音乐输入系统，输入信号处理方法及键盘装置制造方法及图纸

一种计算机音乐输入系统，包括：　　　　键盘输入装置，包括由音乐输入键组成的音乐键键区和文字输入键组成的文字键键区，用于产生与所按动的按键对应的音乐或文字的按键代码；　　　　音乐处理装置，用于设置表示按键代码与音符之间的对应关系的键码转换表，接收输入装置产生的按键代码并将按键代码转换成特定的音符，并通过声音合成产生表示模仿乐器音色的音乐信号的数字信号；　　　　计算机声卡，用于将音乐处理装置产生的音乐的数字信号转换成模拟信号，并通过输出装置播放所输入的音乐。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种音乐输入系统，特别是一种用于计算机的音乐输入系统，输入信号处理方法以及所使用的音乐输入键盘装置。
技术介绍
随着计算机多媒体功能的迅速发展，计算机在电子音乐中发挥的作用愈发重要。将音乐输入计算机的常规技术是通过一种名为MIDI(Musical Instrument Digital Interface)的电子乐器数字接口来实现的。MIDI是为了便于在乐器、合成器、计算机之间传输音乐信息而设计的标准化通信协议，用于描述有关音乐事件以及音符性质。目前常见的MIDI电子音乐系统流程如图1所示。其中包括专门为电脑传送MIDI信号的输入装置11，音序器(Sequencer)12，MIDI音源13，功率放大器14和扬声器15。输入装置11采用MIDI键盘或带有MIDI接口的高级电子琴。MIDI键盘本身不带发声设备，而是利用其内部的特殊硬件装置直接产生MIDI信号。音序器12用于对MIDI信息进行编辑和控制。MIDI音源13用来在从音序器12接收到MIDI信号后发出相应的音频信号。音频信号经过功率放大器14放大后通过扬声器15播放。常规MIDI系统的输入装置通常成本昂贵，并且不具备文字输入的功能。计算机键盘作为最普通的输入设备，是电脑系统中极为重要的一个组件。计算机键盘一般由按键和控制电路组成。触动按键会接通与其对应的电路开关。键盘内的控制电路负责扫描开关阵列，检测其接通状态，产生相应的按键代码，并传输给计算机主机。键盘与电脑之间的信号传输可采用不同的方式，例如早期的AT接口，目前比较普及的PS/2接口或USB接口，以及通过红外线或无线电波接收的无线通讯方式。计算机主机母板上一般配有一个键盘控制器，负责系统与键盘的连接。它会把收到的键盘代码进一步转换成系统代码，存入缓冲区，并产生中断信号。键盘中断服务程序在收到中断信号后读取系统代码，并传给操作系统和其他应用软件作进一步处理。虽然几十年来计算机软、硬件技术均突飞猛进，但是相对而言，计算机键盘的设计还是基本保持原状，并没有太多变革性的发展。目前标准键盘主要有101键、104键、107键等。按键布局沿袭传统的打字机，一般是按QWERTY(得名于标准键盘第一行字母前六个键的排列)格式排列。比较新型的键盘包括人体工程学键盘和多媒体键盘。人体工程学键盘的设计目的是使键盘的形状更适合人体姿势，例如把左右手键区以一定角度分开，从而减轻手腕疲劳。多媒体键盘增添一些快捷键，通过驱动程序可以直接启动某些常用的应用程序。由于现有的计算机键盘主要是针对文字输入而设计的，所以并不适合音乐输入。归纳起来，将音乐输入电脑的现有技术方案主要有如下几种，而每种方式都存在着不足之处。1)目前比较通用的电子音乐输入方法是依靠专门的MIDI键盘或其他带有MIDI接口的数字乐器将音乐信号输入电脑，然后再利用支持MIDI协议的声卡播放音乐。MIDI键盘虽然可以提供高质量的音效和广泛的控制选择，但是造价昂贵。由于MIDI键盘中需要配置用来自动产生MIDI信号的硬件装置，它目前的价格往往比一个计算机键盘的价格贵十倍以上。所以这种输入方法主要是为了满足专业音乐人士的需求而设计的，难以被普通消费者所采用。另外MIDI系统组装过程较为繁琐，也会存在硬件之间的不匹配问题。这些因素妨碍了电脑音乐在广大消费者之间的普及。2)另一种方法是利用常规的计算机键盘或鼠标输入音符。然而计算机键盘或鼠标的形状与键盘类乐器相去甚远，用于音乐输入极不方便。