CN109637271B - 古筝教学人机交互辅助装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种古筝教学人机交互辅助装置，包括灯条指示装置、震动提示义甲、信息获取装置、交互装置、分析模块、屏幕显示装置、义甲控制模块和主控模块，所述屏幕显示装置设置在古筝本体上；所述灯条指示装置，用于通过灯条指示装置的显示情况来定位节点的最佳弹奏位置；所述震动提示义甲，用于佩戴在手指上，弹拨古筝的辅助设备，能将控制模块传输的该节点准确的指法进行引导提示，并通过灯条指示装置对用户进行演奏位置提示。本发明提供古筝自助练习服务，包括3个层面：有关音域、弹奏位置的基础乐理内容，古筝基础指法指示，以及练习反馈指导。从而避免弹奏练习错乱、指法不规范、左右手不协调等问题。

Description

古筝教学人机交互辅助装置及系统

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种古筝教学人机交互辅助装置及系统。

背景技术

古筝初学者在刚刚起步的时候，对识谱、理解乐器指法、双手协调练习等学习项目认知都存在障碍，需要教师一对一的提供指导。古筝在乐器中属于较难学习的乐器。初学者经常手忙脚乱，难以协调左右手手指，忘记下一步要弹什么，在哪里弹，什么时候弹。

古筝老师现有的传统教学模式是：识谱-看谱实际练习-背诵谱子实际练习。在这个教学过程中需要学生进行学习的信息源为乐谱和老师的演示。乐谱作为演奏的符号化的展示对学生练习有一定指导的程度上也带来了较高的学习成本。老师的现场演示受时空的限制，学生无法随时随地直观的模仿学习。

针对上述问题现有专利进行了很多提示性的探索，但是都局限于弹奏位置的提示，对学生古筝练习中最重要的指法练习并未做过多探索。

针对以上问题提出了三个解决方案：

1、有关音域、弹奏位置、手指弹拨的基础乐理内容在屏幕显示模块上直观提示。

2、用灯光提示最佳弹奏位置、用震动的组合形式提示对应的指法，演奏实时对应乐谱展示。

3、演奏信息通过音频收集后经过分析在古筝上通过灯光直观反馈练习错误。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种古筝教学人机交互辅助装置及系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种古筝教学人机交互辅助装置，包括灯条指示装置、震动提示义甲、信息获取装置、交互装置、分析模块、屏幕显示装置、义甲控制模块和主控模块，所述屏幕显示装置设置在古筝本体上，所述主控模块分别连接交互装置、分析模块、显示模块和义甲控制模块；

所述灯条指示装置，用于通过灯条指示装置的显示情况来定位节点的最佳弹奏位置；

所述震动提示义甲，用于佩戴在手指上，弹拨古筝的辅助设备，能将控制模块传输的最佳弹奏位置生成对应的震动信号，并对用户进行指法提示和节奏提示；

所述义甲控制模块，用于控制所述震动提示义甲；

所述信息获取模块，用于获取用户弹奏古筝时的图像信息和音调信息；

所述交互装置，用于将图像信息和音调信息进行信息交互；

所述分析模块，用于接收交互装置传输的音调信息并对音调信息进行处理，得到错误的节点信息，并将错误的节点信息进行标注；

所述屏幕显示装置，用于显示曲谱图像信息和标注的错误节点信息；

所述主控模块，用于控制所述义甲控制模块、交互模块、分析模块和显示模块，所述总控模块内配置乐谱提示参数将乐谱对应弦生成最佳弹奏位置。

作为一种可实施方式，所述信息获取装置包括图像获取装置和音频获取装置，所述图像获取装置用于获取用户弹奏古筝时的图像信息，所述音频获取装置用于获取用户弹奏古筝时的音调信息。

作为一种可实施方式，所述交互装置包括图像交互装置和音频交互装置，所述图像获取装置连接所述图像交互装置，将获取到的用户弹奏古筝时的图像信息传输至所述图像交互装置中，所述图像交互装置将图像信息传输至屏幕显示装置中，所述音频获取装置连接所述音频交互装置；将获取的用户弹奏古筝时的音调信息传输至所述音频交互装置中，所述音频交互装置将音调信息传输至分析模块中。

