一种利用生物电流的音乐控制装置及控制方法制造方法及图纸

一种利用生物电流的音乐控制装置及控制方法，其可通过手势实现人与音乐的交互，并可对音乐参数进行编辑或控制，其包括电极片、壳体、安装于壳体内部的控制芯片U1、手势控制模块，电极片贴装于植物叶片上，电极片与控制芯片U1电连接，控制芯片U1通过MIDI信号传输通道与控制器连接，手势控制模块包括手势传感器、Arduino Lilypad，控制芯片U1内设置有模数转换模块、比较模块，一种音频控制的方法，其包括以下步骤：变量初始化、获取植物叶片上的电位值、对电位值与预先设定的电位阈值进行比较、将电位值转化为MIDI信号、将MIDI数据输送给控制器、通过手势传感器检测手势动作、控制器根据手势动作控制音频的响度、振幅、压缩及混响。

A music control device and control method using biological current

【技术实现步骤摘要】
一种利用生物电流的音乐控制装置及控制方法
本专利技术涉及人机交互
，尤其涉及一种利用生物电流的音乐控制装置及控制方法。
技术介绍
随着音频控制技术的发展，出现了通过触碰植物进行音乐演奏、丰富音乐创作的全新人机交互体验方式，公告号为CN106601219A的专利文献公开了一种用植物奏乐的乐器，其基于检测人触碰植物不同位置所产生的电信号变化、并将其转化为不同音频控制信号的系统和方法，也就是通过触摸植物来播放不同频率的声音，其主要包括：植物盆、用于检测人触碰植物不同位置所产生的电信号变化的检测模块、用于输出电信号至所述检测模块,并根据电信号变化产生不同的音频控制信号的控制芯片U1、用于接收到控制芯片U1因人触碰植物不同位置而输出的音频控制信号并输出不同频率声音的音频播放模块，其还公开了一种用植物奏乐的乐器控制方法，其可以通过触摸植物来创作音乐的全新人机交互体验,触碰植物不同部位可以发出不同的频率的声音，然而此方法未能将电信号或音频控制信号转换为现代音乐制作人使用数字音乐工作站、电子乐器时频繁使用的MIDI信号、用户不能对声音的各项参数进行控制和调整，比如自由调整音调的高低、响度的大小；交互方式上依靠触摸植物的位置的变化来改变音高，但是音高和位置没有明确的逻辑对应关系，因此不便于用户判断；创作音乐时只能先录音再通过其他方法进行后期调整，对于音乐创作来说具有相当的局限性。手势识别是计算机科学和语言技术中的一个主题，目的是通过数学算法来识别人类手势，手势可以源自任何身体运动或状态，但通常源自面部或手，本领域中的当前焦点包括来自面部和手势识别的情感识别，用户可以使用简单的手势来控制或与设备交互，而无需接触他们。从而在机器和人之间搭建比原始文本用户界面或甚至GUI（图形用户界面）更丰富的桥梁。Anapproachtonaturalgestureinvirtualenvironment，pages180-182.GestureBasedInteractionNUI:AnOverview,pages633-635.等文献都对此技术作了详细的介绍，手势识别使人们能够与机器（HMI）进行通信，并且无需任何机械设备即可自然交互，使用手势识别的概念，可以将手指指向计算机屏幕，使得光标将相应地移动，这可能使常规输入设备（如鼠标，键盘甚至触摸屏）变得冗余，将手势识别运用在电子音乐创作中具有创新性，这一方式能够让音乐人摆脱用一手操作键盘、另一手移动鼠标来创作数字音乐或用双手演奏单一乐器的局限性，让音乐人既能用单手完成操作传统机械旋钮的复杂指令，又能通过双手进行多个音轨、多种通道的协奏，使得音乐人在使用多种多样的设备进行创作时能更加灵活。但现阶段就用手势识别技术直接替代传统的交互手段，并不一定意味着高效和进步，手势识别技术的应用场景和与之相匹配的其他系统的更新是这项技术能否带来交互变革的难点。现有技术中还提供了一种将哼唱旋律转换为MIDI旋律的转换方法，公开号为CN105244021B，其采用一种基于相邻或间邻哼唱音符音程分析的哼唱旋律的调性分析法。即先估算实际哼唱相邻或间邻哼唱音符的音程，而后再在音程序列上估算哼唱旋律的调性。并由此建立期望哼唱旋律的估算模型。这种方法是将声音信号转为MIDI信号，涉及到语音识别或合成技术，通过分析语音后可得到估算的音调，让MIDI旋律匹配语音识别的结果的，但是植物电信号本身不包含声音信息，需要对数据进行分析和转换才能得到和谐的MIDI旋律。又如公告号为CN206932773U的专利文献公开了一种智能植物音乐盆栽，其在花盆本体的内部底面上设有触摸传感器，触摸传感器用于采集植物被触摸信息，并将该信息传送给主控器，主控器根据收到的信息来控制扬声器，从而实现花盆能够随着碰触的节奏发出美妙的声音，提高用户体验，并且其在所述花盆本体的表面上设有七彩LED灯，在主控器的控制下，七彩LED灯能够跟随播放音乐的节奏闪烁，此专利技术是将对植物的触摸转化为音乐播放的开关，是一种和植物盆栽相结合的音乐播放器，无法达成人和音乐本身的交互。
