CN113284476A - 用于电子打击旋律乐器的方法、设备及电子打击旋律乐器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电子打击旋律乐器的方法、设备及电子打击旋律乐器。其中方法包括接收来自于电子打击旋律乐器的有效打击信号，与接收所述有效打击信号并行地或者在接收到所述有效打击信号后的预设时间段内，获取待检测打击信号。将待检测打击信号的信号强度与有效强度阈值或阈值范围进行比较，以及根据比较结果确定所述待检测打击信号是否为有效打击信号。本发明的方案可以通过判断打击信号是否为有效打击信号的方式来区分有效和无效打击，从而可以保证电子打击旋律乐器只有在接收到有效打击才发出琴音，进而保证了演奏效果。

Description

用于电子打击旋律乐器的方法、设备及电子打击旋律乐器

技术领域

本发明一般地涉及音乐器材领域。更具体地，本发明涉及一种用于电子打击旋律乐器的方法、设备、非瞬态计算机可读介质及电子打击旋律乐器。

背景技术

电子打击旋律乐器通常在感应到来自于外部的打击时控制琴音控制电路开关导通，并在琴音控制电路开关导通后产生与琴音相关的电信号，从而发出琴音。

目前电子打击旋律乐器在演奏过程中，只要感应到打击便会产生琴音信号(即发出琴音)，这会导致其在接受到无效打击(例如误打击琴键或由其他琴键在受到打击时产生的余振所引起的打击)时误发音，从而影响演奏效果。

发明内容

至少针对上述背景技术中的缺陷，本发明提供一种用于电子打击旋律乐器的方案。

在第一方面中，本发明提供一种用于电子打击旋律乐器的方法，包括：接收来自于电子打击旋律乐器的有效打击信号；与接收所述有效打击信号并行地或者在接收到所述有效打击信号后的预设时间段内，获取待检测打击信号，其中打击信号由布置于所述电子打击旋律乐器处用于感应用户打击动作的传感单元生成；将所述待检测打击信号的信号强度与有效强度阈值或阈值范围进行比较；以及根据比较结果确定所述待检测打击信号是否为有效打击信号。

在一个实施例中.确定所述待检测打击信号是否为有效打击信号包括：响应于所述比较结果为所述待检测打击信号的信号强度满足所述有效强度阈值或阈值范围，确定所述待检测打击信号为有效打击信号。

在一个实施例中，确定所述待检测打击信号是否为有效打击信号包括：响应于所述比较结果为所述待检测打击信号的信号强度不满足所述有效强度阈值或阈值范围，确定所述待检测打击信号为无效打击信号。

在一个实施例中，获取待检测打击信号包括：以轮询和/或中断的方式从所述电子打击旋律乐器处获取待检测打击信号。

在第二方面中，本发明还提供一种用于电子打击旋律乐器的处理设备，包括：处理器；存储器，其存储有处理器可执行的程序指令，当所述程序指令由所述处理器执行时，使得所述处理设备执行如第一方面及其多个实施例中所述的方法。

在第三方面中，本发明还提供一种非瞬态计算机可读介质，其存储有用于电子打击旋律乐器的程序指令，当所述程序指令由至少一个处理器执行时，使得执行如第一方面及其多个实施例中所述的方法。

在第四方面中，本发明还提供一种电子打击旋律乐器，包括乐器本体以及根据如第二方面所述的处理设备，其中所述乐器本体配置用于：接收来自外部的打击；以及根据所述打击生成所述有效打击信号和所述待检测打击信号并发送至所述处理设备。

在一个实施例中，所述乐器本体包括多个琴键模块和琴体，其中每个所述琴键模块包括：一个或多个琴键，其配置用于接收来自外部的打击；一个或多个传感单元，其中每个传感单元用于感应所述打击，并基于所述打击生成所述有效打击信号和所述待检测打击信号。所述琴体与所述多个琴键模块连接，其包括：腔体，所述腔体内容纳有：发声模块，其配置用于输出与有效打击信号对应的琴音信号；其中所述处理设备还配置用于：在确定所述待检测打击信号为有效打击信号时，控制所述发声模块输出与所述待检测打击信号对应的所述琴音信号。

在一个实施例中，所述发声模块包括：存储单元，其配置用于存储与所述一个或多个琴键关联的音源数据；以及输出单元，其配置用于输出与音源数据对应的琴音信号。其中所述处理设备还配置用于：在确定所述待检测打击信号为有效打击信号时，根据所述待检测打击信号从所述存储单元获取与所述待检测打击信号关联的音源数据；以及控制所述输出单元输出与所述音源数据对应的所述琴音信号。

在一个实施例中，所述传感单元包括压电陶瓷传感器、压力感应传感器、柔性弯曲传感器、振动传感器、微电子机械系统加速度传感器、微电子机械系统陀螺仪、微电子机械系统压力传感器和微电子机械系统振动传感器中的一种或多种。

基于上述关于本发明方案的描述，本领域技术人员可以理解上述实施例所述的方案可以判断打击信号是否为有效打击信号，并以此来区分有效和无效打击，从而可以保证电子打击旋律乐器只有在接收到有效打击才发出琴音，进而保证了演奏效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分其中：

