CN106373552A - 带电子屏的教学钢琴及钢琴弹奏信息的图形化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带电子屏的教学钢琴及钢琴弹奏信息的图形化处理方法，教学钢琴包括钢琴本体、主板、显示屏和外围电路；显示屏安装在钢琴本体的摇盖内侧，主板安装在钢琴本体中；显示屏与主板电连接；主板上设置有DC‑DC转换电路、CPU、存储器、图形处理芯片、音频处理模块和输出接口；外围电路包括电源模块、按键模块、音响和录音器，电源模块与DC‑DC转换电路电连接，按键模块与CPU电连接，音响和录音器均与音频处理模块电连接。本发明提供的带电子屏的教学钢琴，减少钢琴摇盖的厚度，并在摇盖内侧加装上与键盘盖尺寸一致的液晶显示屏，将显示屏与钢琴相结合，摒弃了外部辅助设备；可以在屏幕上显示乐谱等信息，方便教学。

Description

带电子屏的教学钢琴及钢琴弹奏信息的图形化处理方法

技术领域

本发明属于乐器技术领域，具体涉及一种带电子屏的教学钢琴及钢琴弹奏信息的图形化处理方法。

背景技术

目前我国钢琴行业对于钢琴教学所采用的是基础钢琴加外部辅助设备(平板电脑和钢琴教学软件)来实现钢琴教育的方式，此方式缺点在于，需要借助辅助设备。在教学过程中，辅助设备与实际钢琴按键操作上存在着不小的差距，因而在弹奏过程中不免会因显示的误差使得弹奏错误，增加了弹奏的难度。

目前我国钢琴有分机械钢琴和电子钢琴，想要实现自助钢琴学习的话就要用电子与钢琴相结合的方法。现有的技术是在电子钢琴键位上加装键位提示灯，和在电子钢琴上接入辅助设备，比如IPAD(平板电脑类)，再由辅助设备装入钢琴教育软件，来实现键位提示灯亮在哪里，学习者就应该按那个键来实现钢琴的学习。这样的学习方式是由存在缺点的，第一，增加了辅助设备；第二，实际操作上需看辅助设备的显示会存在误看的错误；第三，教学相对比较乏味，不够新颖。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种方便教学的带电子屏的教学钢琴及钢琴弹奏信息的图形化处理方法。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种带电子屏的教学钢琴，包括钢琴本体、主板、显示屏和外围电路；

所述显示屏安装在所述钢琴本体的摇盖内侧，所述主板安装在所述钢琴本体中；

所述主板上设置有DC-DC转换电路、CPU、存储器、图形处理芯片、音频处理模块和输出接口；所述CPU和图形处理芯片均与所述DC-DC转换电路电连接，所述DC-DC转换电路给所述CPU和图形处理芯片供电；所述存储器与所述CPU电连接，所述音频处理模块与所述存储器电连接；所述图形处理芯片与所述CPU电连接，所述输出接口与所述图形处理芯片电连接，所述显示屏与所述输出接口电连接；

所述外围电路包括电源模块、按键模块、音响和录音器，所述电源模块与所述DC-DC转换电路电连接，所述按键模块与所述CPU电连接，所述音响和录音器均与所述音频处理模块电连接。

所述主板上还设置有无线通信模块和数据传输模块；

所述无线通信模块与所述CPU电连接，所述无线通信模块能够与智能手机或者平板电脑通信连接，进行数据传输；所述无线通信模块为蓝牙模块或者WiFi模块；

所述数据传输模块与所述存储器电连接，所述数据传输模块中包括USB接口。

所述外围电路还包括网络模块和按键检测模块，所述网络模块和按键检测模块均与所述CPU电连接；

所述网络模块中包括网卡，所述网卡中安装有RJ-45接口；

所述按键检测模块检测所述按键模块的动作，并将检测的动作信息传输至所述CPU。

所述钢琴本体的摇盖内侧还安装有红外感应模块，所述红外感应模块与所述CPU电连接，能够向所述CPU输出开机信号和关机信号。

所述显示屏为IPS(In-Plane Switching，平面转换)型液晶面板或者TN(TwistedNematic，扭曲向列)型液晶面板。

所述输出接口为TTL(Transistor-TransistorLogic，逻辑门电路)或者LVDS(Low-Voltage Differential Signaling，低电压差分信号)接口。

