一种智能钢琴音律识别和自动调整系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能钢琴音律识别和自动调整系统及方法。本发明专利技术中的手机移动端通过WIFI模块连接主控制模块，将MIDI音乐文件传入主控制模块并启动工作，主控制模块将受到的MIDI文件进行解析并且包装成音符数据包，通过CAN总线模块将音符数据包对应分发到分控微处理器模块，分控制模块在其引脚形成对应的PWM波形输出到电磁螺线驱动模块，并由电磁螺线驱动模块驱动对应琴键发声，最后由音律传感器模块解析、评价音律质量，再将音律修改建议发回到主控板，重新对MIDI音乐文件的解析和播放进行调整。本发明专利技术大大减少了智能钢琴系统开发者的工作量并明显提高了智能钢琴的演奏质量。

A melody recognition intelligent piano and automatic adjustment system and method

The invention discloses an intelligent piano melody recognition and automatic adjustment system and method. The invention of the mobile phone mobile terminal through the WIFI module is connected with the main control module, MIDI music files into the main control module and start working, the main control module is MIDI file parsing and packaged in a note data packet through the CAN bus module will note data packets corresponding distributed to control microprocessor module, control module the corresponding PWM waveform output to the electromagnetic solenoid drive module in the pin, and the electromagnetic solenoid drive module drives the corresponding keyboard sound, and finally by the sound sensor module analysis, evaluation of quality and temperament, temperament is sent back to repair renovation on the main control board, adjusted to MIDI music file parsing and playback. The invention greatly reduces the workload of the developer of the intelligent piano system, and obviously improves the performance quality of the intelligent piano.

【技术实现步骤摘要】
一种智能钢琴音律识别和自动调整系统及方法
本专利技术涉及乐器智能控制领域，特别是一种智能钢琴音律识别和自动调整系统及方法。
技术介绍
随着数字通讯技术和计算机技术的广泛运用和不断进步，在音乐领域中，计算机音乐得到了推广，在满足人们对于音乐的需求同时，诞生了智能钢琴演奏系统等一些自动演奏乐器的设备。钢琴自动演奏系统是在传统的手弹钢琴上安装了智能计算机电子设备，这种智能的电子设备能够完美的控制钢琴自动演奏曲目。自动钢琴演奏系统的出现结合了高新技术，对整个人类社会文化的传播，文明的传承起着至关重要的作用。自动钢琴演奏系统的好坏关键是将MIDI音乐文件通过解析翻译最后转化为电磁驱动撞击琴键的机械发声过程。传统钢琴演奏过程对于演奏者的弹奏水平、演奏节奏、力度精确度要求十分之高，当然对于智能钢琴自动演奏系统也是一样。要用机械撞击发声来准确表现出一个MIDI单音符音乐事件的音长、音强，这需要大量的人力资源不断地进行测量、校准。而对于不同的钢琴、连接琴键的木板之间的轻微摩擦、钢琴所处的地理位置带来不同的湿度因素都会影响到整个系统的演奏效果。所以如何减少智能钢琴自动弹奏系统在开发过程中大量、繁重的音律本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能钢琴音律识别和自动调整系统，包括移动端应用模块、主控制模块、分控制模块、电磁螺线驱动模块、电源模块以及与该主控制模块分别连接的音律传感器模块、WIFI模块、CAN总线模块，所有部件集成一体，连接设置于钢琴中心位置，其特征在于：所述移动端应用模板，通过WIFI协议给主控制模块下发指令，并实时接受、存储、显示智能钢琴系统运行状况信息；所述主控制模板，通过WIFI协议等待接受移动端指令，对MIDI音乐文件进行格式解析，并负责将声音识别反馈信息发放到下级分控制模块；所述分控制模块，多个分控制模块接受主控制板指令，模块间协作控制八十八个琴键，具有实时并行处理能力、动态力度输出能力、存储播放评价反...

【技术特征摘要】
1.一种智能钢琴音律识别和自动调整系统，包括移动端应用模块、主控制模块、分控制模块、电磁螺线驱动模块、电源模块以及与该主控制模块分别连接的音律传感器模块、WIFI模块、CAN总线模块，所有部件集成一体，连接设置于钢琴中心位置，其特征在于：所述移动端应用模板，通过WIFI协议给主控制模块下发指令，并实时接受、存储、显示智能钢琴系统运行状况信息；所述主控制模板，通过WIFI协议等待接受移动端指令，对MIDI音乐文件进行格式解析，并负责将声音识别反馈信息发放到下级分控制模块；所述分控制模块，多个分控制模块接受主控制板指令，模块间协作控制八十八个琴键，具有实时并行处理能力、动态力度输出能力、存储播放评价反馈信息、间接处理音律反馈信息的能力；所述电磁螺线模块，与分控制模块引脚相连，通电后驱动钢琴按键底部的磁铁，撞击琴键使钢琴发声；所述电源模块，包含设置在钢琴内部的36V可充电电池，对整个钢琴控制系统进行供电；所述音律传感器模块，在环境中捕捉声音数据，对数据进行采样、量化、分析，将得到的分析数据反馈给主控制模块；所述WIFI模块，用于移动端与主控制模块的无线通讯，并对智能钢琴状况信息进行转发；所述CAN总线模块，用于主控制模块与分控制模块的区域通信，负责智能钢琴系统板间信息传递和交互；所述音律传感器模块包括两个部分，具体为：（1）利用数字麦克风作为接受琴声的音律感知模块，所述音律感知模块与音律识别模块相连相连，负责将环境中采集到的音律转为离散、可处理的音频数据再交由音律识别模块处理；（2）所述音律识别模块负责接受音律感知模块传来的离散音频数据，并对离散音频数据进行去噪声化处理、时域分析、频域分析、特征处理、音律识别，使音频数据更能体现出声音的本质；得到采集后琴声的音高、音长、音强的音频数据；通过与MIDI音乐文件中预判断的理想化音频数据做动态比较，根据动态比较的结果形成音频反馈修改建议并交由主控制模块处理。2.根据权利要求1所述的智能钢琴音律识别和自动调整系统，其特征在于，所述主控制模块采用i.MX287ARM工控板，基于ARM9内心为处理器核心；该主控制模块通过WIFI与移动端应用模块相连，通过CAN总线模块与分控制模块相连，通过串口输出模块与计算机相连。3.根据权利要求1所述的智能钢琴音律识别和自动调整系统，其特征在于，所述分控制模块采用STM32微处理器，通过CAN总线模块与主控制模块相连,通过引线与电磁螺线模块相连，具有实时并行处理能力、动态力度输出能力、存储播放评价反馈信息能力、间接处理音律反馈信息能力，具体如下：（1）实时并行处理能力：每个分控制模块负责控制十二个琴键，为每一个琴键的PWM波形产生创建一个线程，使得不同琴键之间不会互相阻塞；STM32微处理器的CAN总线模块具有接收到同步间隔字符的自动唤醒功能，接受到数据帧时处理器就会唤醒相应进程；（2）动态力度输出能力：在主控制模块和分控制模块的通信协议中还融入了变化力度的数据信息，分控制模块接受到指令后配合其定时器模块准确地控制力度逐级改变；（3）存储播放评价反馈信息能力：微处理器配有永久性存储介质Flash...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇建，蔡业胜，张桦，商吉利，王长横，沈敏儿，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33