CN111798814A - 一种钢琴自助调音系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢琴自助调音系统，所述的钢琴自助调音系统采用由谐音频率进行自动修正的钢琴音准曲线中的频率值作为每个音的校音标准，将修正后的音准曲线中对应所述选择调音音符的频率作为所述音频的校音标准；所述的频率对比单元用于将所述的实际基频和谐音频率与所述的校音标准进行对比和计算，并根据计算结果给出调音建议；所述的结果输出单元用于输出校音检测结果和调音建议。本发明采用符合钢琴音准曲线的校音标准进行校音，以此调出的音不仅音准，并且音色自然和谐，符合钢琴高音偏高低音偏低的横反S型音准曲线。不能根据每一架钢琴的不同特点适用不同音准曲线，音准曲线不能根据每一架需要调音的钢琴进行自动修正的问题。

Description

一种钢琴自助调音系统

技术领域

本发明涉及调音系统，特别涉及一种钢琴自助调音系统。

背景技术

钢琴为了保持琴音的准确性，需要定期由专业人员检查，调整不准确的音，通常家用钢琴需要在半年到一年的时间进行一次调音。长久以来，钢琴调音依赖于专业的调音师，不仅价格昂贵、不方便，而且调音的质量受到钢琴师的水平影响，毕竟听力超群、音乐素养高的优秀钢琴调音师数量很少。

目前现有的钢琴自动调音仪器，价格昂贵并且装置复杂，实用性差。如专利CN101807391A提到的钢琴自动调音装置及其自动调音的方法，此种钢琴自动调音装置包括钢琴本体和自动调音装置，钢琴和自动调音装置配套，不能拆开单独使用。但是在实际的使用过程中，用户一般都已经购买了钢琴，或者用户会选择购买自己喜欢的、能满足用户特定需求的钢琴。用户需要的只是一个调音装置，不可能为了自动调音装置而购买配套的钢琴，实用性差。另外，此种钢琴自动调音装置结构复杂，利用步进电机、机器手和减速传动装置来实现自动调音，没有人手的灵巧性和手感，同时调音具有一定的精度限制，在实际使用时有很大缺陷。尤其是在钢琴的高音区，琴弦非常灵敏，转动一点频率都会有很大改变。因此，自动调音装置在实际使用时实用性比较差。

市场上还存在一些调音装置和系统，根据使用者包括调音师的反馈，很多调音器在钢琴的低音区和高音区都存在检测不够准确的问题，检测结果只能作为一个参考，因此，根据此种调音器调出的音自然不够准确。

此外，钢琴调音存在以下情况。一台由专业调音师调准了的钢琴，它的88个音的高度并非完全符合理论计算(标准频率)的结果，而是只是在中音区(28C-52C)大体接近理论值，由52C向上渐趋偏高，由28C向下则渐趋偏低，最高音、最低音的偏差可达30音分上下，与标准频率并不是完全符合。然而现有的钢琴调音器是根据钢琴的标准频率作为校音标准给出调整建议，以此作为标准调出的钢琴音虽然每个音都符合标准频率，但音色生硬，缺乏自然和谐的美。因此，按照标准频率进行调音是不合理的。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种钢琴自助调音系统，其结构紧凑，操作方便，检测精确，方便推广。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种钢琴自助调音系统，所述的钢琴自助调音系统采用由谐音频率进行自动修正的钢琴音准曲线中的频率值作为每个音的校音标准，与高音区、中音区、低音区采用不同算法计算的实际基频进行对比，给出调音建议，所述的钢琴自助调音系统包括调音选择单元、音频采集单元、频率分析单元、音准曲线修正单元、频率对比单元和结果输出单元，其中：所述的调音选择单元用于选择要进行调音的音符；所述的音频采集单元用于采集钢琴发出的音频，输入频率分析单元；所述的频率分析单元用于分析所述音频的实际基频和谐音频率，并将所述实际基频和谐音频率输入音准曲线修正单元；所述的音准曲线修正单元用于根据频率分析单元提供的实际基频和谐音频率修正音准曲线，将修正后的音准曲线中对应所述选择调音音符的频率作为所述音频的校音标准；所述的频率对比单元用于将所述的实际基频和谐音频率与所述的校音标准进行对比和计算，并根据计算结果给出调音建议；所述的结果输出单元用于输出校音检测结果和调音建议。

进一步，所述的钢琴自助调音系统还进一步包括标准音播放单元，所述的标准音播放单元储存有88个钢琴单音的音频文件，在调音时播放所述音色进行音高对比辅助调音，所述音频的音高符合音准曲线并且音色自然和谐。

进一步，所述的调音选择单元用于音区选择、音组选择、音名选择，所述调音选择单元的选择顺序依次为音区选择、音组选择、音名选择。

进一步，所述的音区选择选自低音区、中音区、高音区中的任意一种。

进一步，所述低音区的音组选择选自大字二组、大字一组、大字组中的任意一种，所述中音区的音组选择选自小字组、小字一组、小字二组中的任意一种，所述高音区的音组选择选自小字三组、小字四组、小字五组中的任意一种。

