CN111210800A - 乐器消音系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种乐器消音系统及方法，包括安装在乐器演奏区的第一消音单元，所述第一消音单元包括手势识别模块和声波发生模块，所述手势识别模块，用于识别演奏乐器时的手势以及手所处的位置；声波发生模块，用于根据识别的手势以及手所处的位置产生消减声波，每个演奏手势以及手所处的位置对应一个消减声波，所述消减声波与乐器声波干涉进行乐器分贝的消减。根据本申请实施例提供的技术方案，通过设置消音单元产生对应的声波对乐器声波进行干涉，弱化其对外界的影响，还对乐器演奏的手势进行识别，即对乐器演奏过程中不同的声音进行分辨，不同的手势对应不同的消减声波，能够智能的对乐器声音进行消减弱化。

Description

乐器消音系统及方法
技术领域
本发明一般涉及消声领域，尤其涉及乐器消音系统及方法。
背景技术
随着生活水平的提升，国民素质也在不断的提升，对于文艺的追求也越来越大众化，特别是对于音乐的尝试更是不断增加人数。
城市居住，人口密集，尤其是在小区的同一幢楼有多个单元，而上下同层之间，平时的交谈并不影响，一者是因为声音分贝不会太大，另一方面是说话间断地，不会长期存在。
但是乐器的声音却不同，一来分贝量级较大，另一面是可能由于练习等需要长时间进行；会对密集的人口住地带来侵扰，特别是大城市对文化的追求与在本身居住面积不大的情况下，更容易发生上述问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种乐器消音系统及方法。
第一方面，提供一种乐器消音系统，包括安装在乐器演奏区的第一消音单元，所述第一消音单元包括手势识别模块和声波发生模块，
所述手势识别模块，用于识别演奏乐器时的手势以及手所处的位置；
声波发生模块，用于根据识别的手势以及手所处的位置产生消减声波，每个演奏手势以及手所处的位置对应一个消减声波，所述消减声波与乐器声波干涉进行乐器分贝的消减。
第二方面，提供一种乐器消音方法，使用上述的乐器消音系统，包括步骤：识别演奏乐器时的手势以及手所处的位置；
根据识别的手势以及手所处的位置发出消减声波，每个演奏手势以及手所处的位置对应一个消减声波，所述消减声波与乐器声波干涉进行乐器分贝的消减。
根据本申请实施例提供的技术方案，通过设置消音单元产生对应的声波对乐器声波进行干涉，弱化其对外界的影响，还对乐器演奏的手势以及手所处的位置进行识别，不同手势对应的声音不同，相同手势处在的位置不同对应的声音也不同，上述步骤即对乐器演奏过程中不同的声音进行分辨，不同的手势对应不同的消减声波，能够智能的对乐器声音进行消减弱化。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本申请中乐器消音系统结构示意图；
图2为本实施例中房间结构示意图；
图3为本实施中声音消减示意图；
图4为本实施中乐器声波与消减声波叠加示意图；
图5为本实施例中第二消音单元安装示意图；
图6为本申请中乐器消音方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1，本实施例提供一种乐器消音系统，包括安装在乐器演奏区的第一消音单元，所述第一消音单元包括手势识别模块和声波发生模块，
所述手势识别模块用于识别演奏乐器时的手势以及手所处的位置；
所述声波发生模块用于根据识别的手势以及手所处的位置产生消减声波，每个演奏欧手势以及手所处的位置对应一个消减声波，所述消减声波与乐器声波干涉进行乐器分贝的消减。