图1是根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的示例性结构图；

图2是根据本发明实施例的用于电子打击旋律乐器的方法的示意流程图；

图3是根据本发明实施例的用于电子打击旋律乐器的处理设备的示例性结构框图；

图4是根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的示例性结构框图；

图5是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的一种示例性结构图；

图6是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键模块的一种示例性结构图；

图7是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键的布置示意图；

图8示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键模块的拼接示意图；

图9是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键模块的多种连接方式图；

图10是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键模块的拼接结构图；

图11是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的组成框图；

图12是示出根据本发明实施例的IC音源存储器的内部结构图。

具体实施方式

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。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

首先对本发明的方案中可能用到的电子打击旋律乐器的有效打击、有效打击信号、无效打击以及无效打击信号进行解释。在本发明的方案中，可以将用户对琴键所做的打击强度大于或等于打击强度阈值(例如30牛)的打击设定为有效打击，而电子打击旋律乐器的传感单元基于该有效打击生成的打击信号为有效打击信号。进一步，电子打击旋律乐器可以输出与该有效打击对应的琴音信号(即发出琴音)，以实现电子打击旋律乐器的演奏。

与上述有效打击对应地，打击强度小于打击强度阈值的打击为无效打击。例如用户误打击琴键时的打击或施加到电子打击旋律乐器的某个琴键上的较大的打击的余振传导到传感单元所形成的打击为无效打击。电子打击旋律乐器基于该无效打击生成的打击信号为无效打击信号。

下面结合图1中所示的电子打击旋律乐器对上述有效打击、有效打击信号、无效打击以及无效打击信号进行进一步说明。

由图1可以看出，电子打击旋律乐器包括依次设置在琴板上的三个琴键，分别为琴键A、琴键B和琴键C。在该三个琴键和琴板之间分别设置有传感单元和吸振元件，其中传感单元分别为与琴键A对应设置的传感单元A1、与琴键B对应设置的传感单元B1以及与琴键C对应设置的传感单元C1，吸振元件分别为与琴键A对应设置的吸振元件A2、与琴键B对应设置的吸振元件B2以及与琴键C对应设置的吸振元件C2。传感单元用于感应用户对琴键的打击，并根据该打击生成打击信号，还用于将打击所产生的振动传导到对应的吸振元件。吸振元件用于吸收传感单元传导的振动，并将无法吸收掉的余振通过琴板传导到其他吸振元件。吸振元件再次吸收掉该余振的部分振动后，将余振继续传导到对应的传感单元，传感单元根据该余振生成打击信号。

例如，若用户以大于或等于打击强度阈值(设为30牛)的打击力F(例如30牛、60牛或100牛)打击琴键B，则该打击为有效打击，传感单元B1基于该打击生成的打击信号为有效打击信号。若用户以小于上述打击强度阈值的打击力F(例如为10牛、15牛或22牛)误打击到琴键B，则该打击为无效打击，传感单元B1基于该无效打击生成的打击信号为无效打击信号。

另外，若上述打击力F的打击强度比较大，例如为100牛，吸振元件B2在吸收掉部分振动后，会将余振通过琴板分别传导到琴键B两侧的吸振元件A2和吸振元件C2。吸振元件A2和吸振元件C2再次吸收掉该余振的部分振动后，再将余振继续传导到传感单元A1和传感单元C1。此时传感单元A1和传感单元C1感应到的打击为无效打击，电子打击旋律乐器基于该无效打击生成的打击信号为无效打击信号。

根据背景技术中的描述可知，目前的电子打击旋律乐器在检测到上述无效打击信号也会发出琴音，从而影响电子打击旋律乐器的演奏效果。鉴于此，本发明实施例提供了一种用于电子打击旋律乐器的方法。该方法可以对检测到的打击信号是否有效进行判断，使得只有在打击信号为有效打击信号时(也即演奏者实际对乐器进行了打击)，电子打击旋律乐器才发出琴音，从而保证了演奏效果。

图2是根据本发明实施例的用于电子打击旋律乐器的方法200的示意流程图。下面将结合上述对电子打击旋律乐器的有效打击、有效打击信号、无效打击以及无效打击信号的描述对图2中所示出的方法流程进行详细说明。

如图2中所示，方法200包括在步骤S201处，接收来自于电子打击旋律乐器的有效打击信号。在一个具体实施场景中，可以通过处理设备来接收该有效打击信号并执行后续的相关操作，而处理设备可以为电子打击旋律乐器内部的控制单元，也可以为与电子打击旋律乐器连接的外部设备，并且其可以采用例如数字信号处理器(“DSP”)等电子器件来实现。根据前文描述可知，有效打击信号可以由布置于电子打击旋律乐器处用于感应用户打击动作的传感单元所生成。在一个具体实施场景中，处理设备可以在接收到打击信号后，通过判断其信号强度是否满足有效强度阈值或阈值范围的方式来确定其是否为有效打击信号(打击信号的有效性判断方法稍后详细描述)。

在接收到上述有效打击信号后，流程进入步骤S202。在步骤S202处，与接收上述有效打击信号并行地或者在接收到该有效打击信号后的预设时间段内，获取待检测打击信号。此处的待检测打击信号也可以由布置于电子打击旋律乐器处用于感应用户打击动作的传感单元生成。

