(shù)問題是提供了一種安裝本發(fā)明任一鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)的鋼琴。

本發(fā)明的有益效果在于，巧妙的利用了紅外線發(fā)生和接收裝置的配合，根據(jù)琴鍵位置來轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，實現(xiàn)了鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出。同時本發(fā)明的電路板為模塊化設(shè)計，便于組裝、設(shè)計合理。利用本發(fā)明的鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)的鋼琴糾錯管理系統(tǒng)平臺，能客觀直接的展現(xiàn)出演奏的按鍵順序，并自動識別出錯按、漏按等指法錯誤問題，為方便糾正錯誤提供指導依據(jù)。最后本發(fā)明還提供了一種利用光源接收裝置檢測大于檢測閾值的反射光原理的鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出方法，為本技術(shù)領(lǐng)域全新的方法。

附圖說明

圖1.為現(xiàn)有技術(shù)的三角鋼琴的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-1.為實施例1的裝有鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)鋼琴結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-2.為圖2-1中A部局部放大圖；

圖3-1.為實施例3的鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3-2.為圖3-1中B部局部放大圖；

圖4.為實施例1中未按壓琴鍵與紅外線相應裝置位置關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5.為實施例1中按壓琴鍵與紅外線相應裝置位置關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6.為實施例7中的鋼琴糾錯管理系統(tǒng)平臺示意圖；

圖7.為實施例2中鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)示意圖；

圖8.為實施例1中央處理器模塊運行示意圖；

圖9.為實施例1中預設(shè)曲目顯示琴鍵示意圖；

圖10.為實施例1中實際彈奏顯示琴鍵結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖2-1、2-2所示，本實施例提供了一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)，鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)5主要設(shè)置在鋼琴1的琴鍵3下方，鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)5包括88個紅外線發(fā)射裝置6、88個紅外 線接收裝置7、控制總線8、中央處理器9、數(shù)據(jù)輸出接口10、電路板11；每個琴鍵3下方均設(shè)有一個紅外線發(fā)射裝置6和一個紅外線接收裝置7，每個紅外線發(fā)射裝置6發(fā)射的紅外線經(jīng)與其對應的琴鍵3底部反射后，可以被相鄰的紅外線接收裝置7接收并轉(zhuǎn)換為電信號后，將電信號經(jīng)過控制總線8傳遞給中央處理器9，中央處理器9根據(jù)預設(shè)的紅外線接收裝置7可以識別的高度閾值來比較判斷琴鍵3是否被按壓，當中央處理器9判斷琴鍵3被按壓后，生成音樂數(shù)字信號經(jīng)由數(shù)據(jù)輸出接口10發(fā)送到與鋼琴1相通訊的彈奏演示設(shè)備。

實施例2

如圖7所示，實施例2的一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)與實施例1基本相同，其區(qū)別在于，中央處理器9包括紅外線數(shù)據(jù)接收模塊25、數(shù)值比較模塊26、編碼生成模塊27、編碼輸出模塊28，

紅外線數(shù)據(jù)接收模塊25，用于接收來自紅外線接收裝置7的電信號，并將電信號提供給數(shù)值比較模塊26；

數(shù)值比較模塊26，用于預設(shè)的紅外線接收裝置7可以識別的高度閾值，并將該高度閾值與從紅外線數(shù)據(jù)接收模塊25接收來的電信號進行比較；

編碼生成模塊27，用于當紅外線數(shù)據(jù)接收模塊25接收來的電信號大于所述高度閾值時，將電信號轉(zhuǎn)化為音樂數(shù)字信號；

編碼輸出模塊28，用于將音樂數(shù)字信號提供給來自數(shù)據(jù)輸出接口10的調(diào)用請求。

實施例3

如圖3-1、3-2實施例3的一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)與實施例2基本相同，其區(qū)別在于，電路板11包括主電路板12、若干按鍵電 路板13，主電路板12與按鍵電路板13上均設(shè)有連接點14，主電路板12與按鍵電路板13依次通過連接在連接點14間的排線15相連。

實施例4

繼續(xù)結(jié)合圖3-2所示，實施例4的一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)與實施例3基本相同，其區(qū)別在于，主電路板12與按鍵電路板13上均還設(shè)有通孔16，通孔16用于使用螺絲與鋼琴1固定。

實施例5

繼續(xù)結(jié)合圖3-2所示，實施例5的一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)與實施例4基本相同，其區(qū)別在于，紅外線發(fā)射裝置6為LED紅外發(fā)射器、紅外線接收裝置7的總功率為500mA；音樂數(shù)字信號midi數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)輸出接口10為USB接口，USB連接線17通過該接口與臺式電腦或平板電腦相連。

實施例6

繼續(xù)結(jié)合圖3-2所示，實施例6的一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)與實施例5基本相同，其區(qū)別在于，位于同一所述琴鍵3(黑鍵)下的所述紅外線發(fā)射裝置6和紅外線接收裝置7為水平排列，位于同一所述琴鍵3(白鍵)下的所述紅外線發(fā)射裝置6和紅外線接收裝置7為垂直排列。

實施例7

如圖6所示的鋼琴糾錯管理系統(tǒng)平臺18，包括交互界面控制模塊19、記憶模塊20、比較模塊21、數(shù)據(jù)解碼模塊22、接口模塊23和播放模塊24；

交互界面控制模塊19，為鋼琴彈奏者錄入用戶信息、向所述記憶模塊20發(fā)出調(diào)取曲目指令；

記憶模塊20，用于保存預定曲目，收到來自所述交互界面控制模塊19的調(diào)取指令后，向比較模塊20提供該曲目數(shù)字信息；

比較模塊20，用于接收來自記憶模塊20和數(shù)據(jù)解碼模塊22的曲目數(shù)字信息，將比較結(jié)果信息傳遞給播放模塊23；

接口模塊23，用于接收來自鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)5的音樂數(shù)字信號，傳遞給數(shù)據(jù)解碼模塊22進行解碼；

數(shù)據(jù)解碼模塊22，用于接收接口模塊23發(fā)送來的音樂數(shù)字信號，解碼后發(fā)送給比較模塊20進行與選定曲目比較；

播放模塊23，用于接收來自比較模塊20的數(shù)字信息，以圖像的形式展現(xiàn)在播放屏幕上。

實施例8

實施例8的一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出系統(tǒng)與實施例7基本相同，其區(qū)別在于，播放模塊23包括虛擬琴鍵29，虛擬琴鍵29包括預設(shè)曲目顯示琴鍵和實際彈奏顯示琴鍵，結(jié)合圖9所示，預設(shè)曲目顯示琴鍵會依據(jù)曲目的音符顯示正確的按鍵30；結(jié)合圖10所示，實際彈奏顯示琴鍵會在彈奏者按鍵錯誤時顯示第一顏色31，正確時顯示第二顏色32。

實施例9

為一種鋼琴鍵盤數(shù)字信號輸出方法，包括如下步驟：

S1：在每個鋼琴1的琴鍵3下方各設(shè)置一個光源發(fā)射裝置和一個光源接收裝置；

S2：琴鍵3可以反射有光源發(fā)射裝置發(fā)出的光形成反射光；

S3：為光源接收裝置預設(shè)一個檢測閾值，使光源接收裝置能夠只檢測大于檢測閾值的由步驟S2所發(fā)出的反射光，并形成電信號；

S4：將電信號轉(zhuǎn)碼為音樂數(shù)字信號。

以上所述實施例僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。