本实施例中通过设置消音单元产生对应的消减声波对乐器音源进行干涉，弱化其对外界的影响，其中消减声波的波峰与乐器声波的波谷对应，消减声波的波谷与乐器声波的波峰对应，通过消减声波和乐器声波的叠加使得传播出去的声音减小；还对乐器演奏的手势以及手所处的位置进行识别，这里需要确定相同的手势位于不同的位置或者不同的手势位于相同的位置等声音都不相同，需要一一进行识别确认，即对乐器演奏过程中不同的声音进行分辨，不同的手势对应不同的消减声波，能够智能的对乐器声音进行消减弱化，能够智能的识别乐器发出的声音，根据不同的声音产生不同的消减声波，对不同的声音有针对性的进行消减，弱化其对外界环境的影响。
实际演奏中，乐器的种类很多，但是基本上都需要通过手势的变化实现演奏，在本系统的方案中，以钢琴为例进行说明，图2所示为房间结构示意图，其中A区域为房间固定演奏的区域，B区域为房间外的区域，AB区域之间存在墙体或门窗等会对声音进行消弱的物体。本系统将通过整体方案实现区域A的音源通过传播衰减和人为干涉下，在到达B区域时可以满足环境的容忍值。声音的大小可以用分贝dB来度量，比如30分贝为轻声细语，40分贝为图书馆环境，50分贝为安静办公室，60分贝为电话铃声开始有些吵闹，再往上80分贝为繁忙车道，超过110分贝的话可能永久性致聋。本方案中所述的消音系统是为了将常规的乐器分贝，60～80分贝，降至30～50可接受的范畴，不影响正常的生活起居等。
如图3所示为声音消减示意图，其中细线所示为未使用乐器消音系统时的声音消减曲线，其乐器声音的传播如图中S1、S2、S3曲线所示，从区域A传播到区域B，首先经过室内空间即S1，随着距离进行衰减，在经过门窗后进一步吸收衰减小即S2，然后到室外空气进行S3传播，声音的分贝也从dB1到dB2。图3中所示的dB0是本实施中的消音系统所要达到的消音效果，乐器声音传播至B区域时，声音低于dB0即达到消音的效果，不影响其他人；本实施例中在乐器演奏区域即图2中所示的A区域安装第一消音单元，通过该第一消音单元的作用首先将声音进行消减，图3中粗线所示的为本实施例中声音消减曲线，乐器发声后经过短程传播后通过第一消音单元进行人为的干涉形成S4曲线，随后在室内传播至墙体门窗等，其曲线与S1的坡度相同。
本实施例中通过声波发生模块产生消减声波，该消减声波的振幅比钢琴声波的振幅小，与钢琴发出的声波进行叠加干涉相互弱化，通过消减声波弱化钢琴的声波，具体如图4所示，为乐器声波与消减声波叠加示意图，钢琴原有的声波为S11曲线，声波发生模块产生消减声波为S12曲线，通过调整使得消减声波的波峰对应乐器声波的波谷，两者的频率基本相同，干涉后形成曲线如S13所示的曲线，达到对乐器声音消减的效果。
进一步的，所述第一消音单元还包括声波识别模块，预设声波储存模块和声波拟合模块；
所述声波识别模块用于检测乐器演奏时不同手势以及手所处的位置对应的实际声波，并将实际声波发送至声波拟合模块；
所述预设声波储存模块用于储存不同演奏手势对应的预设声波；
所述声波拟合模块用于将实际声波与预设声波进行拟合获得拟合声波，并用所述拟合声波更新所述预设声波。
本实施例中在乐器演奏区的位置还设置有声波识别模块、预设声波储存模块和声波拟合模块，通过上述模块实现实际声波和预设声波的拟合；每一个乐器都会有不同的音调，需要掌握乐器固有的特征确定每个乐器对应的每个手势、每个位置的音源大小，便于确定消减声波的频率、相位、振幅等参数。首先在系统中预设好不同手势对应的声波情况，在前期弹奏时根据声波识别模块进行实际声波的检测，与系统中预设好的声波进行拟合，随后需要通过拟合后的声波进行消减声波的调整，并根据拟合声波代替预设声波，使得预设声波与实际声波更加的接近，根据实际情况不断提高预设声波的准确度；同时，本实施例中根据预设声波进行消减声波的确定，在进行乐器弹奏之前即可进行消减声波的确定，因此，不仅能够提高乐器分贝消减的速度，还能够对消减声波进行调整，消音效果越来越好。
