一种钢琴远程教学装置及其教学系统及其教学方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钢琴远程教学装置及其教学系统及其教学方法，包括话筒、高清摄像头、显示屏、录制模块、网络分析模块、音色比对模块以及智能提醒模块，所述钢琴本体上方且位于钢琴架上装配有高清摄像头，所述钢琴架上侧放置有话筒，所述收纳盒内部装配有显示屏，所述录制模块用于对钢琴教学音视频进行录制，并将录制成功的钢琴教学音视频存储至数据库中；所述音色比对模块用于对远程传输的钢琴教学音视频进行音色比对；所述网络分析模块用于对钢琴远程教学所用网络进行分析；所述智能提醒模块用于对学生端和教师端的网络异常情况进行提醒；本发明专利技术避免将因网络因素出现失真的钢琴音视频传输给学生用户，保障了钢琴远程教学的教学质量。

【技术实现步骤摘要】
一种钢琴远程教学装置及其教学系统及其教学方法
本专利技术远程教育
，涉及钢琴远程教学技术，具体是一种钢琴远程教学装置及其教学系统及其教学方法。
技术介绍
远程教育是采取多种媒体方式进行系统教学和通信联系的教育形式，是将课程传送给校园外的一处或多处学生的教育。现代远程教育则是指通过音频、视频(直播或录像)以及包括实时和非实时在内的计算机技术把课程传送的教育。现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式。计算机技术、多媒体技术、通信技术的发展，特别是因特网的迅猛发展，使远程教育的手段有了质的飞跃，成为高新技术条件下的远程教育。现代远程教育是以现代远程教育手段为主，兼容面授、函授和自学等传统教学形式，多种媒体优化组合的教育方式。钢琴远程教学时，不稳定的网络因素非常容易导致钢琴音视频传输出现失真等情况，不够准确的琴色、音色和音准传输给学生用户，由于学生用户不具备自我判断的能力，导致钢琴教学存在偏差，影响了钢琴远程教学效果和质量，为此，我们提出一种钢琴远程教学装置及其教学系统及其教学方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种钢琴远程教学装置及其教学系统及其教学方法。本专利技术所要解决的技术问题为：钢琴远程教学时，不稳定的网络因素非常容易导致钢琴音视频传输出现失真等情况，不够准确的琴色、音色和音准传输给学生用户，由于学生用户不具备自我判断的能力，导致钢琴教学存在偏差，影响了钢琴远程教学效果和质量。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种钢琴远程教学装置，包括钢琴架和放置在钢琴架上的钢琴本体，所述钢琴架的一侧固定安装有放置板，所述放置板上放置有钢琴本体，所述钢琴本体上侧安装有琴盖，所述钢琴架的一侧且位于放置板的下方安装有固定板，所述放置板下端两侧对称固定有支撑杆，所述支撑杆贯穿固定板，所述钢琴本体上方且位于钢琴架上装配有高清摄像头，所述钢琴架上侧放置有话筒，所述钢琴架上且位于钢琴本体的相对侧面固定安装有收纳盒，所述收纳盒上端面开设有进出口，所述收纳盒内部装配有升降机构，所述升降机构上侧装配有显示屏，所述显示屏通过进出口进出收纳盒。进一步地，所述升降机构包括连接件和伸缩气缸，所述收纳盒内部装配有伸缩气缸，所述显示屏下端两侧对称安装有连接件，伸缩气缸13通过连接件与显示屏相连接，所述固定板内部开设有通孔，且通孔与支撑杆相匹配。一种钢琴远程教学系统，包括控制器、学生端、数据库、数据采集模块、需求发布模块、录制模块、教师端、网络分析模块、音色比对模块以及智能提醒模块；钢琴架内部装配有控制器，所述控制器通讯连接有数据库，所述控制器通讯连接有若干个学生端，所述控制器通讯连接有教师端，所述数据库用于存储钢琴远程教学资料，所述学生端用于学生用户登录钢琴远程教学系统，所述教师端用于教师用户登录钢琴远程教学系统；所述数据采集模块用于获取钢琴教学音视频，并将钢琴教学音视频发送至控制器；所述录制模块用于对钢琴教学音视频进行录制，并将录制成功的钢琴教学音视频存储至数据库中；所述需求发布模块用于学生用户发布钢琴教学请求；所述音色比对模块用于对远程传输的钢琴教学音视频进行音色比对；所述网络分析模块用于对钢琴远程教学所用网络进行分析；所述智能提醒模块用于对学生端和教师端的网络异常情况进行提醒。