作为一种可实施方式，所述图像获取装置为摄像头，所述音频获取装置为录音器。

作为一种可实施方式，所述震动提示义甲包括振动器、壳体、拨片、蓝牙传感器和电源模块，所述振动器、蓝牙传感器、拨片和电源模块分别设置在所述壳体上，通过所述蓝牙传感器获取最佳弹奏位置并进行存储；所述壳体内部设置放置手指的空间，所述振动器包括四个，四个振动器和所述电源模块电连接，所述蓝牙传感器分别和所述振动器进行电连接。

作为一种可实施方式，所述义甲控制模块设置在所述壳体上，所述义甲控制模块连接所述振动器。

作为一种可实施方式，还包括灯光控制模块，所述灯光控制模块连接所述主控模块，所述主控模块将乐谱对应弦的最佳弹奏位置的坐标通过灯光控制模块传输至提示装置和震动提示义甲，所述灯条指示装置显示出最佳弹奏位置，所述震动提示义甲将最佳弹奏指法反馈给用户。

作为一种可实施方式，所述灯条指示装置为指示灯条，所述指示灯条设置在所述古筝的表面。

作为一种可实施方式，所述信息获取装置、交互装置、分析模块和主控模块集成在所述屏幕显示装置上。

一种古筝教学人机交互辅助系统，包括以上所述的古筝教学人机交互辅助装置和服务器，所述服务器和主控模块进行信息交互。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本发明对于练习古筝过程中存在的各种问题进行了改良设计，通过交互系统的指示，古筝技法教学中有关音域、弹奏、指法的内容在古筝琴面上进行指示，降低初学者的难度，减少练习的难度；同时，交互系统通过收集练习音频，提供更多演奏反馈，加快初学者的学习能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明装置的整体结构示意图；

图2-6为本发明灯条指示装置的各种位置示意图；

图7是本发明的震动提示义甲的结构示意图；

图8是本发明的震动提示义甲的侧视图；

图9是本发明食指、中指、无名指震动提示义甲结构示意图；

图10为本发明大拇指震动提示义甲结构示意图；

图11为本发明所述的震动提示义甲于手指的位置关系图。

附图中的标号说明：1、灯条指示装置；3、音频获取装置；4、图像获取装置；5、音频交互模块；6、视频交互模块；7、分析模块；8、屏幕显示模块；9、灯光控制模块；10、义甲控制模块；11、主控模块；21、振动器；23、拨片；24、蓝牙传感器；25、电源模块。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

一种古筝教学人机交互辅助装置，包括灯条指示装置1、震动提示义甲、信息获取装置、交互装置、分析模块7、屏幕显示装置8、义甲控制模块10和主控模块11，所述屏幕显示装置设置在古筝本体上，所述主控模块11分别连接交互装置、分析模块7、屏幕显示模块8和义甲控制模块10；所述灯条指示装置1，用于通过灯条指示装置1的显示情况来定位节点的最佳弹奏位置；所述震动提示义甲，用于佩戴在手指上，弹拨古筝的辅助设备，能将控制模块传输的最佳弹奏位置生成对应的震动信号，并对用户进行指法提示和节奏提示；所述义甲控制模块10，用于控制所述震动提示义甲；所述信息获取模块，用于获取用户弹奏古筝时的图像信息和音调信息；所述交互装置，用于将图像信息和音调信息进行信息交互；所述分析模块7，用于接收交互装置传输的音调信息并对音调信息进行处理，得到错误的节点信息，并将错误的节点信息进行标注；所述屏幕显示装置，用于显示曲谱图像信息和标注的错误节点信息；所述主控模块11，用于控制所述义甲控制模块10、交互模块、分析模块7和显示模块8，所述总控模块11内配置乐谱提示参数将乐谱对应弦生成最佳弹奏位置。

本发明能实现指示琴弦弹奏位置的功能，实现过程如下所示：

图2为本发明所述灯条指示装置的位置示意图，如图3所示，灯条指示装置位于琴弦的下方面板上。图4为单弦弹奏位置用单点光源提示。图5为多弦弹奏位置：多点光源提示，起步第一根弦为两点提示，其余弦为单点提示。还可以展示双手演奏，如图6所示，灯条指示装置可以显示左右手的状态。

