CN110033669A - 学习辅助系统 - Google Patents

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Abstract

学习辅助系统包含存储单元、控制单元、辅助界面及穿戴装置。存储单元存储乐曲数据，乐曲数据包含多个音符的信息，每一音符的信息包含其相对音高、相对顺序及相对持续时间。控制单元根据多个音符的信息按序输出多个第一电子信号及多个第二电子信号。对应于每一音符的信息，该控制单元同时输出其中的一第一电子信号及其中的一第二电子信号。辅助界面覆盖于实体键盘，并根据每一第一电子信号于实体键盘所对应的实体按键上显示按键提示图像。穿戴装置具有多个指套，并根据每一第二电子信号于多个指套中对应的指套产生提示信号。

Description

学习辅助系统
技术领域
本发明涉及一种学习辅助系统，特别涉及一种能够提示触键的钢琴学习辅助系统。
背景技术
音乐虽然常被说是人类共通的语言，然而弹奏乐器则并非人人都能够得心应手，而学习的过程中除了需要自行练习之外，更需要仰赖师长前辈的亲身指导才得以精进。然而对于生活忙碌的现代人来说，空出学习乐器所需的时间并不容易，再加上学习乐器之前还须先学会读谱，判读出谱中的音乐符号之后，再以对应的节奏及力道弹奏乐器，这对初学者而言绝非易事。尤其是对于成人而言，为了正确弹奏一段乐句，常需要花更多的时间反复练习。由于在短时间内难以得到弹奏乐器的乐趣和成就感，许多人因此放弃学习乐器。
在现有技术中，虽然有应用程序能够辅助教学，然而这些应用程序大多应用于具有触控面板的平板电脑或手机上，因此难以模拟真实的触键感受，使得学员无法学习正确的触键方式，也无从得知弹奏的指法。
发明内容
本发明的一实施例提供一种学习辅助系统，学习辅助系统包含存储单元、控制单元、辅助界面及穿戴装置。存储单元存储乐曲数据，而乐曲数据报含多个音符的信息，每一音符的信息包含每一音符的相对音高及每一音符的相对顺序及每一音符的相对持续时间。控制单元根据多个音符的信息按序输出多个第一电子信号及多个第二电子信号，对应于每一音符的信息，控制单元同时输出多个第一电子信号的其中的一第一电子信号及多个第二电子信号的其中的一第二电子信号。辅助界面用以覆盖于实体键盘，并根据每一第一电子信号于实体键盘所对应的实体按键上显示按键提示图像。穿戴装置具有多个指套，并根据每一第二电子信号于多个指套中对应的指套产生提示信号。
在本发明的一实施例中，辅助界面可另包含压力感测模块，压力感测模块用以根据使用者于实体键盘上的按压事件产生感测信号。压力感测模块为触控模块或影像监控模块。在此情况下，控制单元还可根据感测信号判断按压事件与音符的对应程度以给予使用者评分。
在本发明的一实施例中，穿戴装置可另包含压力感测模块，压力感测模块用以根据使用者于实体键盘上的按压事件产生感测信号。压力感测模块为压电模块。在此情况下，控制单元还可根据感测信号判断按压事件与音符的对应程度以给予使用者评分。
在本发明的一实施例中，辅助界面包含透明柔性发光二极管模块以显示按键提示图像。
在本发明的一实施例中，穿戴装置所产生的提示信号为手指提示图像，且手指提示图像所显示的颜色与按键提示图像的颜色相同。
在本发明的一实施例中，穿戴装置另可根据每一第二电子信号于对应的指套产生震动提示信号。
在本发明的一实施例中，按键提示图像的图像大小正相关于音符所对应的时间长短。
在本发明的一实施例中，控制单元还可解析乐谱以产生乐曲数据。
在本发明的一实施例中，控制单元及穿戴装置之间利用无线传输协议来收发信号。
附图说明
图1为本发明一实施例的学习辅助系统的功能方框图；
图2为本发明一实施例的图1的学习辅助系统的使用情境图；
图3为本发明另一实施例的学习辅助系统的功能方框图。
具体实施方式
图1为本发明一实施例的学习辅助系统100的功能方框图，图2为本发明一实施例的学习辅助系统100的使用情境图。学习辅助系统100包含控制单元110、辅助界面120、穿戴装置130及存储单元140。
在图2的实施例中，学习辅助系统100可用来辅助使用者学习弹奏钢琴，而辅助界面120可覆盖于钢琴的实体键盘KB上。辅助界面120可以根据控制单元110所传来的电子信号，在实体键盘KB上对应的实体按键上显示按键提示图像，以提示使用者所应按压的琴键。
