CN105741821B - 钢琴自动演奏教学系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钢琴自动演奏教学系统，包括钢琴，在钢琴内设置有自动演奏系统，自动演奏系统执行以下步骤的任一种或多种的组合：一、按照正常的方式演奏乐曲一遍以上，作为示范；二、按照升调或降调的方式演奏乐曲，以作为教学的引导；三、演奏乐曲的一部分，由演奏者演奏乐曲的另一部分，以作为合奏示范；优选的方案中，还包括由自动演奏系统播放内置的伴奏音乐的步骤。通过采用以上的步骤和装置，能够实现演奏者利用自动演奏钢琴进行学习，演奏者能够通过跟随弹奏，加快学习进度。

Description

钢琴自动演奏教学系统
技术领域
本发明涉及钢琴领域，特别是一种钢琴自动演奏教学系统。
背景技术
现有的钢琴，演奏者提高演奏技巧较为困难，需要漫长的学习时间，耗费的精力和时间太多，在弹奏过程中需要老师多次的引导和纠错，而老师的精力有限，难以随时指导。对于纠错，也主要依靠老师的主观判断，存在纠错的不确定性，即弹奏是否正确，缺乏能够量化的指导或比较。这也是造成培训钢琴演奏的导师价格昂贵的原因。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种钢琴自动演奏教学系统，能够利用自动演奏钢琴进行教学，减少演奏者的学习时间，便于演奏者自学，在优选的方案中，能够量化出演奏者在演奏过程中与标准演奏之间的差异，以便于演奏者纠正。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种钢琴自动演奏教学系统，包括钢琴，在钢琴内设置有自动演奏系统，在钢琴上设有由操作部件所触发的光学感应装置，光学感应装置与主控装置电连接；
所述的操作部件包括琴键、踏板和与琴键和踏板连接的传动机构，在操作部件上设有触发杆，触发杆附近设有检测触发杆位置的光电传感器；
所述的光电传感器为两个，一个位于操作部件活动行程的起始位，另一个位于操作部件活动行程的终止位；
所述的触发杆为与操作部件的行程相对应的挡块，在下压过程中，在触发第一光电传感器之后，即获得一个截止信号之后，挡块状的触发杆在行程范围内始终阻挡光电传感器，因此第一光电传感器在触发杆下压过程中不会产生重新连通的信号；以减少了数据量，提高了软件的可靠性及反馈速度；即在一次弹奏动作中，第一光电传感器和第二光电传感器均只发出一次截止信号和一次重新连通信号；
采集演奏者的弹奏数据时，采集光学感应装置中的第一光电传感器的第一次触发信号，第二光电传感器的第一次和第二次触发信号，将第一光电传感器的第二次触发信号作为结束信号，从而获得操作部件的单次弹奏速度和保持时间；
自动演奏系统执行以下步骤：
一、按照正常的方式演奏乐曲一遍以上，作为示范；
二、按照升调或降调的方式演奏乐曲，以作为教学的引导，演奏者以未变化音调的方式跟随演奏，增加演奏者对乐曲的熟悉程度；
三、演奏乐曲的一部分，由演奏者演奏乐曲的另一部分，以作为合奏示范；
通过光学感应装置采集演奏者的弹奏数据，在主控装置中生成数据文件；通过数据文件的比对实现自动演奏与演奏者演奏的同步；
通过以上步骤实现利用钢琴自动演奏进行教学。
优选的方案中，还包括由自动演奏系统播放内置的伴奏音乐的步骤。
优选的方案中，所述的数据文件为MIDI文件。
优选的方案中，将弹奏生成的数据文件与标准的数据文件进行比对，将弹奏生成的数据文件与标准的数据文件不同的位置进行标注，并显示在显示装置上。
优选的方案中，将弹奏生成的数据文件与标准的数据文件，转换成带时间轴和对比的键盘动画的图形，以查找差异；
弹奏生成的数据文件和标准的数据文件根据时间轴一一对应的生成键盘动画，对于音强数据，弹奏生成的数据文件和标准的数据文件分别对应至少一根音量柱，通过音量柱的高度对比音强数据。