所述显示屏的尺寸大于或等于所述钢琴本体的键盘尺寸。

一种钢琴弹奏信息的图形化处理方法，包括以下步骤：

CPU从存储器中读取音乐文件；

CPU对音乐文件进行处理，将音乐文件拆分为按顺序排列的音符；

CPU将一个音符映射为相应的按键信息，并将该按键信息传输至图形处理芯片；

CPU按顺序对下一个音符进行上一步的处理；

图形处理芯片将显示屏分为若干区域，区域的数量等于钢琴按键的数量，且每个区域均与一个按键对应；

图形处理芯片接收按键信息，并在该按键所对应的显示屏的区域上显示图形；

按键检测模块检测按键模块的动作信息，并将动作信息经过CPU传输至图形处理芯片；

图形处理芯片将按键模块的动作信息以图像的方式显示在显示屏上。

所述显示屏按照所述钢琴本体键盘的布局进行分区，每个按键对应与其自身大小相同的区域，且每个按键与其所对应的区域对齐。

所述的CPU对音乐文件进行处理，包括以下步骤：

CPU判断音乐文件是音频文件还是乐谱文件；

若是音频文件，则将音频文件按时间切分为按顺序排列的多个音节；再根据音节分析出对应的音符；将分析的结果写入存储器；

若是乐谱文件，则直接提取乐谱文件中的音符；将提取的结果写入存储器。

本发明提供的带电子屏的教学钢琴，减少钢琴摇盖的厚度，并在摇盖内侧加装上与键盘盖尺寸一致的液晶显示屏，将显示屏与钢琴相结合，摒弃了外部辅助设备。在钢琴内安装主板、音响系统，用于处理显示部分和音效部分以及软件应用部分。可以在屏幕上显示乐谱等信息，方便教学。当打开钢琴摇盖时，既是开启软件，显示出软件应用，根据应用的内容提示弹奏钢琴；盖上摇盖时则是关闭显示屏与软件。并且本发明可以应用于机械钢琴和电子钢琴，实用性强。

本发明提供的钢琴弹奏信息的图形化处理方法，将弹奏方法以图形方式显示在屏幕上，需要按下哪个按键时，屏幕即在该按键的对应位置处显示出提示性的图形，提示用户按下该按键，使教学更方便。

附图说明

图1是本发明带电子屏的教学钢琴电路框图；

图2是本发明钢琴弹奏信息的图形化处理方法流程图。

图中：1、主板；11、DC-DC转换电路；12、CPU；13、图形处理芯片；14、存储器；15、输出接口；16、音频处理模块；17、无线通信模块；18、数据传输模块；2、显示屏；3、外围电路；31、电源模块；32、按键模块；33、音响；34、录音器；35、网络模块；36、按键检测模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供了一种带电子屏的教学钢琴，包括钢琴本体、主板1、显示屏2和外围电路3。显示屏2安装在钢琴本体的摇盖内侧，主板1安装在钢琴本体中。主板1上设置有DC-DC转换电路11、CPU12、存储器14、图形处理芯片13、音频处理模块16和输出接口15；CPU12和图形处理芯片13均与DC-DC转换电路11电连接，DC-DC转换电路11给CPU12和图形处理芯片13供电；存储器14与CPU12电连接，音频处理模块16与存储器14电连接；图形处理芯片13与CPU12电连接，输出接口15与图形处理芯片13电连接，显示屏2与输出接口15电连接。外围电路3包括电源模块31、按键模块32、音响33和录音器34，电源模块31与DC-DC转换电路11电连接，按键模块32与CPU12电连接，音响33和录音器34均与音频处理模块16电连接。

