CN114822454A - 一种智能乐器演奏方法及智能乐器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能乐器演奏方法，包括：接收由触控屏上不同按键区域输入的第一信号；接收在第一信号生成同时所述触控屏由于受到不同的按压压力所产生的第二信号，将第一信号和第二信号发送到终端；根据第一信号和第二信号生成对应的乐音并进行播放。本发明还公开了一种智能乐器，包括信号输入装置以及终端，所述信号输入装置至少包括：触控屏、第一处理器以及压力检测模块，所述触控屏以及所述压力检测装置均与所述第一处理器连接，所述终端至少包括第二处理器以及扬声器，所述信号输入装置与所述终端通讯连接。本发明可识别用户的演奏力度，根据不同的演奏力度发出不同的乐音。

Description

一种智能乐器演奏方法及智能乐器
技术领域
本发明涉及乐器技术领域，尤其涉及一种智能乐器演奏方法及智能乐器。
背景技术
乐器包括传统的拉弦类乐器、弹拨类乐器、吹奏类乐器及打击类乐器等。人们通常使用这些传统乐器来表达或交流思想感情。但随着科技的发展，乐器除了包括上述传统乐器外还包括智能乐器，用户也可以使用智能乐器演奏乐曲。但现有智能乐器存在如下问题：结构复杂，如包括手掌套及五个手指套等；音高信息输入方式繁琐，用户在通过传统乐器进行演奏时，可以通过演奏的力度来改变演奏效果，例如钢琴等乐器，用户可以通过对按键的力度改变声音的大小，从而更加丰富的表达用户的情感，而智能乐器目前并不能具有这些功能。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种智能乐器，以识别用户演奏的力度，简化音高信息输入方式，降低智能乐器结构的复杂度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种智能乐器演奏方法，包括以下步骤：
接收由触控屏上不同按键区域输入的第一信号；其中，所述触控屏上设置有若干个按键区域，触摸不同的按键区域可生成不同的第一信号；
接收在第一信号生成同时所述触控屏由于受到不同的按压压力所产生的第二信号，其中，所述触控屏下设置有压力检测单元；
将第一信号和第二信号发送到终端；其中所述终端与所述触控屏一体设置，且所述终端与所述触控屏通讯连接；或，所述终端与所述触控屏相互独立设置，且所述触控屏与所述终端通讯连接；
根据第一信号和第二信号生成对应的乐音并进行播放，其中所述第一信号决定乐音的音高，所述第二信号决定所述乐音的音量。
进一步的，在所述接收由触控屏上不同按键区域输入的第一信号之前，还包括以下步骤：
接收姿态传感器输出的第三信号，
根据所述第三信号确定所述第三信号对应的音区。
进一步的，在根据第一信号和第二信号生成对应的乐音并进行播放之后，还包括以下步骤：
计算所述触控屏上被按压区域的持续按压时间t1，
判断时间t1是否大于预设的时间阈值t0；
当t1大于t0时，使生成的乐音延长播放。
进一步的，所述压力检测装置为薄膜压力传感器。
本发明还公开了一种智能乐器，包括信号输入装置以及终端，所述信号输入装置至少包括：触控屏、第一处理器以及压力检测模块，所述触控屏以及所述压力检测装置均与所述处理器连接，所述压力检测模块用于检测触控屏被按压的压力；所述终端至少包括第二处理器以及扬声器，所述信号输入装置与所述终端通讯连接。
进一步的，所述第一处理器上还连接有姿态传感器，所述姿态传感器用于检测所述触控屏运动状态。
进一步的，所述压力检测模块设置为薄膜压力传感器。
进一步的，所述触控屏自上而下依次包括：盖板层、TF层、显示屏层以及薄膜层。
本发明可以根据用户按压触摸屏的力度来发出不同的乐音，使智能乐器可以更加真实地模仿乐器演奏，从而更加丰富的表达用户的情感。
附图说明
图1为本发明实施例1的方法流程图
图2为本发明智能乐器结构组成示意图；
图3为本发明薄膜压力传感器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明进一步详细说明。
实施例1
本实施例公开了一种智能乐器的演奏方法，如图1所示，包括以下步骤：