本发明提供的一种钢琴自动演奏教学系统，通过采用以上的步骤和装置，能够实现演奏者利用自动演奏钢琴进行学习，通过自动演奏系统以正常的方式演奏乐曲，演奏者能够通过跟随的虚拟弹奏，感受演奏的节奏和动作，从而加快学习进度。自动演奏系统按照升调或降调的方式演奏乐曲，演奏者跟随演奏，能够较好的引导演奏者进行弹奏，增加演奏者对乐曲的熟悉程度。自动演奏系统演奏乐曲的一部分，由演奏者演奏乐曲的另一部分，能够以单人完成多人乐曲的演奏，或者降低单人乐曲的演奏难度，加快演奏者的学习进度。优选的方案中，在钢琴上设有由操作部件所触发的光学感应装置，能够精确、量化的指出演奏者与标准之间的差异，实现较好的纠错效果，以提高学习效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明中光学感应装置的结构示意图。
图2为本发明中操作部件按下时的结构示意图。
图3为本发明中光学感应装置的另一种结构示意图。
图4为为本发明中光学感应装置的另一种结构按下时的结构示意图。
图中：琴键1，触发杆2，第一光电传感器3，第二光电传感器4，挡块5。
具体实施方式
实施例1：
一种钢琴自动演奏教学系统，包括钢琴，在钢琴内设置有自动演奏系统，自动演奏系统执行以下步骤的任一种或多种的组合：
一、按照正常的方式演奏乐曲一遍以上，作为示范；将课程的内容录制成MIDI和/或音频文件。其中MIDI文件用于控制自动演奏系统进行演奏，而音频文件则作为伴奏以音响的形式进行同步播放。
二、按照升调或降调的方式演奏乐曲，以作为教学的引导；演奏者跟随升调或降调的自动演奏，以正常的方式进行演奏，即以未变化音调的方式进行演奏。以使初学者能够快速掌握演奏的技巧。
三、演奏乐曲的一部分，由演奏者演奏乐曲的另一部分，以作为合奏示范；
通过以上步骤实现利用钢琴自动演奏进行教学。
优选的方案中，还包括由自动演奏系统播放内置的伴奏音乐的步骤。通过MIDI格式的自动演奏乐曲和音频格式的伴奏乐曲，例如MP3、ogg等格式文件进行播放，实现类似音乐会的效果。
优选的方案如图1~4中，在钢琴上设有由操作部件所触发的光学感应装置，光学感应装置与主控装置电连接。所述的操作部件包括琴键1、踏板和与琴键1和踏板连接的传动机构，在操作部件上设有触发杆2，触发杆2附近设有检测触发杆2位置的光电传感器。即触发杆2可以是安装在琴键1上，或者与琴键连接的传动机构上，例如击弦机上，又或者安装在用于延音的踏板上，或者与踏板连接的传动机构上。
优选的方案中，所述的光电传感器为两个，一个位于操作部件活动行程的起始位，另一个位于操作部件活动行程的终止位。
优选的方案中，采集演奏者的弹奏数据时，采集光学感应装置中的第一光电传感器3的第一次触发信号，第二光电传感器4的第一次和第二次触发信号，将第一光电传感器3的第二次触发信号作为结束信号，从而获得操作部件的单次弹奏速度和保持时间。
通过光学感应装置，将演奏的音阶、音符数据采集到主控装置中，转换成数据文件。优选的，利用设置在行程起始位和终止位两个光电传感器，本例中采用光电开关，触发杆2与光电开关之间为非接触式触发。光电开关的通、断信号构成两次触发信号，在操作部件例如琴键被按下或踏板被踩下时，触发杆2首先触发第一光电传感器3，获得一个截止信号，此时主控装置中单片机中的cpu根据第一光电传感器3的地址ID，即得到了操作部件的位置，从而获得音阶、音符数据；主控装置中的存储装置并记录第一光电传感器3被触发的时间t0。当触发杆2继续下行，触发第二光电传感器4，得到第二光电传感器4被触发的时间t1，触发杆2的行程为s,从而由vn=s/t1- t0,得到操作部件的运行速度值vn。根据速度vn，得到音强数据，即模拟击弦机敲击琴弦的力度得到的声音强度的数据，在主控装置中存储有转换表格，在该转换表格中不同的速度值vn对应不同的音强数据。因此，由本发明能够得到包含音阶、音符、节奏间隔和音强的数据文件，从而真实还原演奏者演奏的效果。对于踏板，当与踏板或其传动机构连接的触发杆抬起时，除了第一光电传感器3被触发的时间t0和第二光电传感器4被触发的时间t1，还包括触发杆离开第二光电传感器4的时间t2，即第二光电传感器4发送有触发杆压下时的截止信号以及触发杆离开时的重新连通信号，t2- t1即得到触发杆的保持时间，从而获得包括延音时间的数据。