本领域技术人员可以理解的是，为了进行演奏，电子打击旋律乐器需要接收多个有效打击并产生有效打击信号。基于此，可以统计出有效打击信号的产生周期，并可进一步基于此来设置预设时间段的时间长度。例如，可以设置预设时间段为小于或等于有效打击信号的生成周期的一个时间长度，以便检测出基于有效打击信号的余振所产生的无效打击信号等。

可选地或附加地，在该预设时间段内处理设备可以以轮询和/或中断的方式从电子打击旋律乐器处获取待检测打击信号。为了获取该预设时间段内的电子打击旋律乐器的所有传感单元产生的待检测打击信号，以实现全面检测，可以设置该轮询的周期为小于或等于上述预设时间段/传感单元总数的一个时间单元。可以理解的是，轮询的周期设置的越小，检测到的打击信号越全面，从而对无效打击信号的排除可以越充分，进而可以使得电子打击旋律乐器的演奏效果越好。

上述以中断的方式获取待检测打击信号的方法相对于轮询的方法可以简化处理设备的处理程序，从而提高其信息处理速度。另外，该种被动接收的方式还可以防止打击信号的漏检，从而保证检测的全面性。

可以理解的是，在上述预设时间段内仅可以检测到前述有效打击信号产生后的待检测打击信号，本发明的方案可以通过在与接收上述有效打击信号并行的时刻获取待检测打击信号的操作来获取不同时刻的待检测打击信号，从而实现全面的信号检测。

在获取到待检测打击信号后，流程继续前进到步骤S203处，将待检测打击信号的信号强度与有效强度阈值或阈值范围进行比较。

在一个实施场景中，有效强度阈值或阈值范围可以根据电子打击旋律乐器对有效打击信号识别的敏感度来具体设定。例如，当电子打击旋律乐器对有效打击信号的识别敏感度较低时，可以将有效强度阈值或阈值范围的下限值设置的较大，以便识别出强度较大的有效打击所对应的有效打击信号(设定打击的强度越大，其对应的打击信号的信号强度越大)。相对地，当电子打击旋律乐器对有效打击信号的识别敏感度较高时，则可以将有效强度阈值或阈值范围的下限值设置的较小，从而可以识别出较多的有效打击信号。

在另一个实施场景中，有效强度阈值或阈值范围还可以根据电子打击旋律乐器中的一个或多个元件(例如琴键、传感单元和/或吸振元件)的材质来具体设定。以琴键为例，当其由对受力比较敏感的材质制成时，则可以将有效强度阈值或阈值范围的下限值设置的较小。反之，当由对受力不太敏感的材质制成时，可以将有效强度阈值或阈值范围的下限值设置的较大。

在进行上述比较后，流程继续前进到步骤S204，根据比较结果确定待检测打击信号是否为有效打击信号。在一个具体实施场景中，响应于比较结果为待检测打击信号的信号强度满足上述有效强度阈值或阈值范围，确定该待检测打击信号为有效打击信号。进一步，可以设定待检测打击信号的信号强度大于或等于有效强度阈值时为满足有效强度阈值，而待检测打击信号的信号强度位于阈值范围内时为满足阈值范围。通过该设置可以识别出打击强度较大的有效打击。

相应地，响应于比较结果为待检测打击信号的信号强度不满足上述有效强度阈值或阈值范围，确定待检测打击信号为无效打击信号。进一步，可以设定待检测打击信号的信号强度小于有效强度阈值时为不满足有效强度阈值，而待检测打击信号的信号强度小于阈值范围的下限值时为不满足阈值范围，从而可以识别出打击强度较小的无效打击。

由上可见，通过本发明的方案可以通过判断打击信号是否为有效打击信号的方式来区分有效和无效打击，从而可以保证电子打击旋律乐器只有在接收到有效打击才发出琴音，进而保证了演奏效果。

图3是根据本发明实施例的用于电子打击旋律乐器的处理设备300的示例性结构框图。如图3中所示，处理设备300可以包括处理器301和存储器302，其中处理器301和存储器302之间通过总线303进行通信。存储器302存储有处理器301可执行的程序指令，当程序指令由处理器301执行时，使得处理设备300执行前文结合附图描述的方法步骤。通过本发明的处理设备300可以区分出电子打击旋律乐器的有效和无效打击，从而使得只有在有效打击的情况下才发出琴音，进而保证了演奏效果。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于非瞬态计算机可读介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

图4是根据本发明实施例的电子打击旋律乐器400的示例性结构框图。

如图4中所示，电子打击旋律乐器400可以包括乐器本体401以及结合前文各实施例所述的处理设备402。乐器本体0401配置用于接收来自外部的打击，并根据该打击生成有效打击信号和待检测打击信号后发送至处理设备402。本领域技术人员可以理解的是，乐器本体401的结构可以有多种，例如可以包括图5中所示的多个琴键模块510和琴体520。下面将结合图5对电子打击旋律乐器500进行详细说明。

