激光标识键盘乐器示教系统和示教方法技术方案

本发明专利技术涉及一种激光标识键盘乐器示教系统和示教方法，该示教系统包括移动智能终端、单片机系统、激光投影装置。移动智能终端采集并处理音乐信号并通过无线通信控制单片机系统调节激光投影装置，以产生有序的激光投影信号，用来指示乐器的演奏。示教方法包括键盘乐器的初始定位及校正、音乐信号的采集和识别和激光投影示教。该示教系统的示教模式多样，不需要安装在乐器上、体积小、携带方便，无需改变乐器自身的结构；示教方法简单易学、可操作性强，适合于不同年龄和不同乐器演奏水平的使用者，适用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乐器示教系统和示教方法，特别涉及一种激光标识键盘乐器示教系统。
技术介绍
乐器为广大人民大众所喜爱，但是对于新手来说，乐器弾奏培训花费时间长且费用昂贵；对于教师来说，传统的教学模式显得效率低下，因此智能示教系统的开发很有必要。美国专利us 20120064498A1报道了一种基于计算机实现的交互式的乐器示教系统，它由乐器、接ロ、计算机组成，乐器里面需要嵌入视觉标识器，计算机通过软件接收接ロ信号的同时给出示教的控制信号，控制乐器里面的视觉标识器，为使用者的演奏提示视觉上的信号提示，以达到示教的功能。但该专利技术涉及的乐器示教系统需要加入视觉标识器，比如针 对吉他，需要在吉他的每ー根弦増加相应的视觉标识器，因此为了实现交互式的示教需要对乐器本身进行改造，无法广泛地运用到现有的乐器中。美国专利US2005005761A1报道了ー种教授音乐的系统，它实现了乐器弹奏的可视化指示，但是在实现的过程中，指示灯位于乐器附近的地方，如专利的说明书附图的图I所示，指示灯位于乐器按键的上方。由于视觉的指示信号并未准确地显示在乐器的按键上，弹奏过程中需要人为地将信号指示与相应的按键进行对应，増加了弹奏者的学习难度。另夕卜，这样的实现也需要大量的指示灯嵌入到乐器表面，难以广泛地运用到现有的乐器中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有乐器教学的不足，提供一种激光标识键盘乐器示教系统，采用如下的技术方案一种激光标识键盘乐器示教系统，它包括移动智能終端、单片机系统和激光投影装置，所述的移动智能終端对音乐信号进行采集和识别，得到文本编码，并且生成控制信号，通过无线通信将控制信号传输至所述的单片机系统；所述的单片机系统接收控制信号，驱动并控制激光投影装置实现键盘乐器的示教。本专利技术激光标识键盘乐器示教系统的基本原理是通过移动智能終端将采集到的音乐信号转换为文本编码，能被视觉识别的音乐信号(图像信号)可通过图像识别技术转化为文本编码，能被听觉识别的音乐信号(声音信号)可通过音频识别技术转化为文本编码，移动智能終端根据此文本编码，通过算法将其转换成坐标、角度、投影时间长度的时间序列，将该时间序列作为控制信号，通过无线通信传输到单片机系统，单片机系统接收控制信号，按照控制信号的时间顺序驱动激光投影装置进行投影示教。本专利技术的激光标识键盘乐器示教系统可实现实时示教与再现示教，实时示教是移动智能終端在采集和识别的同吋，给单片机系统发出控制信号控制激光投影装置进行示教。使用者可以通过示教系统做到边听边演奏，或边看边演奏。再现示教是指移动智能终端中能够存储文本编码，可以依照使用者的需求，重复的进行示教。所述的音乐信号包括纸质乐谱、电子乐谱等能够被视觉识别的信号，实时音乐、人声、现场音乐会、电视节目录音等能够被听觉识别的信号，MIDI、MP3、WAV等能被计算机或移动智能终端识别的标准音频格式文件。移动智能終端对乐谱、实时声音信号等能够被视觉(图像)或听觉(声音)识别的音乐信号进行采集和识别，得到文本编码，并且能够生成控制信号。所述的移动智能終端指能够捕获外部信息，能进行计算、分析和处理，并在不同终端之间能够进行信息传输的便携式设备；所述的移动智能終端包括但不限于各种智能手机、PDA、笔记本电脑、上网本、平板电脑(如ipad等)、掌上电脑、智能掌上游戏机、PocketPC、Tablet PC 等。所述的移动智能終端通过内置或外部配置的信息获取装置获得能够被视觉识别和/或听觉识别的音乐信号，能被视觉识别的音乐信号(即图像信号)可通过图像识别技术将图形转换成处理器可识别的文本编码，能被听觉识别的音乐信号(即声音信号)可通过音频识别技术转换为处理器可识别的文本编码，标准音频格式文件可以通过播放器播放，转换成声音信号，然后通过音频识别技术将其转换为处理器可识别的文本编码，移动智能終端以此文本编码为基础，通过算法生成时间序列，该时间序列作为控制信号通过无线通信把控制信号发送给单片机系统。所述的信息获取装置是指能够将现实中的信息(如图像、声音、文字、数据等)转化为计算机和/或智能移动终端能够识别的编码和/或电信号的装置，包括但不限于摄像设备、录音设备、扫描设备等。