CN106407451B - 运动步频智能音乐播放联动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，包括：分别安装于用户身上的一对运动传感器、安装于具有音乐播放功能的智能硬件终端中的APP程序和云端服务器，播放音源数据库建立于APP程序所在的智能硬件终端或者云端服务器中，所述运动步频智能音乐播放联动系统通过互联网连接所述云端服务器或者依靠本地音源数据库运行。通过互联网络连接云端服务器实现也可在无网络信号的情况下本地实现完全自动化最精准的用户运动追踪并实时实现音乐的频率匹配、音乐的启动、暂停和切换，同时因为双运动传感器的引入，可彻底改变现有技术中人去适应音乐节奏的状况，从而转变为以人为本，音乐主动来配合当下人的运动节奏，提升了用户的使用满意度。
Description
技术领域
本发明涉及自动化音乐播放技术领域，更具体地说，涉及一种运动步频智能音乐播放联动系统。
背景技术
随着人们的健康意识越来越好，且近年来国家对全民健身的推广和普及。越来越多的人走出家门加入到健身锻炼的行列中来。然而体育锻炼过程中难免枯燥乏味。从现代医学的角度看，在运动时引入音乐的节奏可以提高大脑皮层的兴奋程度，缓解疲劳，并改善情绪。音乐的节奏也能使用户更容易找到运动的节奏。但目前看来运动时播放音乐的途径主要有两种。其一就是各种音乐播放器类APP。可以预先下载好音乐，并需要手动编排好音乐播放顺序然后播放，这个方法虽然可以不需要连接移动网络产生流量费用。整个过程完全没法结合用户实际运动频率。如用户可以跟着预设的音乐节奏运动，但当在户外运动时用户会遇到实际交通问题等不得不改变运动频率，但音乐频率不变。用户的频率和音乐节奏频率不符时体验就非常糟糕了，且节奏感越有好的用户不适感越严重。其二就是一种在云端服务器建立音乐库，也通过运动传感器捕捉用户运动频率通过无线网络来匹配云端服务器播放音乐的方法。但首先用户要使用这样的功能必须要有无线网络信号，而且会产生流量费用。其次目前上面提到的方法是计算用户的平均频率的方式来匹配音乐的。举例来说用户运动时间为3分钟，第一分钟以每分钟60步的频率运动，第二分钟以每分钟120步的速度运动，第三分钟以每分钟70步的频率运动。平均下来3分钟的运动频率约为83步每分钟。这样下来用户3分钟内无论何时听到的音乐频率都和本身的运动频率是不匹配的。体验也不好，目前所有音乐播放器还无法实现自动为用户管理并编辑音乐播放列表。
因此，现有技术亟待有很大的进步。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种运动步频智能音乐播放联动系统，包括：分别安装于用户身上的一对运动传感器、安装于具有音乐播放功能的智能硬件终端中的APP程序和云端服务器，播放音源数据库建立于APP程序所在的智能硬件终端或者云端服务器中，所述运动步频智能音乐播放联动系统通过互联网连接所述云端服务器或者依靠本地音源数据库运行。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，所述的一对运动传感器进一步包括用于运动信号传递主运动传感器和次运动传感器。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，所述的一对运动传感器安装于用户身体两侧或双手或双脚位置。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，所述互联网连接指的是Wifi或4G网络无线连接。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，所述的运动传感器为陀螺仪或加速度传感器。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，用户通过自身移动设备中所安装的音乐类播放软件将音乐文件下载到本地，APP应用通过用户操作访问所下载的音乐的储存文件，并将音乐复制粘贴到APP应用目录下的文件夹中。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，所述云端服务器内建有音乐曲库，所述运动步频智能音乐播放联动系统利用互联网络连接云端服务器音乐曲库。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，当互联网络打开时，所述运动步频智能音乐播放联动系统首先搜索本地曲库，当本地曲库搜索不到合适的音乐时，所述运动步频智能音乐播放联动系统搜索云端服务器音乐曲库，找到合适的音乐文件进行播放或待命播放。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，用户通过本地建立音乐曲库，则所述运动步频智能音乐播放联动系统在本地找到合适的音乐后则不用访问云端服务器音乐曲库。
