CN109613007B - 琴竹破损识别平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种琴竹破损识别平台，包括：用户输入设备，设置在变音扬琴的琴体上，用于在用户的操作下，设置可伸缩支撑架的目标调节高度；可伸缩支撑架，用于在高度调节电机的驱动下进行其顶端距离地面高度的实时调整；高度调节电机，用于驱动所述可伸缩支撑架以使得其顶端距离地面高度达到目标调节高度，所述可伸缩支撑架的顶端上支撑有变音扬琴的琴体；几何形状分析设备，用于基于琴竹成像特征从多次调整图像中识别出琴竹对象所在的琴竹区域，并将所述琴竹区域的几何形状与标准琴竹图案的几何形状进行比对，以在二者相似度大于等于预设百分比数值时，发出琴竹完好信息。通过本发明，建立了精细化的琴竹破损识别模式。
Description
技术领域
本发明涉及变音扬琴领域，尤其涉及一种琴竹破损识别平台。
背景技术
变音扬琴60年代研究制成，四排马又称“401型扬琴”，是在面板两侧安置滚轴板，每组琴弦下面支有金属滚轴，以起到准确定音和迅速调弦的作用，在左侧的滚轴板上还置有铜质变音槽，通过变音槽在板上往返移动，可使琴弦升高或降低半音。
变音扬琴除了达到迅速转调的目的外，还使扬琴结构得以简化，将原来只有两组音域的小扬琴。扩大为四个八度，并采用新的音位和马子排列，能够在演奏中迅速转调。他最大的优点是演奏方法统一，只要学会一个调的奏法，就能演奏其他各调乐曲。
发明内容
变音扬琴的琴竹使用较为频繁，比其他零件更容易破损，有时破损非常细微但也能够影响变音扬琴的发声，为了解决目前琴竹缺乏精细的破损检测机制的技术问题，本发明提供了一种琴竹破损识别平台，在对待处理图像执行基于干扰强度的图像锐化处理的基础上，根据图像锐化处理后的图像的电平差判断结果确定是否启动满足图像锐化处理后图像数据要求的多次线性动态范围调整处理；尤为关键的是，利用变音扬琴的琴竹在使用中保持水平状态的特性，将当前使用的琴竹和出厂时的琴竹执行几何形状比对，以判断当前使用的琴竹是否出现破损情况。
根据本发明的一方面，提供了一种琴竹破损识别平台，所述平台包括：
用户输入设备，设置在变音扬琴的琴体上，用于在用户的操作下，设置可伸缩支撑架的目标调节高度；可伸缩支撑架，用于在高度调节电机的驱动下进行其顶端距离地面高度的实时调整；高度调节电机，分别与所述用户输入设备和所述可伸缩支撑架连接，用于在接收到所述目标调节高度时，驱动所述可伸缩支撑架以使得其顶端距离地面高度达到目标调节高度；所述用户输入设备为按键阵列，所述可伸缩支撑架的顶端上支撑有变音扬琴的琴体；针尖拍摄设备，设置在变音扬琴的琴体上，用于对变音扬琴的琴体的上方场景进行图像拍摄操作，以获得相应的当前上方图像；第一处理设备，与所述针尖拍摄设备连接，用于接收所述当前上方图像，对所述当前上方图像执行基于干扰强度的图像锐化处理，以获得相应的即时锐化图像，并输出所述即时锐化图像，其中，对所述当前上方图像执行基于噪声幅度的图像锐化处理包括：所述当前上方图像的噪声幅度越大，对所述当前上方图像执行的图像锐化处理的强度越大，所述第一处理设备还用于对所述即时锐化图像执行电平差提取操作，以获得对应的现场电平差，并输出所述现场电平差，所述对所述即时锐化图像执行电平差提取操作，以获得对应的现场电平差包括：获取所述即时锐化图像的各个像素点的各个像素值中的最大像素值和最小像素值，将所述最大像素值减去所述最大像素值，以获得对应的现场电平差；第二处理设备，与所述第一处理设备连接，用于接收所述现场电平差，并在所述现场电平差超过预设电平差阈值时，直接将所述即时锐化图像作为多次调整图像，并输出所述多次调整图像，以及在所述现场电平差未超过预设电平差阈值时，对所述即时锐化图像执行多次线性动态范围调整，以获得多次调整图像，并输出所述多次调整图像；几何形状分析设备，与所述第二处理设备连接，用于基于琴竹成像特征从所述多次调整图像中识别出琴竹对象所在的琴竹区域，并将所述琴竹区域的几何形状与标准琴竹图案的几何形状进行比对，以在二者相似度大于等于预设百分比数值时，发出琴竹完好信息；语音报警设备，与所述几何形状分析设备连接，用于播放从所述几何形状分析设备处接收到的信息；其中，在所述几何形状分析设备中，还用于在二者相似度小于所述预设百分比数值时，发出琴竹缺陷信息；其中，在所述几何形状分析设备中，所述标准琴竹图案为琴竹出厂时拍摄的只包括琴竹且琴竹的头部凸起部为水平向下状态时的图像。