图5中仅示例性地示出了每个琴键模块510仅包括一个琴键501和一个传感单元502的具体实现方式，但本领域技术人员可以理解的是，基于不同的应用场景，每个琴键模块510还可以包括多个琴键501、多个传感单元502和至少一个琴键接口503。进一步地，每个所述琴键501配置成用于接收来自外部的打击。每个传感单元502配置用于感应上述打击，并基于该打击生成上述有效打击信号和待检测打击信号。所述至少一个琴键接口503用于与另外的一个或多个琴键模块510进行连接。

上述琴体520可以与多个琴键模块510连接，并且琴体520可以包括腔体5210，腔体5210内可以容纳有发声模块5211和上述处理设备5212。在该种情况下，处理设备5212可以通过电子打击旋律乐器内部已有的控制单元实现。根据前文描述(处理设备也可以为与电子打击旋律乐器连接的外部设备)可知，处理设备也可以为与乐器本体连接的外部设备，此处不再详述。

上述发声模块5211可以配置用于输出与有效打击信号对应的琴音信号。基于此，处理设备5212还可配置用于在确定待检测打击信号为有效打击信号时，控制发声模块5211输出与该待检测打击信号对应的琴音信号，从而发出相应的琴音。可选地或附加地，琴体520可以由金属或者复合材料制成。

在一个具体实施场景中，上述发声模块5211可以包括存储单元和输出单元，存储单元可以配置用于存储与一个或多个琴键501关联的音源数据。在一个应用场景中，所述音源数据例如可以包括与至少一种琴的音色和/或声效相关的数据。进一步，所述至少一种琴可以包括但不限于木琴、颤音琴和马林巴琴中的一种或多种琴，电子打击旋律乐器可以根据音源数据的不同和所使用琴键模块数目的不同而呈现出与现有的多种打击旋律乐器相同或相似的演奏效果。

基于此，上述输出单元可以配置用于输出与音源数据对应的琴音信号。在一个应用场景中，输出单元可以是包括功率放大器的扬声器，以便将琴音信号经过放大并通过声音的形式进行播放。处理设备5212还可配置用于在确定待检测打击信号为有效打击信号时，根据待检测打击信号从存储单元获取与该待检测打击信号关联的音源数据，并控制输出单元输出与该音源数据对应的琴音信号，从而发出对应的琴音。

图6是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键模块600的一种示例性结构图。如图6中所示，琴键模块600包括多个琴键601、由靠近所述琴键601的应力面板602和承压底板603组成的传导结构、多个传感单元604、琴键基座605、琴键接口606、支撑件607和吸振元件608。由该图可以看出，所述传导结构可以布置于所述多个琴键601的下方，其可以由金属或复合材料制成，并且其可配置用于将打击琴键所产生的压力进行传导(以振动的形式传导)。在该情况下，多个传感单元604可以布置于应力面板602和承压底板603之间。在一个实施例中，应力面板602上可以布置有上述用于支撑上述多个琴键的支撑件607(或称支撑部)，而应力面板602和承压底板603之间可以填充有上述吸振元件608。

在一个实施例中，上述支撑件607例如可以是包括杠杆或者弹簧所构成的部件，其配置用于对所述琴键601进行支撑和限位，并且用于每次打击琴键601后将所述琴键601恢复到打击前所处的位置。在另一个实施例中，所述吸振元件608可以是由一种或多种复合材料构成。例如，吸振元件608可以是一种高密度海绵，其用于吸收打击琴键601所产生的振动，使得所述琴键601在被打击后迅速停止振动，从而使得演奏者打击琴键601的感觉不至于过于生硬，由此使得演奏具有更接近打击传统打击乐器时的手感。另外，吸振元件608还可以将无法吸收掉的余振通过承压底板603和琴键基座605等向其他元件(例如其他传感单元)进行传导。

在一个或多个实施例中，传感单元604可以包括压电陶瓷传感器、压力感应传感器、柔性弯曲传感器和振动传感器中的一种或多种。上述多种传感器可以根据对琴键打击灵敏度的不同需求而进行灵活地布置，例如，在一个实施例中，所述传感单元604可以包括多个压电陶瓷传感器。由于压电陶瓷传感器可以根据所受压力的不同而产生不同大小的电流，因此本发明的电子打击旋律乐器还可以根据演奏者打击琴键的力度的不同而发出不同音量大小的琴音，从而使得在演奏过程中具有更接近打击传统乐器时的音效。在本发明的一个实施例中，可以通过待检测打击信号的信号强度来体现演奏者打击琴键的力度，并以此来控制琴音的大小。

另外，本发明的方案还可以通过增加压电陶瓷传感器的灵敏度来增大演奏者打击琴键的力度的范围。此处的压电陶瓷传感器的灵敏度是指输出的微小电流增量与相应的输入微小压力增量的比值。可以理解的是，该比值越大，压电陶瓷传感器的灵敏度越高，从而可以满足不同打击力度的演奏者演奏。

在一个实施例中，上述琴键基座605可以是由金属或者复合材料制成的实体结构，其配置用于支撑和固定所述传导结构。在所述琴键基座605上可以布置有所述琴键接口606，其配置用于将两个琴键模块进行连接，还可以配置用于与琴体上的琴体接口进行配合以便将琴键模块和琴体进行连接。