此外，在本发明的部分实施例中，穿戴装置130可设计成手套造型以便使用者穿戴，举例来说，在图2中，穿戴装置130可具有多个指套F1至F10。穿戴装置130可根据控制单元110所传来的电子信号，在穿戴装置130的指套F1至F10中对应的指套上产生提示信号，如此一来，就能够提示使用者以对应的手指按压显示有按键提示图像的琴键。举例来说，在图2中，由于辅助界面120在实体按键K1上显示按键提示图像I1，且穿戴装置130在指套F6上产生了提示信号，因此使用者便能得知应该以戴有F6指套的右手大拇指来按压显示有按键提示图像I1的实体按键K1。
在图1中，控制单元110可根据乐曲数据输出对应的电子信号以提示使用者如何弹奏琴键。乐曲数据中包含一系列的多个音符的信息，每个音符的信息包含了各音符相对的音高、每一音符的相对顺序和每一音符的相对持续时间(音值)，例如四分音符或八分音符。此外，在部分实施例中，乐曲数据还可包含多个小节。每个小节包含有节拍信息，例如，每小节前面都有拍号，如2/4、3/4等，其中分子代表每一小节有多少拍子，分母代表用什么音符代表一拍。如2/4代表用四分音符代表一拍，每一小节有两拍。每个小节的节拍信息配合一定速度的快慢可组成乐曲的节奏，而节奏结合多个音符的信息(各音符相对音高、各音符的相对顺序及各音符的相对持续时间)则可组成乐曲的旋律。也就是说，根据乐曲数据，本发明实施例就能够协助使用者据以弹奏出富有对应节奏感的旋律。
控制单元110可根据乐曲数据中所记载的一系列的多个音符信息，按序输出多个第一电子信号至辅助界面120，辅助界面120的通信模块122可接收第一电子信号，使得辅助界面120能够根据每一个第一电子信号在对应的实体按键上显示按键提示图像。在本发明的部分实施例中，辅助界面120可包含透明柔性发光二极管模块124，以便覆盖于实体键盘KB上，并可在不会遮挡目视实体按键的视线的情况下，于各个实体按键上显示对应的按键提示图像。
同时，控制单元110还会根据乐曲数据中所记载的一系列的多个音符信息，按序输出多个第二电子信号至穿戴装置130，穿戴装置130的通信模块132可接收第二电子信号，使得穿戴装置130能够根据每一第二电子信号在对应的指套上产生提示信号。在本发明一实施例中，控制单元110根据乐曲数据中的每一音符的信息会同时间输出第一电子信号，例如第一电子信号SIGA，及第二电子信号，例如第二电子信号SIGB，至辅助界面120及穿戴装置130。由于控制单元110同时间所输出的第一电子信号SIGA及第二电子信号SIGB都是对应到乐曲数据中的同一个音符的信息，因此，在辅助界面120及穿戴装置130的搭配下，使用者就能够直觉地以正确的手指触压正确的琴键来弹奏出目前乐曲数据中应弹奏的乐音，进而以适切的节奏弹出完整的旋律。由于学习辅助系统100能够实时且直觉地给予使用者提示，因此学习辅助系统100不仅能够辅助使用者学习，还可以让使用者在短时间内获得弹奏乐器的乐趣及成就感，增加学习的动机。
举例来说，第一电子信号SIGA及第二电子信号SIGB可对应到科学音调记号法的C4，因此在图2中，辅助界面120便可在实体键盘KB上对应的实体按键K1上显示按键提示图像I1。在本发明的部分实施例中，为让使用者可以直觉地理解此音符应持续的时间长短，学习辅助系统100可通过按键提示图像I1的图像大小来做为提示，也就是说，按键提示图像I1的图像大小可正相关于音符所对应的时间长短，图像大小越大，表示音符所需延续的时间越长，图像大小越小，则表示音符所需延续的时间越短。例如在图2中，实体按键K1上的按键提示图像I1的长度比实体按键K2上的按键提示图像I2的长度要来得短，表示实体按键K2所对应的音符应该要延续较长的时间。如此一来，使用者就能够立即地理解并控制弹奏的速度和力道。
此外，穿戴装置130也可包含显示模块134，穿戴装置130的显示模块134可包含设置于指套F1至F10的显示单元，因此在图2中，穿戴装置130便可在对应的指套F6上产生手指提示图像FI1以作为提示信号，且手指提示图像FI1会显示出与按键提示图像I1相同的颜色。如此一来，使用者便可以清楚理解，应使用戴着指套F6的大拇指来按压实体按键K1。在本发明的部分实施例中，显示模块134的显示单元可利用柔性的显示面板来实作，以避免使用者在按压琴键时受到阻碍。