更加具体第，在本实施例中，所述信息获取装置包括图像获取装置4和音频获取装置3，所述图像获取装置4用于获取用户弹奏古筝时的图像信息，所述音频获取装置3用于获取用户弹奏古筝时的音调信息；所述交互装置包括图像交互装置和音频交互装置，所述图像获取装置4连接所述图像交互装置，将获取到的用户弹奏古筝时的图像信息传输至所述图像交互装置中，所述图像交互装置将图像信息传输至屏幕显示装置中，所述音频获取装置3连接所述音频交互装置；将获取的用户弹奏古筝时的音调信息传输至所述音频交互装置中，所述音频交互装置将音调信息传输至分析模块7中。

更加具体地，所述图像获取装置4为摄像头，采用摄像头采集图像信息，所述音频获取装置3为录音器，通过录音器采集音频信息。

如图7-11所示，所述震动提示义甲包括振动器21、壳体、拨片23、蓝牙传感器24和电源模块25，所述振动器21、蓝牙传感器24、拨片23和电源模块25分别设置在所述壳体上，通过所述蓝牙传感器24获取最佳弹奏位置并进行存储；所述壳体内部设置放置手指的空间，所述振动器21包括四个，四个振动器21和所述电源模块25电连接，所述蓝牙传感器24分别和所述振动器21进行电连接。所述义甲控制模块10设置在所述壳体上，所述义甲控制模块10连接所述振动器21。

通过以上的震动提示义甲装置，可以提示初学者的左右手指法，具体指法如下所示：

震动提示义甲通过胶布固定于各个手指上，指法提示：指背震动对应手指向外拨弦，指腹震动对应手指向内拨弦，震动器震动即对应手指按弦。通过这三种方式可以覆盖初学者需要的11种常用指法。如指法名称：托，左右手动作：大指向外拨弦，指示形式：对应大指智能义甲在指背震动。指法名称：劈，左右手动作：大拇指向里拨弦，指示形式：对应大拇指智能义甲在指腹震动。指法名称：抹，左右手动作：食指向里拨弦，指示形式：对应食指智能义甲在指腹震动。指法名称：挑，左右手动作：食指向外拨弦，指示形式：对应食指智能义甲在指背震动。指法名称：剔，左右手动作：中指向外拨弦，指示形式：对应中指智能义甲在指背震动。指法名称：勾，左右手动作：中指向内拨弦，指示形式：对应中指智能义甲在指腹震动。图五所示大撮小撮。指法名称：大撮，左右手动作：托和抹(双音)，指示形式：对应大指智能义甲在指背震动和对应食指智能义甲在指腹震动。指法名称：小撮，左右手动作：托和抹(双音)，指示形式：对应大指智能义甲在指背震动和对应食指智能义甲在指腹震动。指法名称：扫弦，左右手动作：一指或多指向内或者向外快速拨数弦，指示形式：向内对应手指智能义甲指腹震动，向外对应手指智能义甲指背震动。指法名称：上滑音，右手动作：拨弦，左手动作：按弦，指示形式：拨弦对应右手手指的震动，左手对应手指指背和指腹一起震动。指法名称：下滑音，右手动作：按弦，左手动作：拨弦，指示形式：拨弦对应左手手指的震动，右手对应手指指背和指腹一起震动。

在本发明的装置中，为了能更好的控制灯条指示装置，还包括灯光控制模块9，所述灯光控制模块9连接所述主控模块11，所述主控模块11将乐谱对应弦的最佳弹奏位置的坐标通过灯光控制模块9传输至灯条指示装置1和震动提示义甲，所述灯条指示装置1显示出最佳弹奏位置，所述震动提示义甲将最佳弹奏指法反馈给用户。