进一步，所述音名选择选自C、#C/bD、D、#D/bE、E、F、#F/bG、G、#G/bA、A、#A/bB、B中的任意一种，所述的音名分别对应唱名do、升do/降re、re、升re/降mi、mi、fa、升fa/降sol、sol、升sol/降la、la、升la/降si、si。

进一步，所述的大字一组、大字组、小字组、小字一组、小字二组、小字三组和小字四组，每个音组的音名选择选自C、#C/bD、D、#D/bE、E、F、#F/bG、G、#G/bA、A、#A/bB、B中的任意一种；所述的大字二组的音名选择选自A、#A/bB、B中的任意一种；所述的小字五组的音名选择选自C。

进一步，所述的调音选择单元采用的调音选择顺序依次为第一调音组、第二调音组、第三调音组、第四调音组或第一调音组、第三调音组、第二调音组、第四调音组，所述的第一调音组包含中音区小字一组A，所述的第二调音组的调音选择顺序依次为中音区小字二组A、高音区小字三组A、高音区小字四组A，所述的第三调音组的调音选择顺序依次为中音区小字组A、低音区大字组A、低音区大字一组A、低音区大字二组A，所述的第四调音组包含除第一调音组、第二调音组和第三调音组以外的所有调音音符选择。

进一步，所述的音频采集单元利用声音传感器采集弹奏钢琴上需要调音的琴键发出的音频。

进一步，所述的频率分析单元结合所述音频的时域信息和频域信息分析所述音频的基频，将得到的基频作为实际基频；所述的频率分析单元结合音频的频域信息分析所述音频的二次谐音频率。

本发明的有益效果为：

本发明针对现有技术采用理论音高即标准频率作为校音标准，调出的音音色生硬，缺乏自然和谐的美，不符合钢琴高音偏高低音偏低的横反S型音准曲线的问题，本发明采用符合钢琴音准曲线的校音标准进行校音，以此调出的音不仅音准，并且音色自然和谐，符合钢琴高音偏高低音偏低的横反S型音准曲线。本发明针对现有技术采用具有确定不变值的音准曲线，不能根据每一架钢琴的不同特点适用不同音准曲线，音准曲线不能根据每一架需要调音的钢琴进行自动修正的问题，本发明采用了在校音的同时根据谐音频率进行自动修正的钢琴音准曲线，根据调音的钢琴不同，所述音准曲线做出不同的修正，将所述的音准曲线中的频率值作为每个音的校音标准进行校音，经校音后的音准符合本架钢琴的音准曲线。本发明针对现有技术调音不准确，尤其是高音区和低音区校音结果不具备参考的问题，本发明在高音区、中音区、低音区采用不同算法计算的实际基频进行对比，得到的钢琴每一个音的实际基频更加准确，校音结果更准确。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种钢琴自助调音系统，所述的钢琴自助调音系统采用由谐音频率进行自动修正的钢琴音准曲线中的频率值作为每个音的校音标准，与高音区、中音区、低音区采用不同算法计算的实际基频进行对比，给出调音建议，所述的钢琴自助调音系统包括调音选择单元、音频采集单元、频率分析单元、音准曲线修正单元、频率对比单元和结果输出单元，其中：所述的调音选择单元用于选择要进行调音的音符；所述的音频采集单元用于采集钢琴发出的音频，输入频率分析单元；所述的频率分析单元用于分析所述音频的实际基频和谐音频率，并将所述实际基频和谐音频率输入音准曲线修正单元；所述的音准曲线修正单元用于根据频率分析单元提供的实际基频和谐音频率修正音准曲线，将修正后的音准曲线中对应所述选择调音音符的频率作为所述音频的校音标准；所述的频率对比单元用于将所述的实际基频和谐音频率与所述的校音标准进行对比和计算，并根据计算结果给出调音建议；所述的结果输出单元用于输出校音检测结果和调音建议。