所述的单片机系统包括单片机和蓝牙模块，其中蓝牙模块用于接收移动智能終端发送的控制信号，单片机用于根据控制信号控制激光投影装置进行投影。所述的激光投影装置可以由舵机、激光源和平面反射镜组成，也可以由激光源、驱动电路、光偏转器和棱镜组成。I.由激光源、舵机和平面反射镜组成的激光投影装置激光源用于产生指示用的激光，用激光闪烁的频率表示音乐的节奏；舵机用于控制平面反射镜旋转的角度；平面反射镜用于将激光源发射出的激光反射到需要使用者弹拨/击打/触碰的乐器部位。激光源产生激光、平面反射镜反射由激光源射来的激光，舵机用于控制平面反射镜旋转的角度，把激光投射到乐器上进行示教。适用范围可适用于任何场合，特别适合于节奏慢，需要指示范围大的场合。 2.由激光源、驱动电路、光偏转器和棱镜组成的激光投影装置激光源用以产生指示用的激光，用激光闪烁的频率表示音乐的节奏；驱动电路用于控制光偏转器；光偏转器用于改变激光的偏转角度；棱镜用于将激光折射到需要使用者弹拨/击打/触碰的乐器部位。激光源产生激光，光偏转器使激光源产生的激光发生偏转，棱镜折射从光偏转器中射出的光使它进ー步偏转，把激光投射到乐器上进行示教。适用范围可适用于任何场合，特别适用于音乐的节奏快，指示要求精度高的场ムロ ο本专利技术的激光标识键盘乐器示教系统还包括初始时刻激光投影的自动定位，即在复位的时候，激光投影自动扫描，以获得乐器的边角轮廓信息，以实现初始定位。本专利技术的激光标识键盘乐器示教系统包括初学者模式、普通模式、高级模式或专业模式等多种示教模式，不同的模式采用不同的时间间隔，这样可以实现循序渐进的示教。所述的初学者模式适用于从未演奏过所示教乐器的使用者或是曾经演奏过但长时间未接触所示教乐器、无法演奏出完整曲目的使用者。所述的初学者模式节奏约在慢板到行板之间(包括慢板，不包括行板)，即速度在每分钟52拍到每分钟66拍之间(包括毎分钟52拍，不包括每分钟66拍)。所述的普通模式适用于已经接触过所示教乐器并能够完整演奏简单曲目的使用者。所述的普通模式节奏约在行板到快板之间(包括行板，不包括快板)，即速度在每分钟66拍到每分钟120拍之间(包括每分钟66拍，不包括120拍)。所述的高级模式适用于已经接触过所示教乐器并能够完整演奏中等复杂度曲目的使用者。所述的高级模式可以将原有曲目的节奏调节为快板，即速度在每分钟120拍到每分钟168拍之间(包括每分钟120拍，不包括阿每分钟168拍)。 所述的专业模式适用于已经接触过所示教乐器并能够完整演奏高难度曲目的使用者。所述的专业模式可以将原有曲目的节奏加快，上限为最急板(毎分钟208柏)，即最快速度小于等于208柏。所述的键盘乐器是有固定排列顺序的琴键、并且每个琴键有固定音高的乐器，包括但不限于钢琴、管风琴、手风琴或电子琴。所述的激光投影装置的驱动电路是由压控振荡电路或者数字频率合成器组成。本专利技术涉及的激光标识键盘乐器示教系统采用激光进行示教标识，因为使用激光投影指示，不需要在键盘乐器上安装示教设备，因此不需要改变键本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光标识键盘乐器示教系统，其特征在于包括移动智能终端、单片机系统和激光投影装置；所述的移动智能终端对音乐信号进行采集和识别，得到文本编码，并且生成控制信号，通过无线通信将控制信号传输至所述的单片机系统；所述的单片机系统接收控制信号，驱动并控制激光投影装置实现键盘乐器的示教。

【技术特征摘要】
1.一种激光标识键盘乐器示教系统，其特征在于包括移动智能終端、单片机系统和激光投影装置；所述的移动智能終端对音乐信号进行采集和识别，得到文本编码，并且生成控制信号，通过无线通信将控制信号传输至所述的单片机系统；所述的单片机系统接收控制信号，驱动并控制激光投影装置实现键盘乐器的示教。2.根据权利要求I所述的激光标识键盘乐器示教系统，其特征在于所述的移动智能终端是能够捕获外部信息，能进行计算、分析和处理，并在不同終端之间能够进行信息传输的便携式设备。3.根据权利要求2所述的激光标识键盘乐器示教系统，其特征在于所述的移动智能终端包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑或掌上电脑。4.根据权利要求I所述的激光标识键盘乐器示教系统，其特征在于所述的单片机系统包括单片机和蓝牙模块。5.根据权利要求I所述的激光标识键盘乐器示教系统，其特征在于所述的激光投影装置由舵机、激光源和平面反射镜组...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟濬，曾祝青，谭毅华，苏蓝蓝，蒋艺颖，陈啸，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：