进一步优选的，为减少软件的复杂程度，对琴键的数据和踏板的数据采用不同的策略，即对于琴键的数据则忽略触发杆离开第二光电传感器4的触发信号，以及第一光电传感器3在触发杆下压过程中产生的重新连通信号。而以第二次触发杆上升时触发的第一光电传感器3的信号作为一次弹奏动作结束的信号。
而对于踏板的数据则需要采集触发杆离开第二光电传感器4的触发信号，忽略第一光电传感器3在触发杆下压过程中产生的重新连通信号。以第二次触发杆上升时触发的第一光电传感器3的信号作为一次弹奏动作结束的信号。
更进一步优选的方案如图3、4中，为减少被触发的信号，所述的触发杆为与操作部件的行程相对应的挡块5，在下压过程中，在触发第一光电传感器3之后，即获得一个截止信号之后，挡块状的触发杆在行程范围内始终阻挡光电传感器3，因此第一光电传感器3在触发杆下压过程中不会产生重新连通的信号。从而减少了数据量，提高了软件的可靠性及反馈速度。即在一次弹奏动作中，第一光电传感器3和第二光电传感器4均只发出一次截止信号和一次重新连通信号，从而减少了数据量。
自动演奏钢琴为现有技术，能够根据数据文件自动进行演奏，原理为利用MIDI文件驱动螺线管，由螺线管带动击弦机敲击琴弦。由此结构，可以将获取的演奏数据和标准的MIDI数据进行演奏比较，从而使演奏者找出差距。
实施例2：
在实施例1的基础上，通过光学感应装置采集演奏者的弹奏数据，在主控装置中生成数据文件；本例中的主控装置优选采用带有存储芯片的单片机。通过数据文件的比对实现钢琴与演奏者的交互。生成的数据文件能够通过USB接口，传输到电脑、手机或平板设备中，由程序直接播放，同时播放标准的数据文件，便于比较差异。本例中标准的数据文件是指由高水平的演奏者生成的数据文件，或者直接由数字化技术生成的演奏效果最优的数据文件。
优选的，所述的数据文件为MIDI文件。在较高精度例如128位及以上的MIDI文件中，记录有音阶、音符、节奏间隔、延音和音强数据，与真实演奏的拟合度较高。
优选的方案中，通过光学感应装置采集演奏者的弹奏数据，在主控装置中生成数据文件；通过数据文件的比对实现自动演奏系统与演奏者演奏的同步。
优选的方案中，将弹奏生成的数据文件与标准的数据文件进行比对，将弹奏生成的数据文件与标准的数据文件不同的位置进行标注，并显示在显示装置上。由此步骤，精确量化演奏者的失误位置，便于演奏者纠正，以提高学习效率。
进一步优选的，将弹奏生成的数据文件与标准的数据文件通过USB接口，传输到电脑、手机或平板设备中，转换成带时间轴和对比的键盘动画的图形，例如弹奏生成的数据文件和标准的数据文件根据时间轴一一对应的生成键盘动画，由此方式非常直观的便于演奏者查找差异，以进行改进。对于音强数据，可以通过类似音量柱的方式对比表达，即弹奏生成的数据文件和标准的数据文件分别对应至少一根音量柱，通过音量柱的高度对比音强数据。该步骤中，能够同步切换弹奏生成的数据文件和标准的数据文件的播放进行对比，也能够以不同的声道分别播放弹奏生成的数据文件和标准的数据文件进行对比，进一步更为直观的获得与标准演奏之间的差异。能够更加生动和形象的显示失误的位置，便于演奏者改正。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种钢琴自动演奏教学系统，包括钢琴，在钢琴内设置有自动演奏系统，其特征是：
在钢琴上设有由操作部件所触发的光学感应装置，光学感应装置与主控装置电连接；
所述的操作部件包括琴键（1）、踏板和与琴键（1）和踏板连接的传动机构，在操作部件上设有触发杆（2），触发杆（2）附近设有检测触发杆（2）位置的光电传感器；
所述的光电传感器为两个，一个位于操作部件活动行程的起始位，另一个位于操作部件活动行程的终止位；
