一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法技术

本发明专利技术提出一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法。该方法采用麦克风矩阵对不同水平音质的钢琴拾音，声音信号经过麦克风和单片机转换为数字信号，且提取特征值作为已知音质水平的数据集，用于训练评价钢琴音质的神经网络模型。然后在现代电子琴的共鸣腔内排列组合放置不同种类的已编号的三维扬声器阵列，通过控制模块、单片机、驱动器、继电器控制待播放的扬声器阵列组合，播放相同旋律，使用同样的麦克风矩阵拾音，并将阵列样本输入神经网络进行评分，得出最佳的扬声器阵列设计方案，指导现代电子琴的制作。

A modern electronic organ production method based on loudspeaker array design

The invention provides a modern electronic organ production method based on loudspeaker array design. In this method, the microphone matrix is used to pick up the piano timbre of different levels. The sound signals are converted into digital signals by microphone and single chip microcomputer. The eigenvalues are extracted as the data sets of known timbre levels. The neural network model is used to train and evaluate the piano timbre. Then, in the resonant cavity of modern electronic organ, different kinds of numbered three-dimensional loudspeaker arrays are arranged and assembled, and the same melody is played by controlling the array of loudspeakers to be played through the control module, MCU, driver and relay. The same microphone matrix is used to pick up the sound, and the array samples are input into the neural network. We can get the best design of loudspeaker array and guide the production of modern electronic organ.

【技术实现步骤摘要】
一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法
本专利技术涉及现代电子琴的扬声器阵列设计，尤其涉及通过设计现代电子琴的扬声器阵列摆放方式以达到改进电子琴音质效果的方法。
技术介绍
随着我国音乐教育意识的不断提升和人民生活水平的提高，越来越多的人萌发了学习琴类乐器的想法，很多学校也希望能开设相关方向的课程，将琴类音乐之美普及到大众。钢琴被称为“乐器之王”，在全频段的音质播放、欣赏体验丰富度和空间感以及演奏技艺的表达上有着非常杰出的表现。然而囿于价格、空间、维护成本、移动便捷性等各方面实际条件所限制，钢琴的普及存在一定实际难度。电子琴却以其成本相对较低、占地面积小、便于维护和移动等优点，在音乐普及教学中得到越来越广泛的应用。电子琴的音乐效果，给乐器初学者带来直观的音乐感受，在引起学生注意、激发情感共鸣方面也有很大贡献。早期的电子琴不论形式多么复杂，究其原理,都是由音源系统、音色形成电路、键盘系统、放大器、音响重放系统五个基本部分组成的。音源系统产生电震荡信号，振荡器可以是RC、LC或晶体滤波器。演奏者按动琴键，通过键盘开关，把音阶信号送到音色滤波器。音色滤波器改变基波与谐波的比例，产生具备各本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法，其特征在于采用麦克风矩阵录制多架已知音质水平的钢琴的阵列音源信息，将其作为训练样本输入神经网络，计算阵列音源中各个点之间的特征值，学习与训练神经网络，从而得到一个音质高的评判标准即神经网络模型；然后在现代电子琴的共鸣腔内排列组合放置不同种类的已编号的扬声器阵列，弹奏相同旋律，使用同样的麦克风矩阵录制，并将阵列声源样本输入神经网络进行评分；最后得到一种得分高的扬声器阵列组合形式，用于现代电子琴的制作。

【技术特征摘要】
1.一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法，其特征在于采用麦克风矩阵录制多架已知音质水平的钢琴的阵列音源信息，将其作为训练样本输入神经网络，计算阵列音源中各个点之间的特征值，学习与训练神经网络，从而得到一个音质高的评判标准即神经网络模型；然后在现代电子琴的共鸣腔内排列组合放置不同种类的已编号的扬声器阵列，弹奏相同旋律，使用同样的麦克风矩阵录制，并将阵列声源样本输入神经网络进行评分；最后得到一种得分高的扬声器阵列组合形式，用于现代电子琴的制作。2.根据权利要求1所述一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法，其特征在于设计过程中的录制音源是阵列音源，故在频域上选取阵列音源中各个采样点相对于发声位置的频域相关系数，在时域上按顺序绘制各个麦克风的延时曲线和响度曲线作为特征值，采用表达音色特征的MFCC系数作为特征数，一起输入神经网络。3.根据权利要求1所述的一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法，其特征在于所述的扬声器阵列是一个m*n*l的三维空间阵列，扬声器的种类包括高中低频三类；将扬声器从1开始编号，背后内置含有与序号相同的标签的无线通信模块；扬声器阵列的工作是通过一个阵列选择控制器来进行的，实现进行空间的选择。4.根据权利要求3所述的一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法，其特征在于扬声器阵列有N=m*n*l个阵元，那从N个阵元里面选择一些扬声器来工作，假设选M个,则有种选择的可能，M<N；测试时彼此独立，放置在多层塑料架子上。5.根据权利要求1所述的一种基于扬声器阵列设计的现代电子琴制作方法，其特征在于所述神经网络模型的学习与训练包含以下步骤：在安静的环境中，放...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹燕，李欣雯，韦岗，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44