进一步地，所述网络分析模块的具体分析过程如下：SS1：选取学生端的移动设备，并将移动设备记为u，u＝1，……，n；SS2：根据学生端所用移动设备接收钢琴教学音视频的下载速度和下载时长计算得到下载速度均值，并将下载速度均值标记为Xu；SS3：根据学生端所用移动设备发送钢琴教学音视频至网络分析模块的上传速度和上传时长计算得到上传速度均值，并将上传速度均值标记为Su；SS4：对学生端所用移动设备的信号强度、ping值计算平均值得到信号强度均值、ping均值，并依次标记为Qu和Ru；SS5：获取学生端所用移动设备的信号基站，并将该信号基站发射的信号扇区按照顺序分为o，o＝1，……，n；将信号基站发射的信号距离按照顺序依次分为p，p＝1，……，n；则将信号基站发送的信号区域表示为(o，p)；设定该信号区域的预设下载速度均值记为Xop；设定该信号区域的预设上传速度均值记为Sop；设定该信号区域的预设信号强度记为Qop；设定该信号区域的预设ping均值记为Rop；SS6：利用公式计算得到学生端所用移动设备的网速异常值Wu；式中，a1、a2、a3和a4均为预设比例系数固定数值；SS7：当学生端所用移动设备的网速异常值Wu大于设定阈值，则判断该学生端所用移动设备的网速异常，同时生成网速异常指令加载至控制器；SS8：控制器控制智能提醒模块对学生端的网络异常情况进行通知。进一步地，所述音色比对模块的具体比对过程如下：S1：获取教师用户在钢琴远程教学中所教钢琴曲目的音频图，并将该音频图设定为第一音频图；S2：钢琴远程音视频通过数据采集模块进行采集传输至学生端，获取远程传输后钢琴曲目的音频图，并将音频图设定为第二音频图；S3：随机在第一音频图上截取一段音频片段A1，相应的在第二音频图上截取与第一音频图相同起止时间的音频片段A2；S4：遍历音频片段A1获取得到振幅上限值ZA1max和振幅下限值ZA1min；遍历音频片段A2获取得到振幅上限值ZA2max和振幅下限值ZA2min；S5：遍历音频片段A1中所有的音频波长，获取得到音频片段A1中波长上限值BA1max和波长下限值BA1min；遍历音频片段A2中所有的音频波长，获取得到音频片段A1中波长上限值BA2max和波长下限值BA2min；S6：利用公式计算得出钢琴教学音视频的偏差值PC，具体计算过程如下：式中α和β均为预设比例；S7：若钢琴教学音视频的偏差值PC超过设定的偏差阈值，则判定钢琴远程教学音视频传输异常。一种钢琴远程教学方法，所述钢琴远程教学方法具体包括以下步骤：步骤一：钢琴本体搁置在钢琴架一侧的放置板上，琴盖遮盖在钢琴本体上侧，放置板下侧设置有支撑杆，放置板通过支撑杆实现稳定支撑，当进行钢琴远程教学时，教师用户开启琴盖，并通过教师端登录钢琴远程教学系统开启钢琴远程教学，学生用户通过学生端登录钢琴远程教学系统进行钢琴远程学习，显示屏上用于显示多个学生用户的上课情形；步骤二：教师用户依据钢琴曲目弹奏钢琴架上的钢琴，并进行钢琴授课讲解，高清摄像头将钢琴教学视频进行拍摄上传，话筒将授课信息和钢琴声音进行记录上传，学生用户通过学生端观看钢琴远程教学；步骤三：音色比对模块对远程传输的钢琴教学音视频进行音色比对，获取教师用户在钢琴远程教学中所教钢琴曲目的第一音频图和传输至学生端钢琴曲目的第二音频图，在第一音频图和第二音频图上截取一段相同的音频片段，分别遍历得到两个音频片段的振幅上限值、振幅下限值、波长上限值和波长下限值，利用公式计算得出钢琴教学音视频的偏差值，若钢琴教学音视频的偏差值超过设定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢琴远程教学装置，包括钢琴架(4)和放置在钢琴架(4)上的钢琴本体(1)，其特征在于，所述钢琴架(4)的一侧固定安装有放置板(9)，所述放置板(9)上放置有钢琴本体(1)，所述钢琴本体(1)上侧安装有琴盖(2)，所述钢琴架(4)的一侧且位于放置板(9)的下方安装有固定板(10)，所述放置板(9)下端两侧对称固定有支撑杆(8)，所述支撑杆(8)贯穿固定板(10)，所述钢琴本体(1)上方且位于钢琴架(4)上装