CN110875029A - 一种拾音器及拾音方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种拾音器及拾音方法,所述拾音器包括对射式频率检测装置和信号变送处理器，所述对射式频率检测装置设置在所述琴弦的下方，且与所述琴弦一一对应设置，用于采集每一根所述琴弦的模拟音频信号，并将所述模拟音频信号传输至信号处理变送器；所述信号处理变送器与所述对射式频率检测装置、音源均通信连接，用于获取所述频率模拟音频信号并将每一路调节后的所述模拟音频信号转变为midi数字信号。通过上述技术方案，无需检测线圈磁通量的变化量，可以适用于所有的弦乐器，且没有麦克风，音频信号无法回授，不会引起啸叫。

Description

一种拾音器及拾音方法

技术领域

本申请涉及拾音器领域，尤其涉及一种拾音器及拾音方法。

背景技术

拾音器，又称监听头。监听拾音器是用来采集现场环境声音再传送到后端设备的一个器件。目前拾音器有三种方案

一种是典型电吉他线圈磁铁拾音器，通过琴弦震动改变通过线圈磁通量已达到是拾音的目的，输出信号为模拟音频信号，但只能用于金属琴弦。

第二种是Roland(罗兰，电子乐器制造商和销售商)基于磁铁线圈拾音器的数字拾音器。通过琴弦震动，改变通过线圈磁通量，将磁通量变化模拟信号通过算法转变为数字midi(Musical Instrument Digital Interface,乐器数字接口)信号。但是依旧只能用于金属琴弦。

第三种种是麦克风拾音器，简单来说就是乐器内置话筒，输出信号为模拟量，虽然可以用于所有乐器，但是会存在回授引发啸叫等问题。

发明内容

鉴于目前拾音器领域存在的上述不足，本申请提供一种始音方法，能够用于所有乐器且不会引发啸叫。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

一种拾音器，包括：

弦乐器，所述弦乐器设有若干用于弹奏的琴弦；

对射式频率检测装置，所述对射式频率检测装置设置在所述琴弦的下方，且与所述琴弦一一对应设置，用于采集每一根所述琴弦的模拟音频信号，并将所述模拟音频信号传输至信号处理变送器；

所述信号处理变送器，所述信号处理变送器与所述对射式频率检测装置、音源均通信连接，用于获取所述频率模拟音频信号，并将每一路调节后的所述模拟音频信号转变为midi数字信号，并传输至音源。

所述对射式频率检测装置是指可以发射初始信号和接收检测信号的检测装置，例如，主动式的红外传感器。本申请通过在每根琴弦的下方一一对应的设置对射式频率检测装置，所述对射式频率检测装置先发射信号，然后再检测经琴弦反射的信号来检测琴弦的频率和振幅，进而将琴弦的频率和振幅转变为模拟音频信号，再通过信号处理变送器将模拟音频信号转换为midi数字信号进行输出，无需检测线圈磁通量的变化量，可以适用于所有的弦乐器，且没有麦克风，音频信号无法回授，不会引起啸叫。

优选的，所述对射式频率检测装置为主动式红外传感器或者双探头超声波传感器。所述主动式红外传感器，把一对红外线发射与红外线接收的装置放在一起，组成一个红外线的对射系统。如果红外线的发射和接收系统之间的不可见光路被挡住的时候，接收装置就会立马察觉出来，很快发出信号提醒光路被阻隔，利用这种原理对琴弦的频率和振幅进行检测。所述双探头超声波传感器由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成，发送器传感器通常由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成,换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向控制辐射；而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成,换能器接收波产生机械振动,将其变换成电能量,作为传感器接收器的输出,从而对发送的超声波进行检测，利用双探头超声波传感器也可以实现对琴弦的频率和振幅进行检测。

优选的，所述信号处理变送器包括壳体、电路板、音频接口、音源接口和电源接口，所述电路板设置在所述壳体内部，所述音频接口、所述音源接口和所述电源接口均与所述电路板连接，所述音频接口与所述对射式频率检测装置连接，所述音源接口与所述音源连接，所述电源接口与电源连接。壳体的设置使所述信号变送处理器的电路板与所述对射式频率检测装置、音源的连接更加方便。

