CN108648525A - 一种数字音乐教室 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字音乐教室，包括人机操作模块、视频采集模块、音频采集模块、数据处理模块、动作命令识别模块、三维互动模块、背景生成模块和中央处理器。本发明实现了三维场景、动态三维模型、互动三维模型以及各种背景环境的模拟，使得学习者有一种身临其境的逼真感，实现了学生的互动学习，同时整个运用的过程可通过动作命令和声控命令以及文字命令输入三种方式进行协调控制，使用方便，智能化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及数字系统领域，具体涉及一种数字音乐教室。
背景技术
现有的数字音乐教室普遍存在以下缺陷：
1、只能单纯的进行背景环境的模拟；
2、在整个使用的过程中需要教师人为的进行文字形式的或代号形式的控制命令的输入，使用不方便，智能化程度较低；
3、无法实现学生的互动学习；
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种数字音乐教室，实现了三维场景、动态三维模型、互动三维模型以及各种背景环境的模拟，使得学习者有一种身临其境的逼真感，实现了学生的互动学习；同时整个运用的过程可通过动作命令和声控命令以及文字命令输入三种方式进行协调控制，使用方便，智能化程度高。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种数字音乐教室，包括
人机操作模块，用于用户登录，还用于进行各种控制命令以及其它数据的输入；
视频采集模块，用于通过摄像头进行正在进行教学的教师或交互学习的学生的动作视频的采集，并通过数据传输模块发送到数据处理模块；
音频采集模块，用于通过麦克风进行正在教学的教师或交互学习的学生的音频的采集，并通过数据采集模块发送到数据处理模块；
数据处理模块，用于通过kinect深度传感器进行所采集到的图像数据中骨骼信息的获取，还用于消除锁获得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并计算获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息，并将所获取的角度旋转移动SO3矩阵信息发送到动作识别模块；还用于识别所接收到的音频数据内的音频控制命令，并将识别结果发送到中央处理器；
动作命令识别模块，用于将所获取的的角度旋转移动SO3矩阵信息与动作控制命令数据库内的角度旋转移动SO3矩阵信息进行比较，并将相似度最高的控制命令输出至中央处理器；
三维互动模块，包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪和素材数据库，用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种场景、动态三维模型、互动三维模型；
背景生成模块，包括高性能图形集群服务器、六组投影仪、素材数据库以及布置在音乐教室内四壁和顶面上的立体柱状环幕，面向六通道同步并行图像运算，并予以详细刻画，用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据构建各种背景；
中央处理器，用于接收人机操作模块、数据处理模块以及动作命令识别模块输入的控制命令，并按照预设的权限和算法将这些控制命令发送到指定的模块；用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库内调用相应的数据发送到显示屏或指定的移动终端进行显示；还用于用户注册、权限管理以及密码修改。
优选地，还包括音乐背景播放模块，用于根据中央处理器发送的控制命令进行相应的音乐背景的播放，包括音响和素材数据库，音响采用地埋式和墙埋设布置。
优选地，还包括LED灯模块，用于根据中央处理器发送的控制命令构建相应的灯光背景，其布置方式分为埋地式、地面分布式以及半空分布式。
优选地，还包括一人脸识别模块，用于进行所采集到视频数据中人脸数据的识别，从而实现动作控制命令权限的判定以及分类。
优选地，还包括一声纹识别模块，用于进行所采集到音频数据中声纹数据的识别，从而实现声控命令的权限的判定以及分类。
优选地，还包括一显示屏，用于进行教学视频、教学音频、教学文本以及教学图片的播放，内设转换模块，可以根据需要将教学音频转换成文字播放，也可以根据需要将教学文本转换成音频播放；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个使用过程中需要显示的数据。
优选地，所述显示屏通过无线与中央处理器相连，包括带万向轮的底座以及通过电动伸缩杆安装在其上的显示屏本体。
本发明具有以下有益效果：
实现了三维场景、动态三维模型、互动三维模型以及各种背景环境的模拟，使得学习者有一种身临其境的逼真感，实现了学生的互动学习，同时整个运用的过程可通过动作命令和声控命令以及文字命令输入三种方式进行协调控制，使用方便，智能化程度高。
附图说明
图1为本发明实施例一种数字音乐教室的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了
一种数字音乐教室，包括
人机操作模块，用于用户登录，还用于进行各种控制命令以及其它数据的输入；
显示屏，用于进行教学视频、教学音频、教学文本以及教学图片的播放，内设转换模块，可以根据需要将教学音频转换成文字播放，也可以根据需要将教学文本转换成音频播放；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个使用过程中需要显示的数据。
所述人机操作模块与显示屏模块集成设计，采用触控屏；优选地，所述触控屏通过无线与中央处理器相连，包括带万向轮的底座以及通过电动伸缩杆安装在其上的触控屏本体。
视频采集模块，用于通过摄像头进行正在进行教学的教师或交互学习的学生的动作视频的采集，并通过数据传输模块发送到数据处理模块；该模块包括一底座、通过电动伸缩杆安装在底座上方的摄像头以及安装在底座下方的万向轮；