所述琴键接口606和琴体接口可以是以下多种类型接口中的一种或多种：近距离无线通信接口、有线通信接口以及机械式连接接口，另外，所述琴键接口和琴体接口所采取的接口方式可以不同，例如，琴键接口可以采用近距离无线通信接口，而琴体接口可以采用有线通信接口或者机械式连接接口。进一步，近距离无线通信接口例如可以是利用蓝牙或红外技术进行通信的接口，有线通信接口例如可以是通过电缆或光缆的形式进行通信的接口，而机械式连接接口可以有多种实现方式，例如可以是但不限于：插座和插头组成的接口、滑动连接杆和槽位组成的接口以及凸起部和槽孔组成的接口等。

上述图6中示出的琴键模块600仅仅是示例性的而非限制性的，本领域技术人员还可以根据本发明的教导对其进行改变而不脱离本发明的精神和实质。例如，还可将上述应力面板602分隔成多个小块(如图6中与每个琴键601对应的虚线部分)，每块应力面板的长度与琴键的宽度适配，并分别与一个琴键对应设置，以便对琴键的受力进行有效传递。

图7是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键700的布置示意图。如图7所示，在一个实施例中，所述多个琴键可以是由复合材料制成并且可以布置成两排，其中第一排可以设置为半音区，如图7所示的由音符编号#C、#D、#F、#G和#A…所组成的上排；而第二排可以设置为全音区，如图7所示的由音符编号C、D、E、F、G、A和B…所组成的下排。

在一个实施例中，本发明的电子打击旋律乐器可以根据所连接的琴键模块的数量的不同来实现一种或多种琴。所述一种或多种琴例如可以是木琴、颤音琴和马林巴琴中的一种或多种。图8示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键模块的拼接800示意图。如图中所示，可以根据所需要演奏的琴的种类的不同将琴键模块一、二、三、四和五中的其中几个依次进行首尾连接，并将其中琴键模块五与琴体进行连接，其中琴键模块一、二、三和四均由12个琴键组成，而琴键模块五由13个琴键组成。

具体地，在一个应用场景中，琴键模块三、四和五进行拼接可以组成37键的颤音琴和木琴，而在另一个应用场景中，可将琴键模块二、三、四和五进行拼接组成49键的马林巴琴和木琴。本领域技术人员还可根据需要按照上述类似的方法将上述多个琴键模块中的多个进行连接，以组成相应的琴，此处不再赘述。

图9是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键模块的多种连接方式900图。如图9所示，本发明的电子打击旋律乐器可以采用4种连接方式进行连接，其中方式一中的所述多个琴键模块中可以包括主琴键模块以及琴键模块A～N。所述主琴键模块与所述琴体采用一体式固定连接，并且通过位于其上的两个主琴键接口分别与相邻的两个琴键模块F和G上的琴键接口F和G相互配合，从而将主琴键模块分别与琴键模块F和G进行连接。其余的琴键模块A～N采用串联的方式进行连接，例如图9中的E和H采用上述的方式分别与琴键模块F和G进行连接。

在一个实施例中，方式二中的所述多个琴键模块中可以包括主琴键模块以及琴键模块A～N。琴体可以包括琴体接口，其用于与琴键接口配合，以便将琴体和琴键模块相连接。该方式二与方式一不同的地方在于：主琴键模块与琴体之间采用了主琴键接口与琴体接口相互配合的方式进行连接。其余琴键模块A～N的连接方式与方式一相同。

在另一个实施例中，方式三中的所述琴体可以包括多个琴体接口A～N，多个琴键模块A～N中的每一个分别可以包括琴键接口。多个琴键模块A～N通过琴体接口A～N和琴键接口A～N的相互配合，进而分别与所述琴体进行连接。

在又一个实施例中，方式四中的琴体可以包括多个琴体接口A～N，多个琴键模块可以包括主琴键模块和琴键模块A～N，其中琴键模块A～N中的每一个可以包括琴键接口。主琴键模块与琴体采用一体式固定连接。多个琴键模块A～N通过琴体接口A～N和琴键接口A～N的相互配合，进而分别与琴体进行连接。

图10是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器的琴键模块的拼接结构1000图。图10所示的拼接结构采用了机械式连接接口对所述多个琴键模块进行连接。可以理解的是，上述机械式连接接口同样也适用于将所述琴键模块和所述琴体进行连接。如图10所示，所述机械式连接接口包括连接杆C和多个槽位D，其中所述连接杆C可以是长条形的金属或者复合材料制成的实体结构，所述槽位D可以是长条形的中空轨道，其横截面与所述连接杆C的横截面相同，以使得所述槽位D与连接杆C紧密结合。所述槽位D分别布置于待连接的所述琴键模块A和B上(或者分别布置于待连接的所述琴键模块和琴体上)，所述连接杆C可伸缩地收纳于琴键模块A或者B的槽位D内。

当需要将两个琴键模块A和B(或者是琴键模块和琴体)进行连接时，位于其中一个槽位D(例如位于琴键模块A的槽位D)内的连接杆C从槽位D内沿着槽位D的轨道滑动伸出，并滑动插入进另一个琴键模块B的槽位D内，以使得待连接的两个琴键模块A和B相连接(或者使得待连接的琴键模块和琴体相连接)。当需要将两个琴键模块A和B(或者是琴键模块和琴体)进行拆卸时，沿与上述相反的方向滑动连接杆C即可。