在本发明所述的运动步频智能音乐播放联动系统中，用户关闭互联网络时且本地曲库也没有符合搜索要求的音乐时，所述运动步频智能音乐播放联动系统将运动传感器的节奏信号转换成提示音，以运动传感器的频率向用户播放。
实施本发明的运动步频智能音乐播放联动系统，具有以下有益效果：安装于智能硬件终端中的(如手机等智能硬件设备)用于分析处理运动传感器数据，并播放音乐的智能音乐播放器APP，系统可通过本地音源数据库完全独立运行，也可当本地音源不足时，连接云端服务器运行，通过互联网络连接云端服务器实现也可在无网络信号的情况下本地实现完全自动化最精准的用户运动追踪并实时实现音乐的频率匹配、音乐的启动、暂停和切换，同时因为双运动传感器的引入，可彻底改变现有技术中人去适应音乐节奏的状况，从而转变为以人为本，音乐主动来配合当下人的运动节奏，提升了用户的使用满意度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明运动步频智能音乐播放联动系统的第一实施例的模块示意图。
如图2是本发明运动步频智能音乐播放联动系统的本地歌曲库展示图。
图3是本发明运动步频智能音乐播放联动系统的重新排序的本地歌曲库展示图。
图4是本发明运动步频智能音乐播放联动系统的新导入曲库的本地歌曲库展示图。
图5是本发明运动步频智能音乐播放联动系统的同一首音乐中4种状态图。
图6是本发明运动步频智能音乐播放联动系统的工作逻辑图。
图7是本发明运动步频智能音乐播放联动系统的工作流程图。
具体实施方式
请参阅图1，为本发明运动步频智能音乐播放联动系统的第一实施例的模块示意图。如图1所示，在本发明第一实施例提供的运动步频智能音乐播放联动系统中，至少包括，分别安装于用户身上的一对运动传感器、安装于具有音乐播放功能的智能硬件终端中的APP程序和云端服务器，播放音源数据库建立于APP程序所在的智能硬件终端或者云端服务器中，所述运动步频智能音乐播放联动系统通过互联网连接所述云端服务器或者依靠本地音源数据库运行，此为系统结构说明。
具体实施时，因本系统可以接入其它任何智能穿戴设备故运动传感器可以是任何目前主流的运动传感器，如陀螺仪，加速度传感器等这类用户运动的设备，可通过蓝牙、ANT+或NFC等通信协议将数据传输功能将采集到的运动数据发送给移动设备端APP应用的运动传感器设备。和传统系统的区别在于，运动可穿戴设备如智能手环或智能鞋等只搭载了一个运动传感器设备。本系统必须要分别位于身体两侧，如双手或双脚等位置的两个运动传感器协同工作实现功能。主运动传感器和次运动传感器可根据接入的系统分别设置在用户的左边和右边。用户可通过自身移动设备中所安装的音乐类播放软件将音乐文件下载到本地。APP应用通过用户操作访问所下载的音乐的储存文件，并将音乐复制粘贴到APP目录下的文件夹中。
如图2所示，为本发明运动步频智能音乐播放联动系统的本地歌曲库展示图。BPM即beats per minute音乐每分钟的节拍数的英文缩写，当音乐被粘贴进APP应用目录下的文件夹中时，程序算法将音乐的BPM进行分析并标注后进行储存。如音乐《AAA》每分钟60拍，因音乐乐理中有半拍概念，故可将音乐中原有一个完整节拍拆分成两个半拍。系统储存标注为音乐《AAA》BPM60/120。当以上步骤完成时系统生成本地歌曲库展示图，此为实现自动音乐播放的音源数据解析方法/算法，形成基础数据。
如图3所示，为本发明运动步频智能音乐播放联动系统的重新排序的本地歌曲库展示图。当用户经过使用过一次后APP应用后，会将最新一次用户运动过程使用过中的最高BPM数和最低BPM数以及在最高和最低之间的BPM数的音乐文件分别以红色(最高)、黄色(最低)和绿色(中间值)的音乐文件标注,并以整拍BPM为主，半拍BPM为次要参考值，并重新排序。如当用户进行过一轮运动后测得最高BPM为110，最低BPM为70。则曲库列表会成为一下状态，此为自动音乐列表生成的过程。
如图4所示，为本发明运动步频智能音乐播放联动系统的新导入曲库的本地歌曲库展示图。未被标记的音乐可被批量删除，已被标记的音乐将需要用户手动点选后批量删除。方便用户快速管理本地曲库。如用户再次向曲库导入新的音乐如：《123》BPM95/190，《456》BPM74/148，《789》BPM85/160，《ABC》BPM120/240时，曲库列表会自动将添加的曲目同之前的活跃度进行匹配并排列。以此类推。图2、图3、图4说明原理和排列方法，因系统可以嵌入其他任何符合标准的智能可穿戴运动设备故表格样式可根据所嵌入的系统UI进行美化。此处仅展示逻辑原理。此设计的曲库基于用户运动数据实时建立，用户每一次运动结束可结合最后一次运动刷新一次排列顺序。故曲库的音乐的播放可非常直观反应用户运动水平的变化。方便用户快速管理不常使用的音乐，节省系统空间，此为自动音乐列表生成过程另一种方式，同时描述了音乐管理的过程。