技术实现思路
针对现有技术中存在的利用植物来演奏音乐的装置和设备在音乐参数上的不可编辑/不可控制性，以及交互方式局限性较大的问题，本专利技术提供了一种利用生物电流的音乐控制装置及控制方法，其可通过手势实现人与音乐的交互，并且在利用植物来演奏音乐时，可对音乐参数进行编辑或控制。一种利用生物电流的音乐控制装置，其包括电极片，所述电极片与所述控制器连接，所述控制器还连接有音频输出装置、发光二极管LED，其特征在于，其还包括壳体、安装于壳体内部的控制芯片U1、手势控制模块，所述电极片贴装于植物叶片上，所述电极片用于采集并传输植物的电信号数据，所述电极片与控制芯片U1电连接，所述控制芯片U1通过MIDI信号传输通道与控制器连接，所述手势控制模块包括手势传感器、ArduinoLilypad，所述手势传感器通过所述ArduinoLilypad与所述控制器连接；所述控制芯片U1内设置有模数转换模块、比较模块，所述模数转换模块用于将所述电极片传输的电信号数据转换为音符数据，所述比较模块用于将电信号数据与预先设定的电位阈值进行对比。其进一步特征在于，所述壳体上设置有音频接口U5、ArduinoLilypad接口U2、MIDI信号接口U4，所述音频接口U5一端与所述电极片电连接，所述音频接口U5另一端与所述控制芯片U1电连接，所述MIDI接口U4一端与所述控制芯片U1电连接，所述MIDI信号接口U4另一端与所述控制器电连接，所述ArduinoLilypad接口U2一端与所述手势传感器电连接，所述ArduinoLilypad接口U2另一端与所述控制器电连接；所述MIDI信号传输通道为USB-MIDI线；所述控制器为电脑、平板或手机；所述MIDI信号传输通道的数量与所述手势的数量一致，所述手势控制模块包括八种手势，八种手势分别用于控制八个所述MIDI信号传输通道，八种所述手势分别为上、下、左、右、前、后、左翻转、右翻转，所述上、下手势分别用于实现音频响度增加、减弱，所述左、右手势分别用于实现音频振幅增强、减弱，所述前、后手势分别用于实现音频压缩升高、降低，所述左翻转、右翻转分别用于实现音频混响增加、减弱；其还包括计时器芯片U3，所述计时器芯片U3通过导线分别连接发光二极管LED、所述控制芯片U1；所述音频接口U5、ArduinoLilypad接口U2、MIDI信号接口U4、计时器芯片U3与所述控制芯片U1连接的电路包括电阻R1、R2、有源电容C1，所述音频接口U5的2端口分别连接电阻R2一端、计时器芯片U3的7管脚，所述音频接口U5的3端口连接所述计时器芯片U3的2、6管脚，所述电阻R2另一端分别连接所述计时器芯片U3的4、5管脚、电池BAT负极、控制芯片U1的7、20管脚、滑动电阻R3的3端口、ArduinoLilypad接口U2的1管脚、所述电阻R1一端，所述MIDI信号接口U4的1管脚连接所述控制芯片U1的1、2、3管脚，所述MIDI信号接口U4的2管脚连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用生物电流的音乐控制装置，其包括电极片，所述电极片与所述控制器连接，所述控制器分别与音频输出装置、发光二极管LED连接，其特征在于，其还包括壳体、安装于壳体内部的控制芯片U1、手势控制模块，所述电极片贴装于植物叶片上，所述电极片用于采集并传输植物的电信号数据，所述电极片与控制芯片U1电连接，所述控制芯片U1通过MIDI信号传输通道与控制器连接，所述手势控制模块包括手势传感器、Arduino Lilypad，所述手势传感器通过所述Arduino Lilypad与所述控制器连接；所述控制芯片U1内设置有模数转换模块、比较模块，所述模数转换模块用于将所述电极片传输的电信号数据转换为音符数据，所述比较模块用于将电信号数据与预先设定的电位阈值进行对比。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用生物电流的音乐控制装置，其包括电极片，所述电极片与所述控制器连接，所述控制器分别与音频输出装置、发光二极管LED连接，其特征在于，其还包括壳体、安装于壳体内部的控制芯片U1、手势控制模块，所述电极片贴装于植物叶片上，所述电极片用于采集并传输植物的电信号数据，所述电极片与控制芯片U1电连接，所述控制芯片U1通过MIDI信号传输通道与控制器连接，所述手势控制模块包括手势传感器、ArduinoLilypad，所述手势传感器通过所述ArduinoLilypad与所述控制器连接；所述控制芯片U1内设置有模数转换模块、比较模块，所述模数转换模块用于将所述电极片传输的电信号数据转换为音符数据，所述比较模块用于将电信号数据与预先设定的电位阈值进行对比。