更加具体地，所述灯条指示装置1为指示灯条，所述指示灯条设置在所述古筝的表面，如图1所示，图1中给出了具体的设置位置关系。

为了能更方便的使用本发明的装置，所述信息获取装置、交互装置、分析模块7和主控模块11集成在所述屏幕显示装置上。

实施例2：

一种古筝教学人机交互辅助系统，包括以上所述的古筝教学人机交互辅助装置和服务器，所述服务器和主控模块进行信息交互。

服务器可以为普通的电脑，也可以为此加入智能终端以及对应的APP软件，通过收集用户相应的学习情况，想用户反馈自己的学习情况，并给出相应的指导；

比如音准错误：显示模块展示错误位置；节奏错误：显示模块展示错误位置，播放伴奏引导用户打节拍熟悉节奏；指法错误：显示模块展示错误位置，展示正确指法，并通过震动提示义甲反馈出相应最佳弹奏位置，给用户提供相应的提示，对于每个震动提示义甲都分为指腹和指背的震动来提示用户指法需要的手指；用户可以通过提示直观的感受到需要使用的指法，减轻了识谱信息太多的压力。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，包括灯条指示装置、震动提示义甲、信息获取装置、交互装置、分析模块、屏幕显示装置、义甲控制模块和主控模块，所述屏幕显示装置设置在古筝本体上，所述主控模块分别连接交互装置、分析模块、显示模块和义甲控制模块；

所述灯条指示装置，用于通过灯条指示装置的显示情况来定位节点的最佳弹奏位置；

所述震动提示义甲，用于佩戴在手指上，弹拨古筝的辅助设备，能将控制模块传输的最佳弹奏位置生成对应的震动信号，并对用户进行指法提示和节奏提示；

所述义甲控制模块，用于控制所述震动提示义甲；

所述信息获取模块，用于获取用户弹奏古筝时的图像信息和音调信息；

所述交互装置，用于将图像信息和音调信息进行信息交互；

所述分析模块，用于接收交互装置传输的音调信息并对音调信息进行处理，得到错误的节点信息，并将错误的节点信息进行标注；

所述屏幕显示装置，用于显示曲谱图像信息和标注的错误节点信息；

所述主控模块，用于控制所述义甲控制模块、交互模块、分析模块和显示模块，所述主控模块内配置乐谱提示参数将乐谱对应弦生成最佳弹奏位置。

2.根据权利要求1所述的古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，所述信息获取装置包括图像获取装置和音频获取装置，所述图像获取装置用于获取用户弹奏古筝时的图像信息，所述音频获取装置用于获取用户弹奏古筝时的音调信息。

3.根据权利要求2所述的古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，所述交互装置包括图像交互装置和音频交互装置，所述图像获取装置连接所述图像交互装置，将获取到的用户弹奏古筝时的图像信息传输至所述图像交互装置中，所述图像交互装置将图像信息传输至屏幕显示装置中，所述音频获取装置连接所述音频交互装置；将获取的用户弹奏古筝时的音调信息传输至所述音频交互装置中，所述音频交互装置将音调信息传输至分析模块中。

4.根据权利要求2所述的古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，所述图像获取装置为摄像头，所述音频获取装置为录音器。

5.根据权利要求1所述的古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，所述震动提示义甲包括振动器、壳体、拨片、蓝牙传感器和电源模块，所述振动器、蓝牙传感器、拨片和电源模块分别设置在所述壳体上，通过所述蓝牙传感器获取最佳弹奏位置并进行存储；所述壳体内部设置放置手指的空间，所述振动器包括四个，四个振动器和所述电源模块电连接，所述蓝牙传感器分别和所述振动器进行电连接。

6.根据权利要求5所述的古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，所述义甲控制模块设置在所述壳体上，所述义甲控制模块连接所述振动器。

7.根据权利要求1所述的古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，还包括灯光控制模块，所述灯光控制模块连接所述主控模块，所述主控模块将乐谱对应弦的最佳弹奏位置的坐标通过灯光控制模块传输至提示装置和震动提示义甲，所述灯条指示装置显示出最佳弹奏位置，所述震动提示义甲将最佳弹奏指法反馈给用户。

8.根据权利要求1所述的古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，所述灯条指示装置为指示灯条，所述指示灯条设置在所述古筝的表面。

9.根据权利要求1所述的古筝教学人机交互辅助装置，其特征在于，所述信息获取装置、交互装置、分析模块和主控模块集成在所述屏幕显示装置上。

10.一种古筝教学人机交互辅助系统，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的古筝教学人机交互辅助装置和服务器，所述服务器和主控模块进行信息交互。

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