配有高清摄像头(5)，所述钢琴架(4)上侧放置有话筒(3)，所述钢琴架(4)上且位于钢琴本体(1)的相对侧面固定安装有收纳盒(7)，所述收纳盒(7)上端面开设有进出口(11)，所述收纳盒(7)内部装配有升降机构，所述升降机构上侧装配有显示屏(6)，所述显示屏(6)通过进出口(11)进出收纳盒(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢琴远程教学装置，包括钢琴架(4)和放置在钢琴架(4)上的钢琴本体(1)，其特征在于，所述钢琴架(4)的一侧固定安装有放置板(9)，所述放置板(9)上放置有钢琴本体(1)，所述钢琴本体(1)上侧安装有琴盖(2)，所述钢琴架(4)的一侧且位于放置板(9)的下方安装有固定板(10)，所述放置板(9)下端两侧对称固定有支撑杆(8)，所述支撑杆(8)贯穿固定板(10)，所述钢琴本体(1)上方且位于钢琴架(4)上装配有高清摄像头(5)，所述钢琴架(4)上侧放置有话筒(3)，所述钢琴架(4)上且位于钢琴本体(1)的相对侧面固定安装有收纳盒(7)，所述收纳盒(7)上端面开设有进出口(11)，所述收纳盒(7)内部装配有升降机构，所述升降机构上侧装配有显示屏(6)，所述显示屏(6)通过进出口(11)进出收纳盒(7)。


2.根据权利要求1所述的一种钢琴远程教学装置，其特征在于，所述升降机构包括连接件(12)和伸缩气缸(13)，所述收纳盒(7)内部装配有伸缩气缸(13)，所述显示屏(6)下端两侧对称安装有连接件(12)，伸缩气缸13通过连接件(12)与显示屏(6)相连接，所述固定板(10)内部开设有通孔，且通孔与支撑杆(8)相匹配。


3.一种钢琴远程教学系统，其特征在于，包括控制器、学生端、数据库、数据采集模块、需求发布模块、录制模块、教师端、网络分析模块、音色比对模块以及智能提醒模块；
钢琴架(4)内部装配有控制器，所述控制器通讯连接有数据库，所述控制器通讯连接有若干个学生端，所述控制器通讯连接有教师端，所述数据库用于存储钢琴远程教学资料，所述学生端用于学生用户登录钢琴远程教学系统，所述教师端用于教师用户登录钢琴远程教学系统；
所述数据采集模块用于获取钢琴教学音视频，并将钢琴教学音视频发送至控制器；所述录制模块用于对钢琴教学音视频进行录制，并将录制成功的钢琴教学音视频存储至数据库中；所述需求发布模块用于学生用户发布钢琴教学请求；所述音色比对模块用于对远程传输的钢琴教学音视频进行音色比对；所述网络分析模块用于对钢琴远程教学所用网络进行分析；所述智能提醒模块用于对学生端和教师端的网络异常情况进行提醒。


4.根据权利要求3所述的一种钢琴远程教学系统，其特征在于，所述网络分析模块的具体分析过程如下：
SS1：选取学生端的移动设备，并将移动设备记为u，u＝1，……，n；
SS2：根据学生端所用移动设备接收钢琴教学音视频的下载速度和下载时长计算得到下载速度均值，并将下载速度均值标记为Xu；
SS3：根据学生端所用移动设备发送钢琴教学音视频至网络分析模块的上传速度和上传时长计算得到上传速度均值，并将上传速度均值标记为Su；
SS4：对学生端所用移动设备的信号强度、ping值计算平均值得到信号强度均值、ping均值，并依次标记为Qu和Ru；
SS5：获取学生端所用移动设备的信号基站，并将该信号基站发射的信号扇区按照顺序分为o，o＝1，……，n；将信号基站发射的信号距离按照顺序依次分为p，p＝1，……，n；则将信号基站发送的信号区域表示为(o，p)；设定该信号区域的预设下载速度均值记为Xop；设定该信号区域的预设上传速度均值记为Sop；设定该信号区域的预设信号强度记为Qop；设定该信号区域的预设ping均值记为Rop；
SS6：利用公式计算得到学生端所用移动设备的网速异常值Wu；式中，a1、a2、a3和a4均为预设比例系数固定数值；
SS7：当学生端所用移动设备的网速异常值Wu大于设定阈值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛瑾，
申请(专利权)人：佳木斯大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23