图11是示出根据本发明实施例的电子打击旋律乐器1100的组成框图。可以理解的是，图11所示的电子打击旋律乐器1100是经过将多个琴键模块和琴体进行拼接之后所组成的电子打击旋律乐器。图11所示的电子打击旋律乐器1100是图5所示的电子打击旋律乐器500的一种示例性实施方式，并且包括更多的实施细节。因此，上文中关于电子打击旋律乐器500的描述同样也适用于电子打击旋律乐器1100的方案，并且相同的内容不再赘述。

如图11所示，本发明的电子打击旋律乐器1100可以包括琴键1101、传感单元1102、A/D转换模块1103、滤波模块1104、控制单元1105(作为处理设备使用)、IC音源存储器1106、数据存储器1107、功率放大器1108、扬声器1109、蓝牙模块1110、光纤模块1111和MIDI接口1112。在一个实施例中，所述A/D转换模块1103包括A/D转换芯片及其附属电路，其配置用于将所述传感单元输出的模拟电信号转换为数字电信号并且向所述控制单元输入。具体来说，A/D转换的作用是将时间和幅值连续的模拟信号转换为时间和幅值均离散的数字信号。通常A/D转换需要经过取样、保持、量化及编码4个过程。在实际电路中，前述过程中的某些过程可以合并进行，例如量化和编码往往都是在转换过程中同时实现的。

在一个实施例中，所述滤波模块1104可以包括滤波器及其附属电路，其配置用于对所述数字电信号进行滤波，并且将滤波后的数字电信号发送到所述控制单元1105。在演奏电子打击旋律乐器的过程中，由于电子元器件的电气特性，在电路中可能会产生低频或高频的干扰信号，这些干扰信号可能会影响与打击琴键有关的有用信号(例如前文所述的有效打击信号和待检测打击信号)的接收。因此，可以将A/D转换模块1103输出的数字电信号经过例如由电阻和电容组成的滤波器进行处理，以便对其中的干扰信号进行滤除，确保有用信号的正常接收。

在一个实施例中，本发明的存储器可以包括IC音源存储器1106和数据存储器1107。其中所述IC音源存储器1106配置用于存储与所述多个琴键关联的音源数据，所述音源数据包括但不限于与木琴、颤音琴和马林巴琴中的一种或多种琴的音色和/或声效相关的数据。下面结合图12简要描述IC音源存储器的内部结构。

图12是示出根据本发明实施例的IC音源存储器1200的内部结构图。如图12所示，所述IC音源存储器1200存储有音源数据[0]～音源数据[n]的波形数据，其中音源数据[0]是最低音的波形数据，音源数据[n]是最高音的波形数据，其中n值的大小取决于琴键数量的多少。在以相同波长数的量存储音源数据时，由于低音的波长更长，因此相比于与较高的音符编号对应的音源数据，与较低的音符编号对应的音源数据的数据更长，因此其在IC音源存储器中占用的存储空间更大。在一个实施例中，所述音源数据可以与图7所示的琴键一一对应，例如音源数据[0]可以对应于图7中所示的琴键的音符编号C，音源数据[1]可以对应于例如图7中所示的琴键的音符编号D等。

在一个实施例中，所述数据存储器1107配置用于存储与控制所述乐器相关模块和单元的运行相关的程序和数据，还可以存储与演奏相关的其他音乐数据。所述数据存储器件1107与所述控制单元1105通过总线连接，其可以包括多组存储单元，每一组所述存储单元与所述控制单元1105通过总线连接。

在一个实施例中，本发明的上述控制单元1105例如可以采用数字信号处理器(“DSP”)来实现。DSP是适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。对于本发明来说，采用DSP作为控制单元，可以实时快速地处理音频信号。具体地，首先，所述DSP接收来自于所述传感单元1102输出并经过A/D转换和滤波后的数字电信号；接着，DSP根据所述数字电信号从所述IC音源存储器1106中获取与所述数字电信号关联的音源数据；最后，DSP将所述音源数据发送给输出单元以便输出与所述音源数据相对应的琴音信号。

在一个实施例中，所述功率放大器1108可以由三部分组成：前置放大电路、驱动放大电路以及末级功率放大电路。所述前置放大电路配置用于阻抗匹配，其具有输入阻抗高和输出阻抗低的优点，因此可以以尽量小的数据损失来接收并发送所述音源数据的电流信号。所述驱动放大电路配置用于将前置放大电路送来的电流信号进一步放大成中等功率的信号，以便驱动末级功率放大电路正常工作。所述末级功率放大电路在功率放大器中起到关键作用，其技术指标决定了整个功率放大器的技术指标，所述末级功率放大电路配置用于将驱动放大电路送来的电流信号放大成大功率信号，以便带动扬声器1109进行声音的播放。

在一个实施例中，所述扬声器1109可以包括磁铁、框架、定心支片、振模折环锥型纸盆等部件。替代地，所述扬声器1109还可以包括上述的功率放大器。具体地，音频电能信号通过电磁、压电或静电效应，引起扬声器的纸盆或膜片产生振动并与周围的空气产生共振(共鸣)而发出声音。可选地，所述扬声器1109还可以布置于本发明的电子打击旋律乐器的外部，其可以通过蓝牙等无线通信技术与本发明的电子打击旋律乐器进行无线连接。