所述的触发杆为与操作部件的行程相对应的挡块（5），在下压过程中，在触发第一光电传感器（3）之后，即获得一个截止信号之后，挡块状的触发杆在行程范围内始终阻挡光电传感器（3），因此第一光电传感器（3）在触发杆下压过程中不会产生重新连通的信号；以减少了数据量，提高了软件的可靠性及反馈速度；即在一次弹奏动作中，第一光电传感器（3）和第二光电传感器（4）均只发出一次截止信号和一次重新连通信号；
采集演奏者的弹奏数据时，采集光学感应装置中的第一光电传感器（3）的第一次触发信号，第二光电传感器（4）的第一次和第二次触发信号，将第一光电传感器（3）的第二次触发信号作为结束信号，从而获得操作部件的单次弹奏速度和保持时间；
自动演奏系统执行以下步骤：
一、自动演奏系统按照正常的方式演奏乐曲一遍以上，作为示范；
二、自动演奏系统按照升调或降调的方式演奏乐曲，以作为教学的引导，演奏者以未变化音调的方式跟随演奏，增加演奏者对乐曲的熟悉程度；
三、自动演奏系统演奏乐曲的一部分，由演奏者演奏乐曲的另一部分，以作为合奏示范；
通过光学感应装置采集演奏者的弹奏数据，在主控装置中生成数据文件；通过数据文件的比对实现自动演奏与演奏者演奏的同步；
将弹奏生成的数据文件与标准的数据文件，转换成带时间轴和对比的键盘动画的图形，以查找差异；
弹奏生成的数据文件和标准的数据文件根据时间轴一一对应的生成键盘动画，对于音强数据，弹奏生成的数据文件和标准的数据文件分别对应至少一根音量柱，通过音量柱的高度对比音强数据；
通过以上步骤实现利用钢琴自动演奏进行教学。
2.根据权利要求1所述的一种钢琴自动演奏教学系统，其特征是：还包括由自动演奏系统播放内置的伴奏音乐的步骤。
3.根据权利要求1所述的一种钢琴自动演奏教学系统，其特征是：所述的数据文件为MIDI文件。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106128215B (zh) * 2016-08-25 2018-10-23 郑州师范学院 一种钢琴自动演奏教学系统
CN108074438A (zh) * 2016-11-18 2018-05-25 北京酷我科技有限公司 一种钢琴演奏的纠错方法及系统
WO2018129732A1 (en) 2017-01-16 2018-07-19 Sunland Information Technology Co., Ltd. System and method for music score simplification
CN111951639A (zh) * 2020-05-15 2020-11-17 蔡佳昱 一种电子琴的示教方法、系统、示教电子琴及存储介质
CN112509537A (zh) * 2020-12-07 2021-03-16 湖南卡罗德音乐集团有限公司 一种新型钢琴全智能采集方法及采集系统

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100561572C (zh) * 2003-12-05 2009-11-18 张文革 钢琴无线遥控自动演奏系统
CN100583233C (zh) * 2006-04-14 2010-01-20 大连理工大学 概念钢琴
CN203102847U (zh) * 2012-12-28 2013-07-31 熊世林 智能钢琴
CN103258529B (zh) * 2013-04-16 2015-09-16 初绍军 一种电子乐器、音乐演奏方法
CN204066692U (zh) * 2014-10-13 2014-12-31 孙兆伯 一种多功能古典钢琴
CN104464704A (zh) * 2014-12-17 2015-03-25 赖志强 一种智能钢琴

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