用于教学的钢琴制造技术

用于教学的钢琴，属于钢琴技术领域。为了解决目前钢琴功能单一的问题。所述钢琴包括：控制模块根据设定的演奏曲控制显示器进行显示，演奏者根据所述显示演奏乐曲。通过控制模块控制摄像头记录钢琴使用者的手型动作。在钢琴的每个琴键的底部设置一个接触装置，当琴键按下时，接触装置产生信号，控制模块根据所述信号，与按键力度临界值进行按键力度对比，获得差值。在每个琴键底部设置一个推力式电磁铁，控制模块通过设定的演奏任务对推力式电磁铁输出电压，进而使钢琴演奏出设定的演奏任务，控制模块根据记录的信号，与按键力度临界值进行按键力度对比，获得差值。控制模块根据乐音信号进行乐音检测。本发明专利技术用于钢琴的练习。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】用于教学的钢琴，属于钢琴
。为了解决目前钢琴功能单一的问题。所述钢琴包括：控制模块根据设定的演奏曲控制显示器进行显示，演奏者根据所述显示演奏乐曲。通过控制模块控制摄像头记录钢琴使用者的手型动作。在钢琴的每个琴键的底部设置一个接触装置，当琴键按下时，接触装置产生信号，控制模块根据所述信号，与按键力度临界值进行按键力度对比，获得差值。在每个琴键底部设置一个推力式电磁铁，控制模块通过设定的演奏任务对推力式电磁铁输出电压，进而使钢琴演奏出设定的演奏任务，控制模块根据记录的信号，与按键力度临界值进行按键力度对比，获得差值。控制模块根据乐音信号进行乐音检测。本专利技术用于钢琴的练习。【专利说明】用于教学的钢琴
本专利技术属于钢琴
。
技术介绍
目前传统钢琴教育的方式，是由人工授课（包括乐理知识、演奏技巧、指法等）和 学生课后练习两个模块组成。在人工授课的过程中，学生大多为4至16岁的儿童。尽管钢 琴教师会以各种生动的方式将授课内容传授给学生，但依然存在输出形式单一，不够具象 化的缺点。学生课后练习的过程中由于没有老师在身旁指导，学生独自练琴存在积极性匮 乏和盲目性的缺陷。目前市场中有一种钢琴笔的产品，主要作用是在无人环境下通过电子 方式指导孩子学琴，但由于教材需要定制，语音教材售价昂贵导致销量极低。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前钢琴功能单一的问题，本专利技术提供一种用于教学的 钢琴。 本专利技术的用于教学的钢琴，所述钢琴包括显示器和控制模块，控制模块根据设定 的演奏曲控制显示器进行显示，演奏者根据所述显示演奏乐曲。 所述钢琴还包括摄像头，通过控制模块控制所述摄像头记录钢琴使用者的手型动 作。 所述钢琴还包括接触装置； 在所述钢琴的每个琴键的底部设置一个接触装置，当琴键按下时，接触装置产生 信号，并将所述信号发送给控制模块，控制模块对所述信号进行记录和保存，并生成MIDI 文件，控制模块根据记录的信号，与按键力度临界值进行按键力度对比，获得差值。 所述接触装置为接触式开关或微型压力传感器。 所述钢琴还包括推力式电磁铁，在所述钢琴的每个琴键的底部设置一个推力式电 磁铁，控制模块通过设定的演奏任务对推力式电磁铁输出电压，控制推力式电磁铁产生推 力进而使钢琴演奏出设定的演奏任务，控制模块根据记录的信号，与按键力度临界值进行 按键力度对比，获得差值。 所述钢琴还包括音色感应器，所述音色感应器，所述音色感应器设置在钢琴内部， 音色感应器采集的乐音信号发送给控制模块，控制模块根据乐音信号进行乐音检测。 所述控制模块根据乐音信号进行乐音检测包括如下步骤： 步骤一：将所述乐音信号分成M段短时分帧加窗信号，再对每段中的每帧加窗信 号进行时域分析，获得第m段短时分帧加窗信号的第i帧长Li: Li=CONiCliv(l/f/ )Xfs/fi,, 第m段短时分帧加窗信号的第i帧的标准基音频率为f/，，0)队是 整型常量，fa为国际标准高度，η为待识别音符与fa相差的半音数目，div为整除函数，f3为 乐音信号的采样频率，m= 1，…，M;M为正整数； 根据帧长Li,确定第m段短时分帧加窗信号的长度； 步骤二：对确定长度的第m段短时分帧加窗信号进行乐音端点检测，确定乐音信 号的起始点和结束点： 对第m段短时分帧加窗信号的短时能量及过零率特征分别进行估算，获得短时能 量特征门限和短时过零率特征门限，利用短时能量特征门限对浊音段或音乐段进行识别， 利用短时过零率特征门限对清音段或静音段进行准确判断，获得乐音信号的起始点和结束 占. 