CN111128098A - 一种手戴式智能乐器及其演奏方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提出一种手戴式智能乐器及其演奏方法，其中，该手戴式智能乐器包括数据计算模块、声音模块以及相互匹配的采集模块和识别模块，所述数据计算模块至少与所述识别模块和声音模块通信连接；其中，所述采集模块用以佩戴于用户的手指及/或手掌上，以跟随手指及/或手掌的动作运动；所述识别模块用以识别所述采集模块的运动信息并发送给所述数据计算模块；所述数据计算模块用以将所述运动信息转换为对应的声音信号，并将所述声音信号发送给所述声音模块；所述声音模块用以将所述声音信号转换为声音信息。本发明的技术方案降低了智能乐器的学习和演奏门槛，尤其适用于儿童、音乐初学者、电子音乐爱好者和发烧友。

Description

一种手戴式智能乐器及其演奏方法
技术领域
本发明涉及电子乐器领域，特别是一种手戴式智能乐器及其演奏方法。
背景技术
随着科技的发展，现有乐器除了包括传统乐器，还包括智能乐器，现有智能乐器可以模拟传统乐器。但现有智能乐器的演奏方法存在如下问题：瑶族难度高，如在智能乐器模拟二胡乐器的场景下，用户需了解二胡演奏手法，通过持有智能乐器的左手模拟按二胡弦，及通过该左手上下窜动模拟选择二胡把位，通过持有智能乐器的右手模拟二胡运弓，来输入音高数据及音区数据；在智能乐器模拟吉他、小提琴或钢琴等乐器的场景下，用户需了解吉他、小提琴或钢琴等乐器的演奏手法；从而提高了智能乐器的入门门槛。
发明内容
针对示例性技术中的智能乐器入门门槛高的技术问题，提供一种手戴式智能乐器。
本申请提出的手戴式智能乐器，包括数据计算模块、声音模块以及相互匹配的采集模块和识别模块，所述数据计算模块至少与所述识别模块和声音模块通信连接；其中，
所述采集模块用以佩戴于用户的手指及/或手掌上，以跟随手指及/或手掌的动作运动；
所述识别模块用以识别所述采集模块的运动信息并发送给所述数据计算模块；
所述数据计算模块用以将所述运动信息转换为对应的声音信号，并将所述声音信号发送给所述声音模块；
所述声音模块用以将所述声音信号转换为声音信息。
可选地，所述识别模块包括用以识别所述采集模块的运动速度的速度识别单元，所述声音信号包括与所述运动速度相对应的声音时长信号。
可选地，所述识别模块包括用以识别所述采集模块的运动幅度的幅度识别单元，所述声音信号包括与所述运动幅度相对应的声音响度信号。
可选地，所述手戴式智能乐器包括一智能终端，所述智能终端集成有通信模块、及所述数据计算模块和所述声音模块，所述通信模块用以在所述数据计算模块与所述识别模块之间建立通信连接。
可选地，所述通信模块还用以与云服务器建立连接，所述云服务器用以统计所述采集设备的运动信息并对数据进行处理分析，以推荐与用户适配的手指练习技巧并发送给所述智能终端。
可选地，所述声音模块还包括音色调节单元，所述音色调节单元用以改变所述声音信息的音色。
可选地，所述通信模块还用以从所述云服务器下载与用户演奏匹配的乐谱，所述智能终端还用以展示所述乐谱，并配备自动跟谱或错误标记功能。
可选地，所述采集模块包括与用户手指一一对应的多个指套，所述声音信号包括声音音调信号，各所述指套的运动信息所对应的声音音调信号各不相同；
各所述指套以自振动或声光的形式对用户手指的动作作出反馈，以提示用户所述指套的工作状态或对用户演奏进行指引。
本申请还提出一种电子乐谱装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤S1、接收识别模块获取的佩戴于用户手指及/或手掌的采集模块的运动信息；
步骤S2、将所述运动信息处理转换为对应的声音信号；
步骤S3、将所述声音信号发送给声音模块，以将其转换为声音信息。
可选地，所述步骤S1具体包括：接收识别模块获取的佩戴于用户手指的采集模块的运动速度和运动幅度；所述步骤S2具体包括：将所述运动速度转换为对应的声音时长信号、将所述运动幅度转换为对应的声音响度信号。
可选地，还包括：
步骤S4、将所述声音信号通过通信模块发送至云服务器，以供其对数据进行计算处理；
步骤S5、接收所述云服务器推荐的与用户适配的手指练习技巧。
本发明的技术方案利用空间传感和物联网技术，对演奏者手指和整个手部的动作进行捕捉，将其运动轨迹数字化，并转化为相应的声音，从而一方面大大减小智能电子乐器的尺寸，继而提高其携带的便捷性，同时摒弃了传统乐器的演奏手法，以降低了该智能电子乐器的学习和演奏门槛。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为本申请手戴式智能乐器的结构示意图；