而在同时需要按压不同琴键的情况下，学习辅助系统100则可在不同的琴键上显示不同颜色的按键提示图像，并在穿戴装置130的对应指套上显示对应颜色的手指提示图像，如此一来，使用者就能够根据颜色配对来迅速判断应以哪只手指按压哪个琴键。举例来说，在图2中，按键提示图像I1与手指提示图像FI1所显示的颜色可皆为蓝色，而按键提示图像I2与手指提示图像FI2所显示的颜色可皆为红色，如此一来，使用者便能清楚得知，应以配戴指套F6的右手大拇指按压实体按键K1，并以配戴指套F8的右手中指按压实体按键K2。
在图1的实施例中，穿戴装置130还可包含震动元件136，并可在穿戴装置130根据第二电子信号SIGB于对应的指套F6上产生手指提示图像FI1时，同时根据第二电子信号SIGB于对应的指套F6产生震动提示信号，以利使用者能够更实时地反应。
在图1的实施例中，穿戴装置130还可包含压力感测模块138，压力感测模块138可根据使用者于实体键盘KB上的一按压事件产生感测信号。举例来说，压力感测模块138可为设置于手指关节处的压电模块，因此当使用者因按压键盘而活动关节时，压力感测模块138就能够检测到按压事件。如此一来，控制单元110便可另外根据压力感测模块138所产生的感测信号判断按压事件与音符的对应程度，例如按压的时间点是否准确、按压的历时长度及按压力道是否与音符要求相近等。
根据按压事件与音符的对应程度，控制单元110便可给予使用者评分作为反馈。在图2的实施例中，为了能够给予使用者实时的反馈，穿戴装置130的显示模块134可以在掌背处显示不同颜色或形状的评分图案FI0来告知使用者评分的高低。
在本发明的部分实施例中，控制单元110、辅助界面120及穿戴装置130之间可利用无线传输协议来收发信号，例如通过蓝牙通信来收发信号，以方便使用者分别摆设控制单元110、辅助界面120及穿戴装置130，而不会在弹琴的过程中受到传输线的阻碍。然而本发明并不以此为限，在本发明的其他实施例中，学习辅助系统100也可利用有线传输的方式在控制单元110、辅助界面120及穿戴装置130之间传送信号，又或是在部分装置之间利用有线传输，而在部分装置之间利用无线传输。举例来说，由于控制单元110及辅助界面120较不会在使用的过程中被移动位置，因此两者之间可利用有线传输来传输信号，而穿戴装置130则会随着使用者的手部运动，因此可通过无线传输与控制单元110进行信号传输。
此外，在本发明的部分实施例中，存储单元140可预先存储多首乐曲的数据，而每一乐曲数据都包含多个音符的信息，例如每个音符所对应的琴键以及每个音符所对应的手指。因此，在使用者选择了特定乐曲之后，控制单元110便可自存储单元140中取得对应的乐曲数据，并可根据乐曲数据所记载的音符信息按序输出多个第一电子信号及多个第二电子信号至辅助界面120及穿戴装置130。此外，控制单元110还可通过外接屏幕来提供选单界面，以便使用者选择想演奏的曲目，同时也可根据使用者的选择，增快或减慢电子信号的输出速度，以配合使用者的学习情境。
再者，控制单元110除了可预先存储乐曲数据之外，还可通过影像获取装置来扫描琴谱，并通过影像识别来判读琴谱的音符内容以转换成对应的乐曲数据。一般来说，琴谱中虽然未必会记载弹奏时的指法，然而实际上音符与指法常有固定的对应关系，因此控制单元110可根据预先设定的算法来设定与音符相对应的手指，进而产生第二电子信号。然而本发明并不以此为限，在本发明的部分实施例中，控制单元110亦可通过选单界面接受使用者的输入信息，甚至可以在使用者直接弹奏的过程中，利用穿戴装置130的压力感测模块138来记录对应音符的指法，并用以设定与乐曲数据音符相对应的指法。
虽然在图1的实施例中，压力感测模块138是设置于穿戴装置130，然而本发明并不以此为限，在本发明的其他实施例中，亦可将压力感测模块设置于辅助界面。图3为本发明另一实施例的学习辅助系统200的功能方框图。