接收由触控屏上不同按键区域输入的第一信号；其中，所述触控屏上设置有若干个按键区域，触摸不同的按键区域可生成不同的第一信号；例如在模仿钢琴时，触控屏上课设置8个不同的按键区域，分别模拟钢琴键上的do、re、mi、fa、so、la、si、do，触摸不同的区域会生成不同的第一信号，该第一信号在终端经过解析后可生产对应的乐音。
接收在第一信号生成同时所述触控屏由于受到不同的按压压力所产生的第二信号，其中，所述触控屏下设置有压力检测单元；
压力检测单元用于检测用户触摸触控屏时所施加的压力，从而根据压力大小来实现不同的演奏效果。
将第一信号和第二信号发送到终端；其中所述终端与所述触控屏一体设置，且所述终端与所述触控屏通讯连接；或，所述终端与所述触控屏相互独立设置，且所述触控屏与所述终端通讯连接；
在一个实施例中，终端可以为手机、平板电脑、PC、笔记本电脑等，触控屏上所连接的处理器与终端无线通讯连接，例如通过RF通讯连接或通过蓝牙通讯连接。
在另一个实施例中，终端可以与触控屏一体设置，终端与触控屏两者通过有线方式通讯连接。
根据第一信号和第二信号生成对应的乐音并进行播放，其中所述第一信号决定乐音的音高，所述第二信号决定所述乐音的音量。
作为可变换的实施方式，本发明实施例1及其可变换的实施方式可进一步设置为：在所述接收由触控屏上不同按键区域输入的第一信号之前，还包括以下步骤：
接收姿态传感器输出的第三信号，
根据所述第三信号确定所述第三信号对应的音区。
该步骤用于在演奏开始之前确定音区，例如模拟钢琴时分为低音区、中音区和高音区，姿态传感器连接在触控屏上，可以检测触控屏的运动状态，通过对姿态传感器的运动状态的分析，来确定不同的音区。在一个实施例中，通过检测姿态传感器的角移动数据确定不同的音区，用户可手持触控屏进行操作，并以肘关节为轴心，当触控屏在水平方向上转动一定的角度后(该角度由姿态传感器测得)，确定触控屏所处于的音区，例如，在水平方向以肘关节为中心，按照每15°分为一个音区，则在演奏开始之前，用户需要在45°的范围内先确定音区，当触摸触控屏上的按键区域时，可发出该音区中该按键区域所对应的音高。
作为可变换的实施方式，本实施例及其可变换的实施方式所提供的方法还可以进一步选择性设置为：在根据第一信号和第二信号生成对应的乐音并进行播放之后，还包括以下步骤：
计算所述触控屏上被按压区域的持续按压时间t1，
判断时间t1是否大于预设的时间阈值t0；
当t1大于t0时，使生成的乐音延长播放。
上述步骤用于在智能乐器模拟某些种类的乐器时(如钢琴、电子琴或管弦类乐器例如笛子等)，模仿长音的方法，当检测到用户触摸按键的持续时间超过预设阈值后，例如将该阈值设置为500ms，持续播放所对应的乐音，相反，在用户点击触控屏之后手指迅速离开该触控按键区域，则为瞬时发出的乐音。通过该方法更加真实地模仿传统乐器。
在一个实施例中，所述压力检测装置为薄膜压力传感器。
实施例2：
本实施例公开了一种智能乐器，如图2所示，包括信号输入装置以及终端，所述信号输入装置至少包括：触控屏101、第一处理器102以及压力检测模块103，所述触控屏101以及所述压力检测装置102均与所述第一处理器102连接，所述压力检测模块用于检测触控屏被按压的压力；所述终端至少包括第二处理器105以及扬声器104，所述信号输入装置与所述终端通讯连接。
信号输入装置可做任何便于用户使用、携带的形状，在一个实施例中，可将信号输入装置做成手环形状，触控屏通过表带固定，用户在演奏时可以将表带套在手掌上，通过拇指进行演奏。在不进行演奏时，还可将将其作为传统手环的方式佩戴于腕部，集成心率检测、钟表等功能更为实用。
触控屏101上设置有多组触控区域，例如在一个实施例中，在触控屏上设置8组触控区域，用来模拟do、re、mi、fa、so、la、si、do八个音高。用户每按下一个触控区域，都对应一个音高，处理器接将不同区域的信号发送到终端后，由终端进行解析并播放对应的乐音。
在一个实施例中，终端可以为手机、平板电脑、PC、笔记本电脑等，触控屏上所连接的处理器与终端无线通讯连接，例如通过RF通讯连接或通过蓝牙通讯连接。
作为可变换的实施方式，本实施例及其可变换的实施方式可进一步选择性设置为：所述第一处理器上还连接有姿态传感器，所述姿态传感器用于检测所述触控屏运动状态。
