一种虚拟扬琴系统技术方案

本发明专利技术公开了一种虚拟扬琴系统，属于音乐器械技术领域。该系统包括：演奏检测系统、动作分析系统、声音合成系统、播放器和音色库；演奏检测系统，用于检测琴弦的振动，并将检测到的振动信号发送给动作分析系统；动作分析系统，用于确定接收到的振动信号的振动特征，根据振动特征生成合成指令，并将合成指令发送给声音合成系统；声音合成系统，用于根据合成指令调用音色库中对应的音色，合成对应的音乐，并将音乐发送给播放器。本发明专利技术中使用音色库的声音替换扬琴本身发出的声音，且将MIDI技术应用在扬琴中，减少了扬琴对制作材料和制作工艺的依赖，解决了音质、音高等不统一的问题，降低了扬琴的生产成本。

A virtual dulcimer system

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟扬琴系统
本专利技术涉及音乐器械
，特别涉及一种虚拟扬琴系统。
技术介绍
扬琴，又称洋琴、打琴、铜丝琴、扇面琴、蝙幅琴、蝴蝶琴，击弦乐器，扬琴是中国常用的一种击弦乐器，表现力极为丰富，可以独奏、合奏或为琴书、说唱和戏曲伴奏，在民间器乐合奏和民族乐队中经常充当"钢琴伴奏"的角色，是一种不可缺少的主要乐器。传统扬琴的音色主要依靠扬琴本身的制作材料和制作工艺决定，而为了保证音质，有时则需要选用优质的材料进行制作，优质的材料及高超的制作工艺使扬琴的成本大幅度上升。另外，受制作工艺的影响，不同的扬琴音质有微小的差别，很难统一。因此，亟需一种不受制作材料和制作工艺影响的新型扬琴。
技术实现思路
为了解决相关技术中的问题，本专利技术实施例提供了一种虚拟扬琴系统，所述系统包括：演奏检测系统、动作分析系统、声音合成系统、播放器和音色库；所述演奏检测系统，用于检测琴弦的振动，并将检测到的振动信号发送给所述动作分析系统；所述动作分析系统，用于确定接收到的所述振动信号的振动特征，根据所述振动特征生成合成指令，并将所述合成指令发送给所述声音合成系统；所述声音合成系统，用于根据所述合成指令调用所述音色库中对应的音色，合成对应的音乐，并将所述音乐发送给所述播放器；所述播放器，用于播放接收到的所述音乐。可选地，所述演奏检测系统包括有压电陶瓷片，所述压电陶瓷片位于琴码内；所述检测琴弦的振动，包括：当演奏者敲击琴弦后，琴码接收到琴弦的振动，琴码内的压电陶瓷片检测到琴码的振动。可选地，所述振动特征包括：音高、力度、演奏法和音符，所述确定接收到的所述振动信号的振动特征，包括：分析所述振动信号的振动幅度和振动时间，确定出所述振动信号的力度和演奏法；对所述振动信号进行傅里叶变换，得到所述振动信号的频率，确定出所述振动信号的音高；基于所述振动信号，确定出对应的音符。可选地，所述基于所述振动信号，确定出对应的音符，包括：根据所述振动信号，从预先存储的振动信号与音符之间的对应关系中，确定出对应的音符。可选地，所述根据所述振动信号，从预先存储的振动信号与音符之间的对应关系中，确定出对应的音符之前，还包括：根据扬琴各自琴体单元内产生的振动，预先建立所述振动信号与音符之间的对应关系。可选地，所述合成指令为乐器数字接口MIDI指令。可选地，所述根据所述合成指令调用所述音色库中对应的音色，合成对应的音乐，并将所述音乐发送给所述播放器，包括：接收到所述合成指令后，从所述音色库中调用对应的音色，并对所述音色进行数字信号DSP处理；根据处理后的音色合成对应的音乐，然后对所述音乐进行数模转换，并发送给播放器。可选地，所述音色库存储于SD卡上；所述从所述音色库中调用对应的音符之前，还包括：将SD卡插在计算机设备中，下载对应的音色库，并烧录在所述SD卡中；将所述SD卡放回所述虚拟扬琴的声音合成系统中。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在本专利技术实施例中，本专利技术使用音色库的声音替换扬琴本身所发出的声音，且将MIDI技术应用在了扬琴中，从而可以减少扬琴对制作材料和制作工艺的依赖，进而解决了音质、音高等不统一的问题，降低了扬琴的生产成本；其次，本专利技术采用了压电陶瓷片贴在琴码上来检测琴弦的振动，压电陶瓷片的价格相对低廉，可以避免振动传感器的昂贵成本，既能保证准确检测到琴弦的振动，又可以进一步降低扬琴的生产成本；另外，本专利技术的音色库存储在SD卡上，每一个演奏者都可以优化SD卡上存储的音色库，也可以向SD卡上下载不同的音色，使得音色库可以满足不同演奏者的演奏需求，简单方便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种虚拟扬琴系统的结构框图；图2是本专利技术实施例提供的一种压电陶瓷片的位置示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。