主板1上还设置有无线通信模块17和数据传输模块18。无线通信模块17与CPU12电连接，无线通信模块17能够与智能手机或者平板电脑通信连接，进行数据传输；无线通信模块17为蓝牙模块或者WiFi模块。数据传输模块18与存储器电连接，数据传输模块18中包括USB接口。

外围电路3还包括网络模块35和按键检测模块36，网络模块35和按键检测模块36均与CPU12电连接。网络模块35中包括网卡，网卡中安装有RJ-45接口。网络模块35可连接网络，用于下载钢琴曲，琴谱等音乐素材。按键检测模块36检测按键模块32的动作，并将检测的动作信息传输至CPU12。

钢琴本体的摇盖内侧还安装有红外感应模块，红外感应模块与CPU12电连接，能够向CPU12输出开机信号和关机信号。红外感应模块可以检测距离，当摇盖盖上时，红外感应模块与键盘之间的距离近，红外感应模块向CPU12输出关机信号，CPU12控制显示屏和外围电路断电，且CPU12进入待机状态。当摇盖打开时，红外感应模块与键盘之间的距离远，红外感应模块向CPU12输出开机信号，CPU12进入工作状态，CPU12控制显示屏2和外围电路3通电。

显示屏2为IPS型液晶面板或者TN型液晶面板。

输出接口15为TTL或者LVDS接口。

显示屏2的尺寸大于或等于钢琴本体的键盘尺寸。

如图2所示，本发明还提供了一种钢琴弹奏信息的图形化处理方法，包括以下步骤：

CPU12从存储器14中读取音乐文件；

CPU12对音乐文件进行处理，将音乐文件拆分为按顺序排列的音符；

CPU12将一个音符映射为相应的按键信息，并将该按键信息传输至图形处理芯片13；

CPU12按顺序对下一个音符进行上一步的处理；

图形处理芯片13将显示屏2分为若干区域，区域的数量等于钢琴按键的数量，且每个区域均与一个按键对应；

图形处理芯片13接收按键信息，并在该按键所对应的显示屏2的区域上显示图形；

按键检测模块36检测按键模块32的动作信息，并将动作信息经过CPU12传输至图形处理芯片13；

图形处理芯片13将按键模块32的动作信息以图像的方式显示在显示屏2上。

由于显示屏2的尺寸大于或等于钢琴本体的键盘尺寸，因此可以将显示屏2按照键盘的布局进行分区，每个按键对应相同大小的区域，且每个按键与所对应的区域对齐。当某个区域显示出图形时，使用者只需按下该区域处对应位置的按键即可，大大缩短了所需要的反应时间。

同时，还可以对每个音符的持续时间、响度等进行分析，并且通过图形的长度、颜色深度等特征来反映该音符的信息，给使用者更多的提示，使用者能够更准确地弹奏钢琴。并且，乐谱上的标准的弹奏信息，与使用者实际弹奏的动作信息同时显示在屏幕上，使用者能够方便地看到自己弹奏得是否准确，有利于使用者更好地学习。

上述的CPU12对音乐文件进行处理，包括以下步骤：

CPU12判断音乐文件是音频文件还是乐谱文件；

若是音频文件，则将音频文件按时间切分为按顺序排列的多个音节；再根据音节分析出对应的音符；将分析的结果写入存储器14；

若是乐谱文件，则直接提取乐谱文件中的音符；将提取的结果写入存储器14。

由于CPU12处理音频文件所需的时间较长，因此将处理结果写入存储器14，需要使用时直接从存储器14调取，避免重复处理而浪费计算能力。

本发明不局限于上述最佳实施方式，本领域的技术人员在本发明的启示下得出的其他各种形式的产品，不论在形状或结构上作任何变化，凡是与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带电子屏的教学钢琴，其特征在于：包括钢琴本体、主板、显示屏和外围电路；