进一步的，声波拟合模块的拟合方式为取平均值或者取均方差计算方法。上述声波拟合的方式可以是多样的，可以通过平均实际声波和拟合声波的大小或者取两者的均方差来实现，不同的方式对应不停的计算量，根据系统的能力进行选择。
进一步的，所述声波发生模块还用于根据获得的预设声波确定对应的消减声波。本实施例中根据上述步骤获得的预设声波进行消减声波的确定，其中预设声波随时根据拟合的结果进行更新，消减声波确定的越合理，对乐器的消音效果越好。
进一步的，还包括安装在门窗外的分贝计模块，所述分贝计模块用于检测门窗外的乐器分贝并将该乐器分贝反馈至声波发生模块；
所述声波发生模块还用于根据分贝计模块反馈的乐器分贝确定是否进行消减声波的调整，具体为若分贝计模块反馈的乐器分贝不小于设定值，则进行消减声波的调整，否则不调整消减声波。
如图1和图2所示，本实施例中还在门窗外的区域B增加了分贝计模块，通过第二分贝计对传播到门外的乐器声音进行检测，确定消音效果，同时根据还消音效果进行消减声波的调整，使得本系统的消音效果达到最好。本申请中对乐器声音进行消音，并不是为了完全消除传播到外界的乐器声音，使其满足不对人日常生活产生影响即可，通过分贝计的检测和反馈，还可也去除一些声音较小的按键或者手势，该按键或者手势下的乐器声音在不需要进行消音的情况下也不会影响外界，因此，对应的按键或者手势下不产生消减声波进行消音，还能进一步的减少本系统的计算量。进一步的，若分贝计反馈的乐器分贝小于设定值，即如图3中所示的预期效果dB0值，则说明产生的消减声波符合要求，不对其进行改变，否则调整该消减声波使得消减后的乐器声音符合要求。
进一步的，所述消减声波的调整，具体为调整所述消减声波的频率、相位或者振幅，所述消减声波振幅不大于所述乐器声波振幅。
本实施例提供了具体调整消减声波的方式，通过调整该消减声波的频率，使消减声波的频率与乐器声波频率接近，调整相位，使得消减声波的相位用于乐器声波的相位差九十度，或者调整振幅，消减声波振幅保持小于乐器声波的振幅，使得消减声波不会成为另一个噪声来源。
进一步的，还包括第二消音单元，所述第二消音单元包括安装在墙体或者门窗上的至少一个振动装置，用于产生振动微波，所述振动微波与乐器声波频率相同。
如图1所示，本申请中还在墙体或者门窗上安装第二消音单元20，进一步对乐器声音进行弱化，达到图3中预期效果dB0值，实现S5曲线所示的弱化效果，通过振动装置产生与乐器声波频率相同的振动微波，对乐器声波进行干扰吸收；如图5所示为本实施例中第二消音单元安装示意图，其中在墙体或者门窗上安装了两个振动装置21，其中振动装置主要是高频低音振子，振子一端和门窗面接触，通过振子不断振动，在门窗表面上形成一个声波面，同时可以带动轻薄的门窗进行厚度方向的微振动，这使得外界有声波经过时，将进行大大干扰吸收最终再次弱化图4中的S13曲线。在上述两种方法中，原乐器声音的是通过声波传播，通过增加外部相应的同频微波可以进行干扰但其大小又不影响外环境，又能通过调节微波的相位去减小原有的音源，最终达到消弱声音的效果。