学习辅助系统200与学习辅助系统100具有相似的结构及操作原理，两者的主要差别在于学习辅助系统200的穿戴装置230可不包含压力感测模块，而辅助界面220则可包含压力感测模块226。压力感测模块226可根据使用者于实体键盘KB上的按压事件产生感测信号，而控制单元210则可根据压力感测模块226产生的感测信号判断按压事件与音符的对应程度，并给予使用者评分作为反馈。
在本发明的部分实施例中，压力感测模块226可例如为触控模块，例如电容式、电阻式或声波式的触控模块，又或可为影像监控模块，并利用影像监控的方式监控使用者的手指是否有按压到实体键盘以产生对应的感测信号。
综上所述，本发明的实施例所提供的学习辅助系统可以在不另外添购新乐器的情况下直接安装设定，并通过辅助界面及穿戴装置，让使用者能够接收到直觉且实时的按键提示图像和反馈机制，以加快使用者的学习进程，并提高使用者的成就感，增加学习动机。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种学习辅助系统，其特征在于，包含：
存储单元，用以存储乐曲数据，所述乐曲数据包含多个音符的信息，每一音符的信息包含所述每一音符的相对音高及所述每一音符的相对顺序及所述每一音符的相对持续时间；
控制单元，用以根据所述多个音符的信息按序输出多个第一电子信号及多个第二电子信号，对应于所述每一音符的信息，所述控制单元同时输出所述多个第一电子信号中的一第一电子信号及所述多个第二电子信号种的一第二电子信号；
辅助界面，用以覆盖于实体键盘，及根据每一第一电子信号于所述实体键盘所对应的实体按键上显示按键提示图像；及
穿戴装置，具有多个指套，用以根据每一第二电子信号于所述多个指套中对应的一指套产生提示信号。
2.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述辅助界面另包含压力感测模块，用以根据使用者于所述实体键盘上的按压事件产生感测信号。
3.根据权利要求2所述的学习辅助系统，其特征在于，所述压力感测模块为触控模块或影像监控模块。
4.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述穿戴装置另包含压力感测模块，用以根据使用者于所述实体键盘上的按压事件产生感测信号。
5.根据权利要求4所述的学习辅助系统，其特征在于，所述压力感测模块为压电模块。
6.根据权利要求2至5中任一权利要求所述的学习辅助系统，其特征在于，所述控制单元另用以根据所述感测信号判断所述按压事件与所述音符的对应程度以给予所述使用者一评分。
7.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述辅助界面包含透明柔性发光二极管模块，用以显示所述按键提示图像。
8.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述穿戴装置所产生的所述提示信号为手指提示图像，且所述手指提示图像所显示的颜色与所述按键提示图像的颜色相同。
9.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述穿戴装置另用以根据所述每一第二电子信号于所述多个指套中对应的所述指套产生震动提示信号。
10.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述按键提示图像的图像大小正相关于所述音符所对应的时间长短。
11.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述控制单元另用以解析乐谱以产生所述乐曲数据。
12.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述控制单元及所述穿戴装置之间利用无线传输协议来收发信号。
13.根据权利要求1所述的学习辅助系统，其特征在于，所述乐曲数据另包含乐谱的指法以及所述乐谱中的多个小节的节拍信息，每一小节的节拍信息配合一定速度能够组成一节奏，而所述节奏结合所述多个音符的信息能够组成一旋律。
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