所述的钢琴自助调音系统还进一步包括标准音播放单元，所述的标准音播放单元储存有88个钢琴单音的音频文件，在调音时播放所述音色进行音高对比辅助调音，所述音频的音高符合音准曲线并且音色自然和谐。所述的调音选择单元用于音区选择、音组选择、音名选择，所述调音选择单元的选择顺序依次为音区选择、音组选择、音名选择。所述的音区选择选自低音区、中音区、高音区中的任意一种。所述低音区的音组选择选自大字二组、大字一组、大字组中的任意一种，所述中音区的音组选择选自小字组、小字一组、小字二组中的任意一种，所述高音区的音组选择选自小字三组、小字四组、小字五组中的任意一种。所述音名选择选自C、#C/bD、D、#D/bE、E、F、#F/bG、G、#G/bA、A、#A/bB、B中的任意一种，所述的音名分别对应唱名do、升do/降re、re、升re/降mi、mi、fa、升fa/降sol、sol、升sol/降la、la、升la/降si、si。所述的大字一组、大字组、小字组、小字一组、小字二组、小字三组和小字四组，每个音组的音名选择选自C、#C/bD、D、#D/bE、E、F、#F/bG、G、#G/bA、A、#A/bB、B中的任意一种；所述的大字二组的音名选择选自A、#A/bB、B中的任意一种；所述的小字五组的音名选择选自C。所述的调音选择单元采用的调音选择顺序依次为第一调音组、第二调音组、第三调音组、第四调音组或第一调音组、第三调音组、第二调音组、第四调音组，所述的第一调音组包含中音区小字一组A，所述的第二调音组的调音选择顺序依次为中音区小字二组A、高音区小字三组A、高音区小字四组A，所述的第三调音组的调音选择顺序依次为中音区小字组A、低音区大字组A、低音区大字一组A、低音区大字二组A，所述的第四调音组包含除第一调音组、第二调音组和第三调音组以外的所有调音音符选择。所述的音频采集单元利用声音传感器采集弹奏钢琴上需要调音的琴键发出的音频。所述的频率分析单元结合所述音频的时域信息和频域信息分析所述音频的基频，将得到的基频作为实际基频；所述的频率分析单元结合音频的频域信息分析所述音频的二次谐音频率。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢琴自助调音系统，其特征在于，所述的钢琴自助调音系统采用由谐音频率进行自动修正的钢琴音准曲线中的频率值作为每个音的校音标准，与高音区、中音区、低音区采用不同算法计算的实际基频进行对比，给出调音建议，所述的钢琴自助调音系统包括调音选择单元、音频采集单元、频率分析单元、音准曲线修正单元、频率对比单元和结果输出单元，其中：所述的调音选择单元用于选择要进行调音的音符；所述的音频采集单元用于采集钢琴发出的音频，输入频率分析单元；所述的频率分析单元用于分析所述音频的实际基频和谐音频率，并将所述实际基频和谐音频率输入音准曲线修正单元；所述的音准曲线修正单元用于根据频率分析单元提供的实际基频和谐音频率修正音准曲线，将修正后的音准曲线中对应所述选择调音音符的频率作为所述音频的校音标准；所述的频率对比单元用于将所述的实际基频和谐音频率与所述的校音标准进行对比和计算，并根据计算结果给出调音建议；所述的结果输出单元用于输出校音检测结果和调音建议。

2.如权利要求1所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述的钢琴自助调音系统还进一步包括标准音播放单元，所述的标准音播放单元储存有88个钢琴单音的音频文件，在调音时播放所述音色进行音高对比辅助调音，所述音频的音高符合音准曲线并且音色自然和谐。

3.如权利要求1或2所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述的调音选择单元用于音区选择、音组选择、音名选择，所述调音选择单元的选择顺序依次为音区选择、音组选择、音名选择。

4.如权利要求3所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述的音区选择选自低音区、中音区、高音区中的任意一种。

5.如权利要求4所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述低音区的音组选择选自大字二组、大字一组、大字组中的任意一种，所述中音区的音组选择选自小字组、小字一组、小字二组中的任意一种，所述高音区的音组选择选自小字三组、小字四组、小字五组中的任意一种。

6.如权利要求3所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述音名选择选自C、#C/bD、D、#D/bE、E、F、#F/bG、G、#G/bA、A、#A/bB、B中的任意一种，所述的音名分别对应唱名do、升do/降re、re、升re/降mi、mi、fa、升fa/降sol、sol、升sol/降la、la、升la/降si、si。

7.如权利要求5所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述的大字一组、大字组、小字组、小字一组、小字二组、小字三组和小字四组，每个音组的音名选择选自C、#C/bD、D、#D/bE、E、F、#F/bG、G、#G/bA、A、#A/bB、B中的任意一种；所述的大字二组的音名选择选自A、#A/bB、B中的任意一种；所述的小字五组的音名选择选自C。

8.如权利要求1-7任一项所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述的调音选择单元采用的调音选择顺序依次为第一调音组、第二调音组、第三调音组、第四调音组或第一调音组、第三调音组、第二调音组、第四调音组，所述的第一调音组包含中音区小字一组A，所述的第二调音组的调音选择顺序依次为中音区小字二组A、高音区小字三组A、高音区小字四组A，所述的第三调音组的调音选择顺序依次为中音区小字组A、低音区大字组A、低音区大字一组A、低音区大字二组A，所述的第四调音组包含除第一调音组、第二调音组和第三调音组以外的所有调音音符选择。

9.如权利要求1-8任一项所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述的音频采集单元利用声音传感器采集弹奏钢琴上需要调音的琴键发出的音频。

10.如权利要求1-9任一项所述的钢琴自助调音系统，其特征在于，所述的频率分析单元结合所述音频的时域信息和频域信息分析所述音频的基频，将得到的基频作为实际基频；所述的频率分析单元结合音频的频域信息分析所述音频的二次谐音频率。

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