进一步的，本实施例中的第一消音单元和分贝计模块中都设置有通信模块，声波识别模块和分贝计模块等测试检测的数据都需要进行实时的交换和测试，相互之间可以通过WIFI或者蓝牙等通讯模块进行连接，其可以先于声音将数据进行处理和交换，对各个消音的声波或者振动波进行调整，实现对乐器声波的有效消减；进一步的，分贝计模块实时的进行消减后声音大小的反馈，若消减后的声音大小符合要求，则可以选择性的不启动第二消音单元，第一消音单元即可实现消音功能。
本实施例中提供的乐器消音系统通过设置消音单元产生对应的声波对乐器音源进行干涉，弱化其对外界的影响，还对乐器演奏的手势进行识别，即对乐器演奏过程中不同的声音进行分辨，不同的手势对应不同的消减声波，能够智能的对乐器声音进行消减弱化。
本实施例还提供一种乐器消音方法，其特征在于，使用上述乐器消音系统，包括步骤：识别演奏乐器时的手势以及手所处的位置；
根据识别的手势以及手所处的位置发出消减声波，每个演奏手势以及手所处的位置对应一个消减声波，所述消减声波与乐器声波干涉进行乐器分贝的消减。
如图6所示，本实施例中通过根据不同的手势，手势位于不同的演奏位置进行不同消减声波的确定，通过消减声波与乐器声波进行叠加进行乐器声音的消减，能够实时的并且智能的对乐器声音进行消减弱化。首先，将演奏手势以及对应的手所处的位置进行储存，当演奏开始时，识别演奏乐器时的手势以及手所处的位置，进一步的产生消减声波对乐器分贝进行消减；同时门窗外进行消减后的乐器分贝的检测，根据检测的结果确定对应的消减声波是否需要进行调整。
具体的，以某一高分贝钢琴按键为例，通过识别演奏手势，此时声波识别模块进行声波的检测，同时分贝计模块进行分贝检测，对消减后的声音进行监控，高于环境设定值db0，此时系统将其记录为需要处理按键，即当每次按压到这个钢琴键或者做相应的手势时，都会开启两个第一消音单元和第二消音单元，声波发生模块和振动装置分别给出特定相位的微波进行同频干扰，分贝计模块实时的检测和反馈，如果检测值小于db0，则表示满足环境要求，下次直接用此相位的微波干扰即可，该按键和手势下就无需打开声波识别模块进行声波检测了，如果大于db0，则表示不满足环境需要，在下次识别到按下此钢琴键或者该手势时，进行直接干扰的时候将其相位进行调整后干扰，通过分贝计模块记录此时的分贝值，直到满足环境要求。对于相同的按键或者手势可能需要多次调试才能满足环境要求，随着弹奏的时候越长，更多的按键达到识别干扰的效果，其整体的干扰效果越好分贝计模块工作的频率也将减少，而所有按键和手势都达到识别消音时，则分贝计模块也可以不用工作了。
进一步的，还包括步骤：检测乐器演奏时不同手势以及手所处的位置，检测乐器演奏时不同手势以及手所处的位置对应的未消减的实际声波；
获取储存的不同演奏手势以及手所处的位置对应的预设声波；
根据预设声波确定对应的消减声波；
将所述实际声波与所述预设声波进行拟合得到拟合声波；
根据获取的拟合声波代替预设声波。
本实施例提供的乐器分贝消减方法首先检测乐器演奏的手势以及手所处的位置，根据该信息进行预设声波的确定，同时还检测和获取未消减的实际声波，通过预设声波和实际声波进行拟合声波的确定，并根据拟合声波代替预设声波，使得预设声波与实际声波更加的接近，根据实际情况不断提高预设声波的准确度；同时，本实施例中根据预设声波进行消减声波的确定，在进行乐器弹奏之前即可进行消减声波的确定，因此，不仅能够提高乐器分贝消减的速度，还能够对消减声波进行调整，消音效果越来越好。
进一步的，还包括步骤：检测门窗外的乐器分贝，根据该乐器分贝确定是否进行消减声波的调整，若门窗外的乐器分贝不小于设定值，则进行消减声波的调整，否则不调整消减声波。
本实施中还通过在门窗外进行乐器分贝的检查，实时的对消减的效果进行检测，根据检测的结果极性消减声波的调整，使得本系统的消音效果达到最好。