优选的，所述信号处理变送器还设有USB接口，所述USB接口与所述电路板连接，用于实现上位机与所述信号处理变送器之间的通信连接。其中，所述上位机可以为电脑、智能手机等，方便对信号变送处理器进行设置。

优选的，所述音源为硬音源或者软音源。所谓硬音源，通常指声卡本身把音色库集成在芯片上，回放时直接播放，基本不占用系统资源(比如CPU)。它的优点是速度快，没有延迟；缺点是不统一。软音源就是独立于硬件，由软件计算产生声音的回放。它们通常都是基于波表技术，就是把各种音色记录成表格形式，然后根据乐曲进行“查表”，然后进行一些包络等计算，从而实现回放的。

优选的，所述弦乐器包括古筝、吉他、竖琴、琵琶、小提琴、中提琴、大提琴或者二胡等等。所述弦乐器可以为多种类型。

一种拾音方法，包括如下步骤：

获取每一根琴弦的模拟音频信号；

调节每一路所述模拟音频信号的功率放大比例进行功率放大，使各个所述模拟音频信号的输出功率相同；

将功率放大后的所述模拟音频信号转换为第一midi数字信号并输出到音源。

使用若干的对射式信号处理变送器采集琴弦的模拟音频信号，并经过数字信号变送器转换成midi数字信号输出，无需检测线圈磁通量的变化量，可以适用于所有的弦乐器，且没有麦克风，音频信号无法回授，不会引起啸叫。

优选的，所述第一midi数字信号为：将每一路所述模拟音频信号对应到一个midi数字信号通道形成；或者将每一路所述模拟音频信号分别对应到不同的midi数字信号通道形成。如果所述第一midi数字信号为将每一路所述模拟音频信号对应到一个midi数字信号通道形成，此输出方法对于多跟琴弦产生的相同音调无法辨识，适用于古筝等每根琴弦音高相对固定的乐器；所述第一midi数字信号为将每一路所述模拟音频信号分别对应到不同的midi数字信号通道形成，每根琴弦可以对应到不同的音源，以产生非常丰富的音色变化。

优选的，所述拾音方法还包括弯音处理，所述弯音处理具体为：

获取琴弦的所述模拟音频信号的音高和所述第一midi数字信号的音高；

如果所述模拟音频信号的音高和所述第一midi数字信号的音高之间的差值小于预设的弯音触发值，则输出第一midi数字信号；如果大于等于预设的弯音触发值，则输出第二midi数字信号，其中，如果所述第一midi数字信号的音高大于所述模拟音频信号的音高，所述第二midi数字信号的音高为所述第一midi数字信号的音高减去所述预设的弯音触发值；如果所述第一midi数字信号的音高小于所述模拟音频信号的音高，所述第二midi数字信号的音高为所述第一midi数字信号的音高加上所述预设的弯音触发值。

经过弯音处理，可以使输出的midi数字信号的音高与模拟音频信号的音高尽可能的一致，修正在信号转换过程中对音频质量的损失。

本申请实施的优点：本申请提供了一种拾音器及拾音方法,所述拾音器包括对射式频率检测装置和信号变送处理器，所述对射式频率检测装置设置在所述琴弦的下方，且与所述琴弦一一对应设置，用于采集每一根所述琴弦的模拟音频信号，并将所述模拟音频信号传输至信号处理变送器；所述信号处理变送器与所述对射式频率检测装置、音源均通信连接，用于获取所述频率模拟音频信号并将每一路调节后的所述模拟音频信号转变为midi数字信号。通过上述技术方案，无需检测线圈磁通量的变化量，可以适用于所有的弦乐器，且没有麦克风，音频信号无法回授，不会引起啸叫。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所述的一种拾音器的结构示意图；

图2为本申请实施例所述的拾音方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，一种拾音器，包括：

弦乐器，所述弦乐器设有若干用于弹奏的琴弦1；

对射式频率检测装置2，所述对射式频率检测装置2设置在所述琴弦1的下方，且与所述琴弦1一一对应设置，用于采集每一根所述琴弦1的模拟音频信号，并将所述模拟音频信号传输至信号处理变送器3；