更具体地，在所述琴竹破损识别平台中，还包括：
无线路由设备，与所述第二处理设备连接，用于接收所述多次调整图像，并将所述多次调整图像经过MPEG-4图像压缩编码后，无线分发压缩编码后的压缩图像。
更具体地，在所述琴竹破损识别平台中：所述第一处理设备和所述第二处理设备之间设置有一个16位的数据暂存芯片。
更具体地，在所述琴竹破损识别平台中：所述第一处理设备和所述第二处理设备分别采用不同型号的SOC芯片来实现。
具体实施方式
下面将对本发明的琴竹破损识别平台的实施方案进行详细说明。
变音扬琴因有变音槽而取名，自1959年问世以来已发展了三种型号:“变一型扬琴”(变音扬琴第一型的简称)，是一种小型三排马扬琴(俗称小转调扬琴)；“变二型扬琴”是发展的四排马扬琴(俗称大转调扬琴)；“变三型扬琴”，即目前俗称的“401”扬琴。变三型扬琴广泛流行国内外，约占使用扬琴总数的百分之九十。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种琴竹破损识别平台，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的琴竹破损识别平台包括：
用户输入设备，设置在变音扬琴的琴体上，用于在用户的操作下，设置可伸缩支撑架的目标调节高度；
可伸缩支撑架，用于在高度调节电机的驱动下进行其顶端距离地面高度的实时调整；
高度调节电机，分别与所述用户输入设备和所述可伸缩支撑架连接，用于在接收到所述目标调节高度时，驱动所述可伸缩支撑架以使得其顶端距离地面高度达到目标调节高度；
所述用户输入设备为按键阵列，所述可伸缩支撑架的顶端上支撑有变音扬琴的琴体；
针尖拍摄设备，设置在变音扬琴的琴体上，用于对变音扬琴的琴体的上方场景进行图像拍摄操作，以获得相应的当前上方图像；
第一处理设备，与所述针尖拍摄设备连接，用于接收所述当前上方图像，对所述当前上方图像执行基于干扰强度的图像锐化处理，以获得相应的即时锐化图像，并输出所述即时锐化图像，其中，对所述当前上方图像执行基于噪声幅度的图像锐化处理包括：所述当前上方图像的噪声幅度越大，对所述当前上方图像执行的图像锐化处理的强度越大，所述第一处理设备还用于对所述即时锐化图像执行电平差提取操作，以获得对应的现场电平差，并输出所述现场电平差，所述对所述即时锐化图像执行电平差提取操作，以获得对应的现场电平差包括：获取所述即时锐化图像的各个像素点的各个像素值中的最大像素值和最小像素值，将所述最大像素值减去所述最大像素值，以获得对应的现场电平差；
第二处理设备，与所述第一处理设备连接，用于接收所述现场电平差，并在所述现场电平差超过预设电平差阈值时，直接将所述即时锐化图像作为多次调整图像，并输出所述多次调整图像，以及在所述现场电平差未超过预设电平差阈值时，对所述即时锐化图像执行多次线性动态范围调整，以获得多次调整图像，并输出所述多次调整图像；
几何形状分析设备，与所述第二处理设备连接，用于基于琴竹成像特征从所述多次调整图像中识别出琴竹对象所在的琴竹区域，并将所述琴竹区域的几何形状与标准琴竹图案的几何形状进行比对，以在二者相似度大于等于预设百分比数值时，发出琴竹完好信息；
语音报警设备，与所述几何形状分析设备连接，用于播放从所述几何形状分析设备处接收到的信息；
其中，在所述几何形状分析设备中，还用于在二者相似度小于所述预设百分比数值时，发出琴竹缺陷信息；
其中，在所述几何形状分析设备中，所述标准琴竹图案为琴竹出厂时拍摄的只包括琴竹且琴竹的头部凸起部为水平向下状态时的图像。
接着，继续对本发明的琴竹破损识别平台的具体结构进行进一步的说明。
在所述琴竹破损识别平台中，还包括：
无线路由设备，与所述第二处理设备连接，用于接收所述多次调整图像，并将所述多次调整图像经过MPEG-4图像压缩编码后，无线分发压缩编码后的压缩图像。
在所述琴竹破损识别平台中：所述第一处理设备和所述第二处理设备之间设置有一个16位的数据暂存芯片。
在所述琴竹破损识别平台中：所述第一处理设备和所述第二处理设备分别采用不同型号的SOC芯片来实现。
在所述琴竹破损识别平台中，还包括：
幅值鉴定设备和质量处理设备，设置在所述针尖拍摄设备和所述第一处理设备之间。