运动频率转换BPM数字信息算法：以跑步为例：当系统接收到运动传感器回传侦测到运动频率信号时以每6秒时长进行采样，得6秒内信号个数X10可得60秒内频率个数即可得用户当前运动频率BPM。采样不分主传感器和次传感器，以信号先到达者为起始。举例：6秒内采样得7个信号，则根据算法可得用户当前BPM数值为70。
如图5所示，为本发明运动步频智能音乐播放联动系统的同一首音乐中4种状态图。其原理是：乐理上将音乐的节拍分为强、弱和次强三种。此处以4/4拍的音乐举例。4/4拍的音乐节拍即为强弱次强弱。本系统中将强和次强拍归为信号A，弱拍归为信号B。主运动传感器回传信号可设置为A或B，同理次信号传感器也可设置为A或B那么再次以4/4拍音乐为例用户在同一首音乐中就可得到以下4种状态。
如图5所示：当6秒内第一个到达的信号为A时得BPM为70，系统首先检索本地曲库中标记为BPM70/140音乐进行播放。其与传感器信号节奏匹配表现为状态1。当本地曲库中没有BPM70/140的音乐时，系统搜索BPM140/280进行播放。其与传感器信号节奏匹配为状态3。同理可得当6秒内第一个到达的信号为B，可推出播放音乐节奏匹配为状态2和状态4。此设计可让音乐节拍实时自动跟随用户跑步步点，且用户无需在意先迈左脚还是右脚。
如图6所示，为本发明运动步频智能音乐播放联动系统的工作逻辑图。比对BPM数值生成的实时播放列表：本发明系统运作时的播放列表为实时生成。再以第6点中传感器数据经算法显示用户当前运动频率BPM为70来举例。当用户实时BPM数为BPM70时系统根据第6点中算法匹配出BPM70/140的音乐(音乐1)进行播放，在音乐1开始播放后，后台开始在系统中搜索出一首同样BPM为70的音乐(音乐2)待机，并找出与BPM70最接近的±5的音乐即正数为一首BPM75(音乐5)负数一首如BPM65(音乐6)作为频率改变预备。当第一首BPM为70音乐播放完成时用户运动频率依然在BPM70则立即播放此前已搜索好的(音乐2)并同时再次找一首BPM为70的音乐(音乐3)进入列表备用。以运动传感器BPM数值为唯一参考标准搜索音乐BPM误差在±2以内。即要搜索BPM为65时搜索不到BPM为65的音乐则可以BPM为65±2的音乐可以代替BPM为65的结果给出如BPM64的音乐。当BPM为64的音乐开始播放时，新一轮的三首备用音乐将基于BPM64的音乐。
当用户频率变化率大于播放列表中待命音乐是(当前BPM70，待命音乐BPM64，改变后BPM55)系统回到第6点状态重新建立新的播放列表，并再次回到本逻辑。本算法通过基于当前用户运动频率提前预测用户未来运动频率变化的算法在用户改变频率时事先准备音乐待命且每次做多不同时操作或搜索3首音乐。用户改变频率时音乐几乎无缝切换，避免了面对大曲库时搜索需要时间从而造成音乐切换不连贯的问题，提高用户体验，大型或超大型数据库快速音源提取方法描述。
云端服务器内建大型曲库，并不断完善尽量涵盖各种BPM音乐。系统可利用无线网络连接云端服务器曲库。当无线网络打开时，系统首先搜索本地曲库，当本地曲库搜索不到合适BPM的音乐时系统才搜索云端服务器曲库，找到合适的音乐文件进行播放或待命。用户可通过本地建立自身日常全BPM数值的音乐曲库，则系统可以在本地找到合适的音乐从而不会访问云端服务器曲库。用户也可关闭无线网络，系统无法搜索云端服务器曲库。当用户关闭无线网络且本地曲库也没有符合搜索要求的音乐时，系统将运动传感器的节奏信号转换成提示音，以运动传感器的频率向用户播放，用户可自定义提示音音效。
如图7所示，为本发明运动步频智能音乐播放联动系统的工作流程图。
系统随植入的运动类APP开始而开始，记录运动传感器回传数据6秒得出BPM数值，在此时间段内系统将传感器传回的信号转译成提示音直接播放给用户。系统检索到对应音乐，提示音停止音乐开始，同时后台建实时歌单，系统持续每6秒读取并计算运动传感器数据得出实时BPM数值。数值与当前音乐吻合则音乐一直播放直至所植入的运动APP关闭，系统停止。当侦测到实时BPM与当前音乐BPM差值大于等于±2时，运动传感器BPM信号提示音和音乐一起响起，提示用户正在脱离当前音乐频率。当用户运动频率持续改变直至等于当前音乐频率±5时，当前音乐停止，歌单中待命的和当前运动频率相符的音乐响起。新歌单建立，直至系统所植入的APP停止或关闭，系统随之停止关闭。