下面结合图6～9对本发明的电子打击旋律乐器的工作原理进行详细地描述。

当演奏者需要利用本发明的电子打击旋律乐器进行演奏时，可以根据所要使用的琴将多个琴键模块按照前文所述的方式进行连接。例如，可以将图8所示的琴键模块一、二、三、四和五分别首尾连接，并且将琴键模块五与琴体进行连接，以便组成61键的马林巴琴。具体地，可以将琴键模块一上的槽位内的连接杆滑动伸出，并且滑动插入琴键模块二上的槽位内，以便将琴键模块一和琴键模块二进行固定连接，其他琴键模块和琴体也通过上述方式进行固定连接。在硬件连接完成后，演奏者可以在电子打击旋律乐器外部设置的控制面板上将电子打击旋律乐器设置为马林巴琴。

演奏开始，演奏者用琴槌打击琴键，例如打击音符编号C所代表的琴键。该打击所产生的压力通过传导机构传递(以振动的形式传导)给压电陶瓷传感器，压电陶瓷传感器基于该压力生成与音符编号C对应的打击信号。与此同时，被打击的音符编号C的琴键在传导结构内的吸振元件和支撑件的共同作用下迅速停止振动，并且被快速地弹起恢复到被打击前的状态，以便等待下次打击。

接着，A/D转换模块接收到压电陶瓷传感器发送来的模拟电信号，在经过取样、量化和编码等一系列处理之后，将模拟电信号转变为数字电信号传送给滤波模块进行处理，以便对其中的高频和低频干扰信号进行有效地滤除。接着，经过滤波模块处理之后的与音符编号C的琴键相关的数字电信号被传送给控制单元，控制单元在通过该数字信号判断上述打击信号为有效打击信号时，在IC音源存储器中进行查表以便获取与音源编号C的琴键相关联的音源数据[0]，并将该音源数据[0]向功率放大器输出。

随后，功率放大器将其所接收到的音源数据[0]信号经过前述各级放大电路分别依次处理以将音源数据[0]的信号进行放大。经过放大之后的音源数据[0]的信号可以通过有线或无线的方式传送给扬声器进行播放，于是收听者便收听到打击音源编号C的琴键所发出的声音。

上述结合附图以及各个实施例对电子打击旋律乐器进行了描述。本领域技术人员可以理解的是，上述描述仅仅是示例性的而非限制性的，本领域技术人员根据本发明的教导可以对上述电子打击旋律乐器进行改变而不脱离本发明的精神和实质。例如，上述传感单元除可以采用上述压电陶瓷传感器、压力感应传感器、柔性弯曲传感器或振动传感器等将打击所产生的机械能转换成电信号形式的电能的能量转换单元外，还可以采用将打击所产生的物理响应转换成电信号的微电子机械系统模块。

本领域技术人员可以理解的是，微电子机械系统(Micro ElectromechanicalSystem，简写为“MEMS”)可以包括微传感器和微执行器。其是指可以集微型传感器、执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。其中，微传感器可以是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，其具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、响应快、灵敏度高、易于集成和实现智能化等特点。微传感器可以测量各种物理量、化学量和生物量，例如位移、速度、加速度、压力、应力、声、光、电、磁、热等。同时，在微米量级的特征尺寸使其可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。

上述微执行器可以用于提供各种运动和控制，其是MEMS中的关键部分。在一个实施例中，微执行器例如可以是微型马达、微型镊子、微型泵、微型阀、微型光学器件、打印机喷头和硬盘磁头等。进一步，可以将上述微型传感器、微型执行器以及相关的信号处理和控制电路集成在一个芯片上，以构成上述微电子机械系统模块。

在一个实施例中，当打击或按压琴键时，琴键将其受到的压力传递给微电子机械系统的微执行器，使得微执行器产生微动作。微传感器感应该微动作，并且可以根据该微动作的大小，输出具有一定规律的电信号或其他所需形式的信息，该电信号或信息即为打击信号。

在一个实施例中，上述微电子机械系统模块可以包括微电子机械系统加速度传感器、微电子机械系统陀螺仪、微电子机械系统压力传感器和微电子机械系统振动传感器中的一种或多种。其中，微电子机械系统陀螺仪主要利用振动来诱导和探测科里奥利力(旋转物体在有径向运动时所受到的切向力)进行工作。MEMS陀螺仪的核心是一个微加工机械单元，其按照一个音叉机制共振运动，并且通过科里奥利力原理把角速率转换成一个特定感测结构的位移。该位移大小与所施加的角速率大小成正比。

由于传感器感测部分的动电极(转子)位于固定电极(定子)的侧边，因此位移将会在定子和转子之间引起电容变化。于是，在陀螺仪输入部分施加的角速率被转化成一个专用电路可以检测的电子参数-电容量。进一步，通过检测该电容量进而产生与其对应的电信号，进而产生打击信号。