图2为本申请手戴式智能乐器的演奏方法流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提出一种手戴式智能乐器。
本实施例中，参照图1，该手戴式智能乐器包括数据计算模块、声音模块以及相互匹配的采集模块和识别模块，所述数据计算模块至少与所述识别模块和声音模块通信连接；其中，
所述采集模块用以佩戴于用户的手指上，以跟随手指的动作运动；
所述识别模块用以识别所述采集模块的运动信息并发送给所述数据计算模块；
所述数据计算模块用以将所述运动信息转换为对应的声音信号，并将所述声音信号发送给所述声音模块；
所述声音模块用以将所述声音信号转换为声音信息。
本实施例中，采集模块为环套用户手指设置的指套，以在保证与用户手指紧密固定的同时，能够准确反映手指的动作信息；当然，于其他实施例中，采集模块也可为设于用户手指指尖处的贴膜，本设计不限于此。另外，本实施例中，识别模块为空间动作传感器，以有效识别指套(手指)的空间运动；当然，于其他实施例中，识别模块也可具体为其他类型的传感器，本设计不限于此。需要说明的是，采集模块还可同时采集手掌的动作或位置信息，或识别模块通过对手指的动作信息进行处理，而同时获得手掌的运动信息，以将手指和整个手部的空间的运动轨迹数字化。而为了保证采集模块和识别模块的电能充足，本实施例中，手戴式智能乐器还包括与采集模块、识别模块相接的充电管理模块和电池。
可以理解，本发明中，运动信息不限于指套(手指或手掌)的运动速度、运动幅度、运动方向等，而声音信号也不限于声音时长信号、声音响度信号、声音音调等。容易理解，数据计算模块的预设计算规则为可将手指的各个动作信息转换为不同的声音信息，如此，在用户佩戴好指套并活动手指时，根据识别模块检测的指套的时时运动变化，即可转换为对应的声音信号，并通过声音模块播放出对应的声音，连续的动作产生连续对应的声音，即构成了音乐的演奏。本实施例中，所述指套一一对应用户手指设有多个，所述声音信号包括声音音调信号，各所述指套的运动信息所对应的声音音调信号各不相同，可以理解，如此设置，即可通过不同手指的运动而产生不同的音调，以组成完整的乐谱。特别地，本实施例中，指套以自振动或声光等形式对用户手指的动作作出反馈，以使用户清晰了解指套是否处于工作状态、以及协助演奏乐谱对用户进行指引。
本发明的技术方案利用空间传感和物联网技术，对演奏者手指和整个手部的动作进行捕捉，将其运动轨迹数字化，并转化为相应的声音，从而一方面大大减小智能电子乐器的尺寸，继而提高其携带的便捷性，同时摒弃了传统乐器的演奏手法，以降低了该智能电子乐器的学习和演奏门槛。
可选地，所述识别模块包括用以识别所述采集模块的运动速度的速度识别单元，所述声音信号包括与所述运动速度相对应的声音时长信号。另外，所述识别模块包括用以识别所述采集模块的运动幅度的幅度识别单元，所述声音信号包括与所述运动幅度相对应的声音响度信号。可以理解，如此设计手指动作与声音信息的对应规则，用户理解方便、操作简单，能够更好地降低用户演奏该乐器的难度；当然，于其他实施例中，手指动作与声音信息还可具体设置为其他对应规则。本实施例中，识别模块为惯性测量(IMU)模块，以获取手指运动的瞬间三维空间的三轴角速度和加速度数据，再采用合适的滤波算法计算手指的移动方向、速度、运动幅度等，再将以上参数发送给数据处理模块。
本实施例中，所述手戴式智能乐器包括一智能终端，所述智能终端集成有通信模块、及所述数据计算模块和所述声音模块，所述通信模块用以在所述数据计算模块与所述识别模块之间建立通信连接。可以理解，如此设置，有利于简化手戴式智能乐器的整体结构，以及丰富手戴式智能乐器的功能。例如但不限于，智能终端为手机或平板，手机或平板中还可设置有与采集模块、识别模块所适配的内嵌软件。不失一般性，通信模块还用以与云服务器连接，以在用户演奏的过程中，从云服务器同步下载对应的演奏乐谱，展示在手机或平板的显示屏幕上，供用户演奏时观看，特别地，手机或平板还可附加有自动跟谱或者错误标记等功能。
本实施例中，所述声音模块还包括音色调节单元，所述音色调节单元用以改变所述声音信息的音色。可以理解，如此设置，能够使得该手戴式智能乐器模仿各个乐器的音色进行演奏，例如但不限于小提琴、二胡、吉他等。
需要说明的是，本发明的技术方案在实现乐曲演奏之余，还可作为手指肌肉的训练健身设备。所述手戴式智能乐器还包括存储模块，存储模块可记录手指反复的动作，进行均匀度和速度的记录与分析，帮助器乐学习和演奏者进行有针对性的手指练习，具体地，所述通信模块还用以与云服务器建立连接，所述云服务器用以根据存储模块的数据进行AI算法分析，以推荐与用户适配的手指练习技巧并发送给所述智能终端。特别地，对于存储模块的数据或者云服务器推荐的信息还可通过可视化的图像将手指练习或手指技巧的数据以图表或曲线的形式展现在手机或平板的显示屏上。