所述信号处理变送器3，所述信号处理变送器3与所述对射式频率检测装置2、音源均通信连接，用于获取所述频率模拟音频信号，并将每一路调节后的所述模拟音频信号转变为midi数字信号，并传输至音源。

所述对射式频率检测装置2是指可以发射初始信号和接收检测信号的检测装置，例如，主动式的红外传感器。本申请通过在每根琴弦1的下方一一对应的设置对射式频率检测装置2，所述对射式频率检测装置2先发射信号，然后再检测经琴弦1反射的信号来检测琴弦1的频率和振幅，进而将琴弦1的频率和振幅转变为模拟音频信号，再通过信号处理变送器3将模拟音频信号转换为midi数字信号进行输出，无需检测线圈磁通量的变化量，可以适用于所有的弦乐器，且没有麦克风，音频信号无法回授，不会引起啸叫。

其中，所述对射式频率检测装置2可以为主动式红外传感器，也可以是双探头超声波传感器；所述音源为硬件音源或者软件音源；所述弦乐器包括古筝、吉他、竖琴、琵琶、小提琴、中提琴、大提琴或者二胡等等。所述弦乐器可以为多种类型。

所述信号处理变送器3包括壳体31、电路板、音频接口32、音源接口33和电源接口34，所述电路板设置在所述壳体31内部，所述音频接口32、所述音源接口33和所述电源接口34均与所述电路板连接，所述音频接口32与所述对射式频率检测装置2连接，所述音源接口33与所述音源连接，所述电源接口34与电源连接。壳体31的设置使所述信号变送处理器的。

在本申请的部分实施例中，为了方便对信号变送处理器进行设置，所述信号处理变送器3还设有USB接口35，所述USB接口35与所述电路板连接，用于实现上位机与所述信号处理变送器3之间的通信连接。其中，所述上位机可以为电脑、智能手机等。

一种拾音方法，用于上述拾音器，如图2所示，包括如下步骤：

S1:获取每一根琴弦1的模拟音频信号；

S2:调节每一路所述模拟音频信号的功率放大比例进行功率放大，使各个所述模拟音频信号的输出功率相同；

S3:将功率放大后的所述模拟音频信号转换为第一midi数字信号并输出到音源。

使用若干的对射式信号处理变送器3采集琴弦1的模拟音频信号，并经过数字信号变送器转换成midi数字信号输出，无需检测线圈磁通量的变化量，可以适用于所有的弦乐器，且没有麦克风，音频信号无法回授，不会引起啸叫。

信号处理变送器3首先设置信号输出缩放比例，由于琴弦1粗细演奏者习惯等，同琴弦1振动幅度不会一致，信号处理变送器3在调节模拟音频信号频率的输出放大比例后再进行输出，可以使输出的音频信号稳定。再具体的操作过程中，演奏者首先以正常方式波动琴弦1，设置每一路模拟音频信号的缩放比例，然后将所有琴弦1正常拨动的信号输出量调节一致。

在本申请所述的拾音器用于古筝等每根琴弦1音高相对固定的乐器时，所述第一midi数字信号为将每一路所述模拟音频信号对应到一个midi数字信号通道形成，此输出方法对于多跟琴弦产生的相同音调无法辨识。在本申请所述的拾音器用于其它的弦乐器时，所述第一midi数字信号可以为将每一路所述模拟音频信号分别对应到不同的midi数字信号通道形成，每根琴弦1可以对应到不同的音源，以产生非常丰富的音色变化。

此外，在本申请其它的部分实施例中，所述拾音方法还包括弯音处理，所述弯音处理具体为：

S4:获取琴弦1的所述模拟音频信号的音高和所述第一midi数字信号的音高；

S5:如果所述模拟音频信号的音高和所述第一midi数字信号的音高之间的差值小于预设的弯音触发值，则输出第一midi数字信号；如果大于等于预设的弯音触发值，则输出第二midi数字信号，其中，如果所述第一midi数字信号的音高大于所述模拟音频信号的音高，所述第二midi数字信号的音高为所述第一midi数字信号的音高减去所述预设的弯音触发值；如果所述第一midi数字信号的音高小于所述模拟音频信号的音高，所述第二midi数字信号的音高为所述第一midi数字信号的音高加上所述预设的弯音触发值。