需要说明的是，除非另有定义，本专利技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例目的，不是旨在于限定本专利技术。本专利技术所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。以下将结合附图1-附图2对本专利技术实施例提供的一种虚拟扬琴系统进行详细介绍。图1是本专利技术实施例提供的一种虚拟扬琴系统的结构框图。参见图1，该系统包括：演奏检测系统、动作分析系统、声音合成系统、播放器和音色库。演奏检测系统，用于检测琴弦的振动，并将检测到的振动信号发送给动作分析系统；动作分析系统，用于分析接收到的振动信号的振动特征，根据振动特征生成合成指令，并将该合成指令发送给声音合成系统；声音合成系统，用于根据该合成指令调用音色库中对应的音符，合成对应的音乐，并将该音乐发送给播放器；播放器，用于播放接收到的音乐。进一步地，演奏检测系统可以包括有压电陶瓷片，参见图2，压电陶瓷片可以位于琴码内。此时演奏检测系统检测琴弦的振动的具体工作过程可以为：当演奏者敲击琴弦后，琴码接收到琴弦的振动，从而使得琴码内的压电陶瓷片也可以检测到琴码的振动。需要说明的是，压电陶瓷片具有敏感的特性，可以将极其微弱的机械振动转换成电信号，因而设置在琴码内的压电陶瓷片可以检测到琴码的振动，并将其转换成电信号，从而通过压电陶瓷片可以简单准确地检测到琴弦的振动。另外，压电陶瓷片的价格相对低廉，用压电陶瓷片来检测琴弦的振动，可以避免振动传感器的昂贵成本，大大降低制作成本。进一步地，振动特征包括：音高、力度、演奏法和音符，动作分析系统确定接收到的振动信号的振动特征的具体工作过程可以为：动作分析系统分析振动信号的振动幅度和振动时间，确定出振动信号的力度和演奏法；然后动作分析系统对该振动信号进行傅里叶变换，得到所述振动信号的频率，确定出该振动信号的音高；之后动作分析系统再根据振动信号，从预先存储的振动信号与音符之间的对应关系中，确定出对应的音符。需要说明的是，傅里叶变换是数字信号处理领域一种很重要的算法，傅里叶变换可以将原来难以处理的时域信号转换成易于分析的频域信号(信号的频谱)。还需要说明的是，音高是指各种不同声音的高低，即音的高度，音的高度是由振动频率决定的，两者成正相关关系；也就是说，振动频率可以代表音高。力度是指力量的强度，音的力度由振动的幅度决定，两者成正相关关系；也就是说，振动幅度可以代表音的力度。演奏法是指演奏每个音的方法节奏，即每个音的长度、力度等；也就是说，振动时间和振动幅度可以代表演奏法。由于演奏检测系统是随着时间顺序检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟扬琴系统，其特征在于，所述系统包括：演奏检测系统、动作分析系统、声音合成系统、播放器和音色库；/n所述演奏检测系统，用于检测琴弦的振动，并将检测到的振动信号发送给所述动作分析系统；/n所述动作分析系统，用于确定接收到的所述振动信号的振动特征，根据所述振动特征生成合成指令，并将所述合成指令发送给所述声音合成系统；/n所述声音合成系统，用于根据所述合成指令调用所述音色库中对应的音色，合成对应的音乐，并将所述音乐发送给所述播放器；/n所述播放器，用于播放接收到的所述音乐。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟扬琴系统，其特征在于，所述系统包括：演奏检测系统、动作分析系统、声音合成系统、播放器和音色库；
所述演奏检测系统，用于检测琴弦的振动，并将检测到的振动信号发送给所述动作分析系统；
所述动作分析系统，用于确定接收到的所述振动信号的振动特征，根据所述振动特征生成合成指令，并将所述合成指令发送给所述声音合成系统；
所述声音合成系统，用于根据所述合成指令调用所述音色库中对应的音色，合成对应的音乐，并将所述音乐发送给所述播放器；
所述播放器，用于播放接收到的所述音乐。


2.根据权利要求1所述的虚拟扬琴系统，其特征在于，所述演奏检测系统包括有压电陶瓷片，所述压电陶瓷片位于琴码内；所述检测琴弦的振动，包括：
当演奏者敲击琴弦后，琴码接收到琴弦的振动，琴码内的压电陶瓷片检测到琴码的振动。


3.根据权利要求1所述的虚拟扬琴系统，其特征在于，所述振动特征包括：音高、力度、演奏法和音符，所述确定接收到的所述振动信号的振动特征，包括：
分析所述振动信号的振动幅度和振动时间，确定出所述振动信号的力度和演奏法；
对所述振动信号进行傅里叶变换，得到所述振动信号的频率，确定出所述振动信号的音高；
基于所述振动信号，确定出对应的音符。


4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨娟，高亮，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14