参照图2，本发明还提出一种手戴式智能乐器的演奏方法，包括以下步骤：
步骤S1、接收识别模块获取的佩戴于用户手指及/或手掌的采集模块的运动信息；
步骤S2、将所述运动信息处理转换为对应的声音信号；
步骤S3、将所述声音信号发送给声音模块，以将其转换为声音信息。
本发明的技术方案利用空间传感和物联网技术，对演奏者手指和整个手部的动作进行捕捉，将其运动轨迹数字化，并转化为相应的声音，从而一方面大大减小智能电子乐器的尺寸，继而提高其携带的便捷性，同时摒弃了传统乐器的演奏手法，以降低了该智能电子乐器的学习和演奏门槛。
可选地，所述步骤S1具体包括：接收识别模块获取的佩戴于用户手指及/或手掌的采集模块的运动速度和运动幅度；所述步骤S2具体包括：将所述运动速度转换为对应的声音时长信号、将所述运动幅度转换为对应的声音响度信号。可以理解，如此设计手指手掌动作与声音信息的对应规则，用户理解方便、操作简单，能够更好地降低用户演奏该乐器的难度；当然，于其他实施例中，手指动作与声音信息还可具体设置为其他对应规则。
可选地，还包括：步骤S4、将所述声音信号通过通信模块发送至云服务器，以供其对数据进行计算处理；步骤S5、接收所述云服务器推荐的与用户适配的手指练习技巧。可以理解，如此设置，本发明的技术方案在实现乐曲演奏之余，还可作为手指肌肉的训练健身设备。所述手戴式智能乐器还记录手指反复的动作，进行均匀度和速度的记录与分析，帮助器乐学习和演奏者进行有针对性的手指练习。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种手戴式智能乐器，其特征在于，包括数据计算模块、声音模块以及相互匹配的采集模块和识别模块，所述数据计算模块至少与所述识别模块和声音模块通信连接；其中，
所述采集模块用以佩戴于用户的手指及/或手掌上，以跟随手指及/或手掌的动作运动；
所述识别模块用以识别所述采集模块的运动信息并发送给所述数据计算模块；
所述数据计算模块用以将所述运动信息转换为对应的声音信号，并将所述声音信号发送给所述声音模块；
所述声音模块用以将所述声音信号转换为声音信息。
2.如权利要求1所述的手戴式智能乐器，其特征在于，所述识别模块包括用以识别所述采集模块的运动速度的速度识别单元，所述声音信号包括与所述运动速度相对应的声音时长信号；和/或
所述识别模块包括用以识别所述采集模块的运动幅度的幅度识别单元，所述声音信号包括与所述运动幅度相对应的声音响度信号。
3.如权利要求1所述的手戴式智能乐器，其特征在于，所述手戴式智能乐器包括一智能终端，所述智能终端集成有通信模块、及所述数据计算模块和所述声音模块，所述通信模块用以在所述数据计算模块与所述识别模块之间建立通信连接。
4.如权利要求3所述的手戴式智能乐器，其特征在于，所述通信模块还用以与云服务器建立连接，所述云服务器用以统计所述采集设备的运动信息并对数据进行处理分析，以推荐与用户适配的手指练习技巧并发送给所述智能终端。
5.如权利要求4所述的手戴式智能乐器，其特征在于，所述通信模块还用以从所述云服务器下载与用户演奏匹配的乐谱，所述智能终端还用以展示所述乐谱，并配备自动跟谱或错误标记功能。
6.如权利要求1所述的手戴式智能乐器，其特征在于，所述声音模块还包括音色调节单元，所述音色调节单元用以改变所述声音信息的音色。
7.如权利要求1至6任意一项所述的手戴式智能乐器，其特征在于，所述采集模块包括与用户手指一一对应的多个指套，所述声音信号包括声音音调信号，各所述指套的运动信息所对应的声音音调信号各不相同；
各所述指套以自振动或声光的形式对用户手指的动作作出反馈，以提示用户所述指套的工作状态或对用户演奏进行指引。
8.一种手戴式智能乐器的演奏方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、接收识别模块获取的佩戴于用户手指及/或手掌的采集模块的运动信息；
步骤S2、将所述运动信息处理转换为对应的声音信号；
步骤S3、将所述声音信号发送给声音模块，以将其转换为声音信息。
9.如权利要求8所述的手戴式智能乐器的演奏方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：接收识别模块获取的佩戴于用户手指的采集模块的运动速度和运动幅度；所述步骤S2具体包括：将所述运动速度转换为对应的声音时长信号、将所述运动幅度转换为对应的声音响度信号。
10.如权利要求8所述的手戴式智能乐器的演奏方法，其特征在于，还包括：
步骤S4、将所述声音信号通过通信模块发送至云服务器，以供其对数据进行计算处理；
步骤S5、接收所述云服务器推荐的与用户适配的手指练习技巧。
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