步骤三：对第m段短时分帧加窗信号的起始点和结束点之间的信号段进行基音检 测： 步骤三一：对起始点和结束点之间的信号段，取其前X个点组成信号序列； 步骤三二：根据信号序列的样点最大值，设定削波电平C; 步骤三三：根据设定的削波电平c，对信号序列进行三电平削波处理； 步骤三四：根据削波后的信号序列，求所述信号信号的修正自相关值序列； 步骤三五：求出所述修正自相关值序列中的第一个最大值Rmax，记下其对应的位置 P值； 步骤三六：求得基音频率A=fs/p，其中fs为信号的采样频率； 步骤三七：将求得的基音频率&与标准基音频率为fV对比，进行相应调整校准。 所述控制模块根据记录的信号，与按键力度临界值进行按键力度对比，获得差值 包括如下步骤： 对记录的信号进行离散化； 当按键力度第一次大于按键力度临界值时记录按键时间t0,当按键力度第一次小 于按键力度临界值时记录按键时间tl，其中to为按键按下启始时间，Ts=tl-to为按键 按下总时长； 在Ts时间内每隔IOms采样一次，记采样间隔为T，采到M个采样点； 采用递推平均滤波法对M个采样点进行一次滤波； 采用冒泡法对滤波后的M个采样点取得最大值； 对取得的最大值用中位数的方法进行平滑估计得到估计波峰值Hmax; 根据获得的t0、Ts和Hmax与标准数据t0'、Ts'和Hmax'，获得差值： Λt=t0 -t0' ； ΔΤ= ((Ts-Tsi )/Ts)X100% ； ΔH=((Hmax-Hmaxi ) /Hmax)X100% ； Λt为音符节奏差值，ΛT为音符节拍差值百分比，ΛH为按键力度差值百分比。 本专利技术的有益效果在于，本专利技术可以实现自动演奏、借助显示器1辅助演奏、借助 摄像头拍摄演奏手势、辅助演奏弹奏时进行录制、基音检测和力度检测的功能。本专利技术用简 洁、明确、准确的引导方式引导演奏者完成演奏。不需要复杂的乐理知识即可对钢琴进行演 奏，实现"零门槛"练琴。力度检测，可以完美记录演奏者在演奏过程中的每一个细节。100 % 保留了钢琴的触感及发声结构，确保联系者演奏真正的钢琴，达到练习效果。本专利技术可以对 任何一种钢琴进行改造，不局限于三角钢琴及立式钢琴的限制。基音检测，准确的指出演奏 中的错误与不足，并给出相应的对策，专业的提高学琴效率。对钢琴的适应性高，对不同音 色的钢琴进行校准，达到相同的教学效果。演奏者灵感突发进行创作或即兴演奏的时候，本 专利技术可以准确的记录出演奏的过程，抓住灵感突现的每一个瞬间。 【专利附图】【附图说明】 图1为【具体实施方式】一所述的用于教学的钢琴的原理示意图。 【具体实施方式】 【具体实施方式】 一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的用于教学的钢琴， 所述钢琴包括显示器1和控制模块，控制模块根据设定的演奏曲控制显示器1进 行显示，演奏者根据所述显示演奏乐曲。 本实施方式中显示器1可以显示琴键的图形，所述琴键的图形为： 琴键图形的长短代表按键时长，琴键图形的粗细分别代表钢琴上的黑键与白键， 琴键图形的颜色代表区间或者音轨，即使演奏者即使不懂任何乐理知识，依然可以演奏。 本实施方式中，琴键的图形还可以采用五线谱的形式实现，显示时，可以自动翻 页、滚屏和音符击打跳动等动态效果。 本实施方式将复杂的乐曲以简单明快的方式表达，让演奏者在近乎于游戏的体验 中获得演奏曲目的能力。提高幼儿的演奏兴趣，提高演本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于教学的钢琴，其特征在于，所述钢琴包括显示器(1)和控制模块，控制模块根据设定的演奏曲控制显示器(1)进行显示，演奏者根据所述显示演奏乐曲。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜瑞闻，
申请(专利权)人：杜瑞闻，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23