2.根据权利要求1所述的一种利用生物电流的音乐控制装置，其特征在于，所述控制器为电脑、平板或手机。


3.根据权利要求1所述的一种利用生物电流的音乐控制装置，其特征在于，所述壳体上设置有音频接口U5、ArduinoLilypad接口U2、MIDI信号接口U4，所述电极片通过所述音频接口U5与所述控制芯片U1连接，所述控制芯片U1通过MIDI接口U4与所述控制器连接，所述ArduinoLilypad通过所述ArduinoLilypad接口U2与所述控制器连接。


4.根据权利要求3所述的一种利用生物电流的音乐控制装置，其特征在于，其还包括计时器芯片U3，所述计时器芯片U3通过导线分别连接发光二极管LED、所述控制芯片U1。


5.根据权利要求4所述的一种利用生物电流的音乐控制装置，其特征在于，所述音频接口U5、ArduinoLilypad接口U2、MIDI信号接口U4、计时器芯片U3与所述控制芯片U1连接的电路包括电阻R1、R2、有源电容C1，所述音频接口U5的2端口分别连接电阻R2一端、所述计时器芯片U3的7管脚，所述音频接口U5的3端口连接所述计时器芯片U3的2、6管脚，所述电阻R2另一端分别连接所述计时器芯片U3的4、5管脚、电池BAT负极、控制芯片U1的7、20管脚、滑动电阻R3的3端口、ArduinoLilypad接口U2的1管脚、所述电阻R1一端，所述MIDI信号接口U4的1管脚连接所述控制芯片U1的1、2、3管脚，所述MIDI信号接口U4的2管脚连接所述电阻R1另一端，所述ArduinoLilypad接口U2的2管脚连接所述控制芯片U1的26管脚，所述ArduinoLilypad接口U2的3管脚连接所述控制芯片U1的25管脚，所述ArduinoLilypad接口U2的4管脚分别连接滑动电阻R3的1端口、控制芯片U1的22、8管脚电池BAT正极、所述发光二极管LED阴极、有源电容C1负极、计时器芯片U3的1管脚，所述滑动电阻R3的2端口连接所述控制芯片U1的23管脚，所述滑动电阻R3的3端口分别连接所述控制芯片U1的23管脚，所述计时器芯片U3的3管脚分别连接所述控制芯片U1的4管脚、发光二极管LED阳极。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张倩倩，阙周莹，苏靖璇，梁峭，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32