在另一个实施例中，上述微电子机械系统压力传感器可以为MEMS硅压阻式压力传感器。其包括周边固定的圆形应力杯硅薄膜内壁，并且利用MEMS技术直接将四个高精密半导体电阻应变片刻制在其表面应力最大处，从而组成惠斯顿测量电桥。当外面的压力经引压腔进入应力杯中时，应力硅薄膜因受外力作用而微微向上鼓起，从而发生弹性变形。这将导致四个电阻应变片因此而发生阻值变化。进一步，该阻值变化破坏原先的惠斯顿电桥的电路平衡，从而使得所述惠斯顿电桥输出与压力成正比的电压信号。

在又一个实施例中，上述微电子机械系统压力传感器还可以为MEMS电容式压力传感器。其利用MEMS技术在硅片上制造出横隔栅状，并且上下二根横隔栅组成一组电容式压力传感器。在工作过程中，上横隔栅受压力作用向下位移，从而改变了上下二根横隔栅的间距，因此改变了板间电容量的大小，即△压力＝△电容量。最终将压力转变为电信号。

由上述描述可知，上述实施例中的微电子机械系统模块与其他普通传感器或接收器相比具有更高的灵敏性，因此可以使得本发明的电子打击旋律乐器具有优异的性能。

上文中结合各实施例对电子打击旋律乐器进行了描述，根据该描述可知，本发明的电子打击旋律乐器除了可以通过对打击信号的有效性判断的方式来提升演奏效果外，还可以通过模块化拼接的连接方式(通过在琴体上拼接不同数量的琴键模块)方便地实现多种类型的电子打击旋律乐器。另外，其还可以根据打击力度的不同而产生大小不同的电流，从而提高电子打击旋律乐器的灵敏度。

进一步，本发明的电子打击旋律乐器由于采用了价格较低的金属材料或者复合材料等制成，因此较好地解决了传统打击乐器选材受限且价格昂贵的问题。另外，本发明的电子打击旋律乐器还具有音色好、演奏手感好、抗干扰能力强多优点，从而可以满足不同的演奏者对乐器的多种使用需求。

应当理解，本发明的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本发明。如在本发明说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本发明说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的实施例各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于电子打击旋律乐器的方法，包括：

接收来自于电子打击旋律乐器的有效打击信号；

与接收所述有效打击信号并行地或者在接收到所述有效打击信号后的预设时间段内，获取待检测打击信号，其中打击信号由布置于所述电子打击旋律乐器处用于感应用户打击动作的传感单元生成；

将所述待检测打击信号的信号强度与有效强度阈值或阈值范围进行比较；以及

根据比较结果确定所述待检测打击信号是否为有效打击信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述待检测打击信号是否为有效打击信号包括：

响应于所述比较结果为所述待检测打击信号的信号强度满足所述有效强度阈值或阈值范围，确定所述待检测打击信号为有效打击信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述待检测打击信号是否为有效打击信号包括：

响应于所述比较结果为所述待检测打击信号的信号强度不满足所述有效强度阈值或阈值范围，确定所述待检测打击信号为无效打击信号。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中获取待检测打击信号包括：

以轮询和/或中断的方式从所述电子打击旋律乐器处获取待检测打击信号。

5.一种用于电子打击旋律乐器的处理设备，包括：

处理器；

存储器，其存储有处理器可执行的程序指令，当所述程序指令由所述处理器执行时，使得所述处理设备执行根据权利要求1-4中任一项所述的方法。

6.一种非瞬态计算机可读介质，其存储有用于电子打击旋律乐器的程序指令，当所述程序指令由至少一个处理器执行时，使得执行根据权利要求1-4中任一项所述的方法。

7.一种电子打击旋律乐器，包括乐器本体以及根据权利要求5所述的处理设备，其中

所述乐器本体配置用于：

接收来自外部的打击；以及

根据所述打击生成所述有效打击信号和所述待检测打击信号并发送至所述处理设备。

8.根据权利要求7所述的电子打击旋律乐器，其中所述乐器本体包括多个琴键模块和琴体，其中

每个所述琴键模块包括：

一个或多个琴键，其配置用于接收来自外部的打击；

一个或多个传感单元，其中每个传感单元用于感应所述打击，并基于所述打击生成所述有效打击信号和所述待检测打击信号；以及所述琴体与所述多个琴键模块连接，其包括：

腔体，所述腔体内容纳有：

发声模块，其配置用于输出与有效打击信号对应的琴音信号；

其中所述处理设备还配置用于：

在确定所述待检测打击信号为有效打击信号时，控制所述发声模块输出与所述待检测打击信号对应的所述琴音信号。

9.根据权利要求8所述的电子打击旋律乐器，其中所述发声模块包括：

存储单元，其配置用于存储与所述一个或多个琴键关联的音源数据；以及

输出单元，其配置用于输出与音源数据对应的琴音信号；

其中所述处理设备还配置用于：

在确定所述待检测打击信号为有效打击信号时，根据所述待检测打击信号从所述存储单元获取与所述待检测打击信号关联的音源数据；以及

控制所述输出单元输出与所述音源数据对应的所述琴音信号。

10.根据权利要求8或9所述的电子打击旋律乐器，其中所述传感单元包括压电陶瓷传感器、压力感应传感器、柔性弯曲传感器、振动传感器、微电子机械系统加速度传感器、微电子机械系统陀螺仪、微电子机械系统压力传感器和微电子机械系统振动传感器中的一种或多种。

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