进一步的，还包括步骤：安装在墙体或者门窗上的至少一个振动装置产生振动微波，所述振动微波与乐器声波频率相同。
本实施例中还在墙体或者门窗上安装振动装置产生振动微波，对乐器声音进行弱化。
本申请实施例通过产生对应的声波对乐器音源进行干涉，弱化其对外界的影响，对乐器演奏过程中不同的声音进行分辨，不同的手势对应不同的消减声波，能够智能的对乐器声音进行消减弱化。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种乐器消音系统，其特征在于，包括安装在乐器演奏区的第一消音单元，所述第一消音单元包括手势识别模块和声波发生模块，
所述手势识别模块用于识别演奏乐器时的手势以及手所处的位置；
所述声波发生模块用于根据识别的手势以及手所处的位置产生消减声波，每个演奏手势以及手所处的位置对应一个消减声波，所述消减声波与乐器声波干涉进行乐器分贝的消减。
2.根据权利要求1所述的乐器消音系统，其特征在于，所述第一消音单元还包括声波识别模块，预设声波储存模块和声波拟合模块；
所述声波识别模块用于检测乐器演奏时不同手势以及手所处的位置对应的实际声波，并将实际声波发送至声波拟合模块；
所述预设声波储存模块用于储存不同演奏手势对应的预设声波；
所述声波拟合模块用于将实际声波与预设声波进行拟合获得拟合声波，并用所述拟合声波更新所述预设声波。
3.根据权利要求2所述的乐器消音系统，其特征在于，所述声波发生模块还用于根据获得的预设声波确定对应的消减声波。
4.根据权利要求1所述的乐器消音系统，其特征在于，还包括安装在门窗外的分贝计模块，所述分贝计模块用于检测门窗外的乐器分贝并将该乐器分贝反馈至声波发生模块；
所述声波发生模块还用于根据分贝计模块反馈的乐器分贝确定是否进行消减声波的调整，具体为若分贝计模块反馈的乐器分贝不小于设定值，则进行消减声波的调整，否则不调整消减声波。
5.根据权利要求4所述的乐器消音系统，其特征在于，所述消减声波的调整，具体为调整所述消减声波的频率、相位或者振幅，所述消减声波振幅不大于所述乐器声波振幅。
6.根据权利要求1所述的乐器消音系统，其特征在于，还包括第二消音单元，所述第二消音单元包括安装在墙体或者门窗上的至少一个振动装置，用于产生振动微波，所述振动微波与乐器声波频率相同。
7.一种乐器消音方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一所述的乐器消音系统，包括步骤：识别演奏乐器时的手势以及手所处的位置；
根据识别的手势以及手所处的位置发出消减声波，每个演奏手势以及手所处的位置对应一个消减声波，所述消减声波与乐器声波干涉进行乐器分贝的消减。
8.根据权利要求7所述的乐器消音方法，其特征在于，还包括步骤：检测乐器演奏时不同手势以及手所处的位置，检测乐器演奏时不同手势以及手所处的位置对应的未消减的实际声波；
获取储存的不同演奏手势以及手所处的位置对应的预设声波；
根据预设声波确定对应的消减声波；
将所述实际声波与所述预设声波进行拟合得到拟合声波；
根据获取的拟合声波代替预设声波。
9.根据权利要求7所述的乐器消音方法，其特征在于，还包括步骤：检测门窗外的乐器分贝，根据该乐器分贝确定是否进行消减声波的调整，若门窗外的乐器分贝不小于设定值，则进行消减声波的调整，否则不调整消减声波。
10.根据权利要求7所述的乐器消音方法，其特征在于，还包括步骤：安装在墙体或者门窗上的至少一个振动装置产生振动微波，所述振动微波与乐器声波频率相同。
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