在所述琴竹破损识别平台中：所述幅值鉴定设备与所述针尖拍摄设备连接，用于接收所述当前上方图像，对所述当前上方图像中的噪声进行分析以获得各种噪声的幅值，基于各种噪声的幅值确定所述当前上方图像的质量等级。
在所述琴竹破损识别平台中：所述质量处理设备分别与所述第一处理设备和所述幅值鉴定设备连接，用于在所述质量等级低于或等于预设下限质量等级时，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述当前上方图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的中值滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得质量处理图像，并将所述质量处理图像替换所述当前上方图像发送给所述第一处理设备；所述质量处理设备还用于在所述质量等级高于预设下限质量等级时，对所述当前上方图像整体执行单次中值滤波处理以获得质量处理图像，并将所述质量处理图像替换所述当前上方图像发送给所述第一处理设备；所述基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的中值滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的中值滤波处理的次数越少。
在所述琴竹破损识别平台中：所述质量处理设备由等级接收子设备、分块处理子设备、中值滤波子设备和图像输出子设备组成。
在所述琴竹破损识别平台中：所述分块处理子设备分别与所述等级接收子设备和所述中值滤波子设备连接，所述图像输出子设备与所述中值滤波子设备连接。
在所述琴竹破损识别平台中：所述分块处理子设备用于基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述当前上方图像平均分割成相应块大小的各个分块，所述中值滤波子设备的工作参数可配置。
另外，无线路由设备(Wireless Router)好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品，他不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等，而且还包括了网络地址转换(NAT)功能，可支持局域网用户的网络连接共享。可实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL、Cable modem和小区宽带的无线共享接入。无线路由设备可以与所有以太网接的ADSLMODEM或CABLE MODEM直接相连，也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器等局域网方式再接入。其内置有简单的虚拟拨号软件，可以存储用户名和密码拨号上网，可以实现为拨号接入Internet的ADSL、CM等提供自动拨号功能，而无需手动拨号或占用一台电脑做服务器使用。此外，无线路由器一般还具备相对更完善的安全防护功能。
采用本发明的琴竹破损识别平台，针对现有技术中琴竹缺乏精细的破损检测机制的技术问题，在对待处理图像执行基于干扰强度的图像锐化处理的基础上，根据图像锐化处理后的图像的电平差判断结果确定是否启动满足图像锐化处理后图像数据要求的多次线性动态范围调整处理；尤为关键的是，利用变音扬琴的琴竹在使用中保持水平状态的特性，将当前使用的琴竹和出厂时的琴竹执行几何形状比对，以判断当前使用的琴竹是否出现破损情况。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种琴竹破损识别平台，其特征在于，包括：
用户输入设备，设置在变音扬琴的琴体上，用于在用户的操作下，设置可伸缩支撑架的目标调节高度；
可伸缩支撑架，用于在高度调节电机的驱动下进行其顶端距离地面高度的实时调整；
高度调节电机，分别与所述用户输入设备和所述可伸缩支撑架连接，用于在接收到所述目标调节高度时，驱动所述可伸缩支撑架以使得其顶端距离地面高度达到目标调节高度；
所述用户输入设备为按键阵列，所述可伸缩支撑架的顶端上支撑有变音扬琴的琴体；
针尖拍摄设备，设置在变音扬琴的琴体上，用于对变音扬琴的琴体的上方场景进行图像拍摄操作，以获得相应的当前上方图像；