本发明通过以上实施例的设计，可以做到通过互联网络连接云端服务器实现也可在无网络信号的情况下本地实现完全自动化最精准的用户运动追踪并实时实现音乐的频率匹配、音乐的启动、暂停和切换，同时因为双运动传感器的引入，可彻底改变现有技术中人去适应音乐节奏的状况，从而转变为以人为本，音乐主动来配合当下人的运动节奏，提升了用户的使用满意度,大量音源数据基础下的快速提取算法。
本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。
Claims (10)
1.一种运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，包括：分别安装于用户身上的一对运动传感器、安装于具有音乐播放功能的智能硬件终端中的APP程序和云端服务器，播放音源数据库建立于APP程序所在的智能硬件终端或者云端服务器中，用户连接云端服务器，调用云端服务器中的音源数据，所述运动步频智能音乐播放联动系统通过互联网连接所述云端服务器或者依靠本地音源数据库运行，当互联网络打开时，所述运动步频智能音乐播放联动系统首先搜索本地曲库，当本地曲库搜索不到合适的音乐时，所述运动步频智能音乐播放联动系统搜索云端服务器音乐曲库，找到合适的音乐文件进行播放或待命播放，其中，所述本地曲库是由如下步骤生成的：
当音乐被粘贴进APP应用目录下的文件夹中时，程序算法将音乐的每分钟节拍数BPM进行分析并标注后进行储存；
其中，所述本地曲库是由如下步骤重新排序的：
当用户经过使用过一次后APP应用后，APP应用将最新一次用户运动过程使用过中的最高BPM数和最低BPM数以及在最高和最低之间的BPM数的音乐文件分别以红色、黄色和绿色的音乐文件标注，并重新排序；
其中，所述本地曲库基于用户运动数据实时建立，用户每一次运动结束，所述APP应用能够结合最后一次运动刷新一次排列顺序，
其中，使得音乐节拍实时自动跟随用户跑步步点的方法具体包括：
当6秒内第一个到达的信号来自主运动传感器时，BPM为70，此时系统首先检索本地曲库中标记为BPM70/140音乐进行播放，其与传感器信号节奏匹配表现为状态1；
当本地曲库中没有BPM70/140的音乐时，系统搜索BPM140/280进行播放，其与传感器信号节奏匹配为状态3；
当6秒内第一个到达的信号来自次运动传感器时，播放音乐节奏匹配为状态2或者状态4。
2.根据权利要求1所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，所述的一对运动传感器进一步包括用于运动信号传递主运动传感器和次运动传感器。
3.根据权利要求1所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，所述的一对运动传感器安装于用户身体两侧或双手或双脚位置。
4.根据权利要求1所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，所述互联网连接指的是Wifi或4G网络无线连接。
5.根据权利要求1所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，所述的运动传感器为陀螺仪或加速度传感器。
6.根据权利要求1所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，用户通过自身移动设备中所安装的音乐类播放软件将音乐文件下载到本地，APP应用通过用户操作访问所下载的音乐的储存文件，并将音乐复制粘贴到APP应用目录下的文件夹中。
7.根据权利要求1至6任一项所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，所述云端服务器内建有音乐曲库，所述运动步频智能音乐播放联动系统利用互联网络连接云端服务器音乐曲库。
8.根据权利要求7所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，用户通过本地建立音乐曲库，则所述运动步频智能音乐播放联动系统在本地找到合适的音乐后则不用访问云端服务器音乐曲库。
9.根据权利要求7所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，用户关闭互联网络时且本地曲库也没有符合搜索要求的音乐时，所述运动步频智能音乐播放联动系统将运动传感器的节奏信号转换成提示音，以运动传感器的频率向用户播放。
10.根据权利要求9所述的运动步频智能音乐播放联动系统，其特征在于，根据用户每日运动数据分析后，系统可自动生成并整理出符合用户本身运动习惯的音乐播放列表。
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