虽然一些技术方案尝试着对此加以改进，但都不能从根本上解决问题。例如美国专利第5646648号、第6066795号、及第6351225号，提出将常规计算机键盘上的一些文字键同时赋予音乐输入的功能。其中第5646648号和第6351225号把标准电脑键盘最上排的功能键形状调整成长短交替状，以使其接近一个八音度的钢琴键。由于常规键盘功能键的数目和分布都受到局限，只能提供很有限的音域，所以演奏时必须经常触动特殊控制键才能转换到其它音域。此外，这些改进依然把文字输入作为主要目的，并没有提供理想的音乐输入效果，更谈不上实现音乐教学。这些弊端严重影响了它的实用性，使其难以推广。又如美国专利第6444888号，描述了一种特定的按键代码与音符的对应关系，使最常用的音符对应最方便的电脑键盘按键。这种方法的缺陷是一来用户熟悉这种对照关系有一定难度；二来由于它还是依赖于传统的计算机键盘，因此仍无法解决其对音乐输入的不适用性。3)再一种方法采用一个类似钢琴键盘的架子，架在电脑键盘之上，通过架子上的琴键触动下面的电脑键盘键钮以完成音乐输入。例如美国专利第4352313号、第4704940号、及第5971635号，描述了应用此种方法的几种设计方案。这些方法的缺陷在于琴键架子的大小、形状受电脑键盘的制约，难以提供通用的型号。使用时安装、拆卸过程也很繁琐。再有音乐信号必须经过两层按键的触动，带来不必要的延迟。另外许多现有的电脑键盘触动声音较大，也影响了音乐演奏的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以解决上述问题的计算机的音乐输入系统，输入信号的处理方法，以及具有多种功能的键盘输入装置。本专利技术的另一个目的是提供对输入信号的处理方法，将键盘信号转换成音乐信号，使电脑软件的优势能充分发挥出来。根据本专利技术的一个方面，提供一种计算机音乐输入系统，包括键盘输入装置，包括由音乐输入键组成的音乐键键区和由文字输入键组成的文字键键区，用于产生与所按动的按键对应的音乐或文字的按键代码；音乐处理装置，用于设置表示按键代码与音符之间的对应关系的键码转换表，接收输入装置产生的按键代码并将按键代码转换成特定的音符，并通过声音合成产生表示模仿乐器音色的音乐信号的数字信号；计算机声卡，用于将音乐处理装置产生的音乐的数字信号转换成模拟信号，并通过输出装置播放所输入的音乐。根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于计算机音乐输入系统的键盘输入装置，包括由音乐输入键组成的音乐键键区；由文字输入键组成的文字键键区；与外部按键的排列相对应的电子线路开关阵列，用于响应键盘输入装置上的键钮的触动产生相应的按键代码，并将按键代码输出到计算机。根据本专利技术的再一个方面，提供一种处理计算机音乐输入系统的音乐输入数据的方法，包括步骤预先设定按键键码与音符之间的对应关系，建立键码转换表，并存触上计算机的存储装置中；实时监控键盘输入装置产生的按键中断事件，将按键代码转换成特定的音符，并通过声音合成产生表示模仿乐器音色的音乐信号的数字信号；将数字信号转换成模拟信号，并通过输出装置播放所输入的音乐。本专利技术从根本上摆脱了常规计算机键盘对音乐输入的不适用性。它一方面借助廉价、有效、灵活、小巧的音乐输入设备，另一方面发挥软件的强大优势，为广大的消费者通过了一整套新的音乐输入解决方案，使电脑音乐的大众化成为可能。与MIDI键盘或高档电子琴相比，本专利技术利用音乐处理程序的支持完成音乐输入，摆脱了对产生MIDI硬件的依赖，从而大大地降低了成本，并避免了安装MIDI设置的复杂过程。与普通计算机键盘或琴键转换器相比，本专利技术有效地加强了对音乐输入舒适性的支持。新型键盘中音乐键部分相对独立，无需占用原有的文字键，这样在空间上不受文字键键区的影响，从而突破了常规电脑键盘带来的束缚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨越，
申请(专利权)人：杨越，
类型：发明
国别省市：