所述显示屏安装在所述钢琴本体的摇盖内侧，所述主板安装在所述钢琴本体中；

所述主板上设置有DC-DC转换电路、CPU、存储器、图形处理芯片、音频处理模块和输出接口；所述CPU和图形处理芯片均与所述DC-DC转换电路电连接，所述DC-DC转换电路给所述CPU和图形处理芯片供电；所述存储器与所述CPU电连接，所述音频处理模块与所述存储器电连接；所述图形处理芯片与所述CPU电连接，所述输出接口与所述图形处理芯片电连接，所述显示屏与所述输出接口电连接；

所述外围电路包括电源模块、按键模块、音响和录音器，所述电源模块与所述DC-DC转换电路电连接，所述按键模块与所述CPU电连接，所述音响和录音器均与所述音频处理模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种电子屏的教学钢琴，其特征在于：所述主板上还设置有无线通信模块和数据传输模块；

所述无线通信模块与所述CPU电连接，所述无线通信模块能够与智能手机或者平板电脑通信连接，进行数据传输；所述无线通信模块为蓝牙模块或者WiFi模块；

所述数据传输模块与所述存储器电连接，所述数据传输模块中包括USB接口。

3.根据权利要求2所述的一种电子屏的教学钢琴，其特征在于：所述外围电路还包括网络模块和按键检测模块，所述网络模块和按键检测模块均与所述CPU电连接；

所述网络模块中包括网卡，所述网卡中安装有RJ-45接口；

所述按键检测模块检测所述按键模块的动作，并将检测的动作信息传输至所述CPU。

4.根据权利要求3所述的一种电子屏的教学钢琴，其特征在于：所述钢琴本体的摇盖内侧还安装有红外感应模块，所述红外感应模块与所述CPU电连接，能够向所述CPU输出开机信号和关机信号。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种电子屏的教学钢琴，其特征在于：所述显示屏为IPS型液晶面板或者TN型液晶面板。

6.根据权利要求5所述的一种电子屏的教学钢琴，其特征在于：所述输出接口为TTL或者LVDS接口。

7.根据权利要求6所述的一种电子屏的教学钢琴，其特征在于：所述显示屏的尺寸大于或等于所述钢琴本体的键盘尺寸。

8.一种钢琴弹奏信息的图形化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

CPU从存储器中读取音乐文件；

CPU对音乐文件进行处理，将音乐文件拆分为按顺序排列的音符；

CPU将一个音符映射为相应的按键信息，并将该按键信息传输至图形处理芯片；

CPU按顺序对下一个音符进行上一步的处理；

图形处理芯片将显示屏分为若干区域，区域的数量等于钢琴按键的数量，且每个区域均与一个按键对应；

图形处理芯片接收按键信息，并在该按键所对应的显示屏的区域上显示图形；

按键检测模块检测按键模块的动作信息，并将动作信息经过CPU传输至图形处理芯片；

图形处理芯片将按键模块的动作信息以图像的方式显示在显示屏上。

9.根据权利要求8所述的钢琴弹奏信息的图形化处理方法，其特征在于：所述显示屏按照所述钢琴本体键盘的布局进行分区，每个按键对应与其自身大小相同的区域，且每个按键与其所对应的区域对齐。

10.根据权利要求9所述的钢琴弹奏信息的图形化处理方法，其特征在于，所述的CPU对音乐文件进行处理，包括以下步骤：

CPU判断音乐文件是音频文件还是乐谱文件；

若是音频文件，则将音频文件按时间切分为按顺序排列的多个音节；再根据音节分析出对应的音符；将分析的结果写入存储器；

若是乐谱文件，则直接提取乐谱文件中的音符；将提取的结果写入存储器。