音频采集模块，用于通过麦克风进行正在教学的教师或交互学习的学生的音频的采集，并通过数据采集模块发送到数据处理模块；
数据处理模块，用于通过kinect深度传感器进行所采集到的图像数据中骨骼信息的获取，还用于消除锁获得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并计算获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息，并将所获取的角度旋转移动SO3矩阵信息发送到动作识别模块；还用于识别所接收到的音频数据内的音频控制命令，并将识别结果发送到中央处理器；
动作命令识别模块，用于将所获取的的角度旋转移动SO3矩阵信息与动作控制命令数据库内的角度旋转移动SO3矩阵信息进行比较，并将相似度最高的控制命令输出至中央处理器；
三维互动模块，包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪和素材数据库，用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种场景、动态三维模型、互动三维模型；
背景生成模块，包括高性能图形集群服务器、六组投影仪、素材数据库以及布置在音乐教室内四壁和顶面上的立体柱状环幕，面向六通道同步并行图像运算，并予以详细刻画，用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据构建各种背景；
音乐背景播放模块，用于根据中央处理器发送的控制命令进行相应的音乐背景的播放，包括音响和素材数据库，音响采用地埋式和墙埋设布置。
LED灯模块，用于根据中央处理器发送的控制命令构建相应的灯光背景，其布置方式分为埋地式、地面分布式以及半空分布式。
人脸识别模块，用于进行所采集到视频数据中人脸数据的识别，从而实现动作控制命令权限的判定以及分类。
声纹识别模块，用于进行所采集到音频数据中声纹数据的识别，从而实现声控命令的权限的判定以及分类。
中央处理器，用于接收人机操作模块、数据处理模块以及动作命令识别模块输入的控制命令，并按照预设的权限和算法将这些控制命令发送到指定的模块；用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库内调用相应的数据发送到显示屏或指定的移动终端进行显示；还用于用户注册、权限管理以及密码修改。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种数字音乐教室，其特征在于，包括
人机操作模块，用于用户登录，还用于进行各种控制命令以及其它数据的输入；
视频采集模块，用于通过摄像头进行正在进行教学的教师或交互学习的学生的动作视频的采集，并通过数据传输模块发送到数据处理模块；
音频采集模块，用于通过麦克风进行正在教学的教师或交互学习的学生的音频的采集，并通过数据采集模块发送到数据处理模块；
数据处理模块，用于通过k i nect深度传感器进行所采集到的图像数据中骨骼信息的获取，还用于消除锁获得骨骼信息的抖动和噪声干扰，并计算获取所有骨骼对的角度旋转移动SO3矩阵信息，并将所获取的角度旋转移动SO3矩阵信息发送到动作识别模块；还用于识别所接收到的音频数据内的音频控制命令，并将识别结果发送到中央处理器；
动作命令识别模块，用于将所获取的的角度旋转移动SO3矩阵信息与动作控制命令数据库内的角度旋转移动SO3矩阵信息进行比较，并将相似度最高的控制命令输出至中央处理器；
三维互动模块，包括空气屏幕生成系统、若干组3D投影仪和素材数据库，用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据建立各种场景、动态三维模型、互动三维模型；
背景生成模块，包括高性能图形集群服务器、六组投影仪、素材数据库以及布置在音乐教室内四壁和顶面上的立体柱状环幕，面向六通道同步并行图像运算，并予以详细刻画，用于根据中央处理器发送的控制命令从素材数据库内调用相应的数据构建各种背景；
中央处理器，用于接收人机操作模块、数据处理模块以及动作命令识别模块输入的控制命令，并按照预设的权限和算法将这些控制命令发送到指定的模块；用于根据人机操作模块输入的数据调用命令在数据库内调用相应的数据发送到显示屏或指定的移动终端进行显示；还用于用户注册、权限管理以及密码修改。
2.如权利要求1所述的一种数字音乐教室，其特征在于，还包括
音乐背景播放模块，用于根据中央处理器发送的控制命令进行相应的音乐背景的播放，包括音响和素材数据库，音响采用地埋式和墙埋设布置。
3.如权利要求1所述的一种数字音乐教室，其特征在于，还包括LED灯模块，用于根据中央处理器发送的控制命令构建相应的灯光背景，其布置方式分为埋地式、地面分布式以及半空分布式。
4.如权利要求1所述的一种数字音乐教室，其特征在于，还包括一人脸识别模块，用于进行所采集到视频数据中人脸数据的识别，从而实现动作控制命令权限的判定以及分类。
5.如权利要求1所述的一种数字音乐教室，其特征在于，还包括一声纹识别模块，用于进行所采集到音频数据中声纹数据的识别，从而实现声控命令的权限的判定以及分类。
6.如权利要求1所述的一种数字音乐教室，其特征在于，还包括一显示屏，用于进行教学视频、教学音频、教学文本以及教学图片的播放，内设转换模块，可以根据需要将教学音频转换成文字播放，也可以根据需要将教学文本转换成音频播放；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个使用过程中需要显示的数据。
7.如权利要求6所述的一种数字音乐教室，其特征在于，所述显示屏通过无线与中央处理器相连，包括带万向轮的底座以及通过电动伸缩杆安装在其上的显示屏本体。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201810413553.8A Pending CN108648525A (zh) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | 一种数字音乐教室 |
Country Status (1)
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