第一处理设备，与所述针尖拍摄设备连接，用于接收所述当前上方图像，对所述当前上方图像执行基于噪声幅度的图像锐化处理，以获得相应的即时锐化图像，并输出所述即时锐化图像，其中，对所述当前上方图像执行基于噪声幅度的图像锐化处理包括：所述当前上方图像的噪声幅度越大，对所述当前上方图像执行的图像锐化处理的强度越大，所述第一处理设备还用于对所述即时锐化图像执行电平差提取操作，以获得对应的现场电平差，并输出所述现场电平差，所述对所述即时锐化图像执行电平差提取操作，以获得对应的现场电平差包括：获取所述即时锐化图像的各个像素点的各个像素值中的最大像素值和最小像素值，将所述最大像素值减去所述最小像素值，以获得对应的现场电平差；
第二处理设备，与所述第一处理设备连接，用于接收所述现场电平差，并在所述现场电平差超过预设电平差阈值时，直接将所述即时锐化图像作为多次调整图像，并输出所述多次调整图像，以及在所述现场电平差未超过预设电平差阈值时，对所述即时锐化图像执行多次线性动态范围调整，以获得多次调整图像，并输出所述多次调整图像；
几何形状分析设备，与所述第二处理设备连接，用于基于琴竹成像特征从所述多次调整图像中识别出琴竹对象所在的琴竹区域，并将所述琴竹区域的几何形状与标准琴竹图案的几何形状进行比对，以在二者相似度大于等于预设百分比数值时，发出琴竹完好信息；
语音报警设备，与所述几何形状分析设备连接，用于播放从所述几何形状分析设备处接收到的信息；
其中，在所述几何形状分析设备中，还用于在二者相似度小于所述预设百分比数值时，发出琴竹缺陷信息；
其中，在所述几何形状分析设备中，所述标准琴竹图案为琴竹出厂时拍摄的只包括琴竹且琴竹的头部凸起部为水平向下状态时的图像。
2.如权利要求1所述的琴竹破损识别平台，其特征在于，所述平台还包括：
无线路由设备，与所述第二处理设备连接，用于接收所述多次调整图像，并将所述多次调整图像经过MPEG-4图像压缩编码后，无线分发压缩编码后的压缩图像。
3.如权利要求2所述的琴竹破损识别平台，其特征在于：
所述第一处理设备和所述第二处理设备之间设置有一个16位的数据暂存芯片。
4.如权利要求3所述的琴竹破损识别平台，其特征在于：
所述第一处理设备和所述第二处理设备分别采用不同型号的SOC芯片来实现。
5.如权利要求4所述的琴竹破损识别平台，其特征在于，所述平台还包括：
幅值鉴定设备和质量处理设备，设置在所述针尖拍摄设备和所述第一处理设备之间。
6.如权利要求5所述的琴竹破损识别平台，其特征在于：
所述幅值鉴定设备与所述针尖拍摄设备连接，用于接收所述当前上方图像，对所述当前上方图像中的噪声进行分析以获得各种噪声的幅值，基于各种噪声的幅值确定所述当前上方图像的质量等级。
7.如权利要求6所述的琴竹破损识别平台，其特征在于：
所述质量处理设备分别与所述第一处理设备和所述幅值鉴定设备连接，用于在所述质量等级低于或等于预设下限质量等级时，基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述当前上方图像平均分割成相应块大小的各个分块，对每一个分块，基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的中值滤波处理以获得滤波分块，将获得的各个滤波分块组合以获得质量处理图像，并将所述质量处理图像替换所述当前上方图像发送给所述第一处理设备；所述质量处理设备还用于在所述质量等级高于预设下限质量等级时，对所述当前上方图像整体执行单次中值滤波处理以获得质量处理图像，并将所述质量处理图像替换所述当前上方图像发送给所述第一处理设备；所述基于该分块的像素值方差选择对应的不同次数的中值滤波处理以获得滤波分块包括：对每一个分块，该分块的像素值方差越大，选择的中值滤波处理的次数越少。
8.如权利要求7所述的琴竹破损识别平台，其特征在于：
所述质量处理设备由等级接收子设备、分块处理子设备、中值滤波子设备和图像输出子设备组成。
9.如权利要求8所述的琴竹破损识别平台，其特征在于：
所述分块处理子设备分别与所述等级接收子设备和所述中值滤波子设备连接，所述图像输出子设备与所述中值滤波子设备连接。
10.如权利要求9所述的琴竹破损识别平台，其特征在于：
所述分块处理子设备用于基于所述质量等级距离所述预设下限质量等级的远近将所述当前上方图像平均分割成相应块大小的各个分块，所述中值滤波子设备的工作参数可配置。
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