由于信号进行数模转换时出现的偏差，或者乐器本申请的原因，所述第一midi数字信号输出的音高可能与所述模拟音频信号的音高不完全一致。例如，在实际弹奏一根琴弦1时，所述模拟音频信号的实际音高为442hz，但是经过数模转换后输出的第一midi数字信号的音高为440hz，如果弯音模式不开启，不经过弯音处理，则音高442hz的模拟音频信号被拟合成音高为440hz第一midi数字信号。如果弯音模式开启，并预设弯音触发值为2Hz,则所述第一midi数字信号的音高与所述模拟音频信号的音高的差值2Hz，等于预设弯音触发值，则输出第二midi数字信号，所述第二midi数字信号由第一midi数字信号和弯音信号合成，所述第二midi数字信号的音高为第一midi数字信号加上预设的弯音触发值442hz，通过弯音处理，使最终输出的midi数字信号与所述模拟音频信号的音高尽可能的一致，修正在信号转换过程中对音频质量的损失。

此外，还可以通过通过颤音来调节音频输出的效果，例如，颤音可以由一个midi信号加一个持续抖动的弯音信号形式输出。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本申请公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种拾音器，用于弦乐器，所述弦乐器设有若干用于弹奏的琴弦，其特征在于，包括：

对射式频率检测装置，所述对射式频率检测装置设置在所述琴弦的下方，且与所述琴弦一一对应设置，用于采集每一根所述琴弦的模拟音频信号，并将所述模拟音频信号传输至信号处理变送器；

所述信号处理变送器，所述信号处理变送器与所述对射式频率检测装置、音源均通信连接，用于获取所述频率模拟音频信号，并将每一路调节后的所述模拟音频信号转变为midi数字信号，并传输至音源。

2.根据权利要求1所述的拾音器，其特征在于，所述对射式频率检测装置为主动式红外传感器或者双探头超声波传感器。

3.根据权利要求1所述的拾音器，其特征在于，所述信号处理变送器包括壳体、电路板、音频接口、音源接口和电源接口，所述电路板设置在所述壳体内部，所述音频接口、所述音源接口和所述电源接口均与所述电路板连接，所述音频接口与所述对射式频率检测装置连接，所述音源接口与所述音源连接，所述电源接口与电源连接。

4.根据权利要求1所述的拾音器，其特征在于，所述信号处理变送器还设有USB接口，所述USB接口与所述电路板连接，用于实现上位机与所述信号处理变送器之间的通信连接。

5.根据权利要求1所述的拾音器，其特征在于，所述音源为硬件音源或者软件音源。

6.根据权利要求1所述的拾音器，其特征在于，所述弦乐器包括古筝、吉他、竖琴、琵琶、小提琴、中提琴、大提琴或者二胡。

7.一种拾音方法，用于权利要求1-6任一项所述的拾音器，其特征在于，包括如下步骤：

获取每一根琴弦的模拟音频信号；

调节每一路所述模拟音频信号的功率放大比例进行功率放大，使各个所述模拟音频信号的输出功率相同；

将功率放大后的所述模拟音频信号转换为第一midi数字信号并输出到音源。

8.根据权利要求7所述的拾音方法，其特征在于，所述第一midi数字信号为：将每一路所述模拟音频信号对应到一个midi数字信号通道形成；或者将每一路所述模拟音频信号分别对应到不同的midi数字信号通道形成。

9.根据权利要求7所述的拾音方法，其特征在于，还包括弯音处理，所述弯音处理具体为：

获取琴弦的所述模拟音频信号的音高和所述第一midi数字信号的音高；

如果所述模拟音频信号的音高和所述第一midi数字信号的音高之间的差值小于预设的弯音触发值，则输出第一midi数字信号；如果大于等于预设的弯音触发值，则输出第二midi数字信号，其中，如果所述第一midi数字信号的音高大于所述模拟音频信号的音高，所述第二midi数字信号的音高为所述第一midi数字信号的音高减去所述预设的弯音触发值；如果所述第一midi数字信号的音高小于所述模拟音频信号的音高，所述第二midi数字信号的音高为所述第一midi数字信号的音高加上所述预设的弯音触发值。

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