具体地，所述姿态传感器一可以为九轴MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem，微电子机械系统)传感器；九轴MEMS传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度计及三轴电子罗盘。可以理解的是，所述姿态传感器或者可以为六轴MEMS传感器；六轴MEMS传感器包括三轴陀螺仪及三轴加速度计，可以对用户的旋转、角位移、晃动等多种手势进行识别检测。
作为可变换的实施方式，本实施例及其可变换的实施方式可进一步选择性设置为：所述压力检测模块设置为薄膜压力传感器。如图X所示，所述触控屏自上而下依次包括：盖板层201、TF层202、显示屏层203以及薄膜层204。在薄膜层204下方设置有凸起层205，盖板层201、TF层202、显示屏层203以及薄膜层204均与触控屏的外部框架属于可活动连接，盖板层201、TF层202、显示屏层203以及薄膜层204与外部框架可以在竖直方向上(屏幕数值朝上时)在很小的范围内(为毫米级或微米级)移动，并且盖板层201、TF层202、显示屏层203以及薄膜层204通过限位装置与外部框架进行锁死，使得触摸屏不会脱离框架。当盖板层201被按压时，压力传送到薄膜层204上，而最下方的凸起层205与外部框架固定连接，是不可活动，因此薄膜受到压力会压向凸起，薄膜底部在凸起的作用下发生形变，薄膜上的控制电路(例如惠斯通电桥)输出信号经经过转换后生产对应的压力值信号。通过该结构本发明的触控屏可将压力检测控制在50g甚至更高的分辨率。
实施例3
本实施例提供了智能乐器在模拟乐器演奏时的其他控制方法，
颤音的确定：以肘关节为轴心，智能乐器绕X轴转动给出的循环往复角位移数据，通过测定姿态传感器的转动频率和周期，作为模拟乐器的颤音数据，传输到第二处理器中作为演奏参数；
滑音的确定：智能乐器演奏时以小手臂的关节为轴心，绕Y轴转动(即垂直方向)用来确定不同的把位，而滑音也是绕Y轴转动，区别是先按下第一组按键再移动即为滑音，如果第一组按键没有按下，移动乐器只是寻找相应的把位区域，并没有产生实际的演奏数据，当按下第一组按键并绕Y轴转动，第一处理器采集微感琴体位置，作为滑音的起点，在此处的音高就是滑音的开始，当智能乐器绕Y轴移动结束时，根据移动的角度大小由软件确定滑音结束时的音高，这样从滑音的起点开始，实时传输姿态传感器产生的滑音位移数据(上滑、下滑和滑动范围)，通过软件算法确定滑音的幅度，直到滑音结束，得到终止时的音高，完成了从起点到终点的滑音演奏过程；
在使用时，在每个手指第一组按键下面连接第一组微型振动马达和发光二极管，在学习特定乐曲时由第一微处理器软件程序给出提醒音高(微振动提醒)和发光二极管给出空间把位提醒，使学习者感知到应按的按键和空间的把位，有利于初学练习。采用蓝牙模块，将演奏数据发送到带有蓝牙功能的移动设备或电脑设备中.在这些设备上运行演奏数据处理程序，并根据软件算法进行音效调整，将演奏数据按相应的音频播放出来，模拟了弓弦类乐器的演奏效果。通过互联网技术，使演奏者在网络上实现乐曲的独奏、合奏，共同参与和共同享受。同时在网络云平台服务器上，使音色共享，演奏乐曲共享，实现乐曲的上传、记录和管理等。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，本发明的保护范围以权利要求为准。

Claims (8)

1.一种智能乐器演奏方法，其特征在于：包括以下步骤：
接收由触控屏上不同按键区域输入的第一信号；其中，所述触控屏上设置有若干个按键区域，触摸不同的按键区域可生成不同的第一信号；
接收在第一信号生成同时所述触控屏由于受到不同的按压压力所产生的第二信号，其中，所述触控屏下设置有压力检测单元；
将第一信号和第二信号发送到终端；其中所述终端与所述触控屏一体设置，且所述终端与所述触控屏通讯连接；或，所述终端与所述触控屏相互独立设置，且所述触控屏与所述终端通讯连接；
根据第一信号和第二信号生成对应的乐音并进行播放，其中所述第一信号决定乐音的音高，所述第二信号决定所述乐音的音量。
2.根据权利要求所述的方法，其特征在于：在所述接收由触控屏上不同按键区域输入的第一信号之前，还包括以下步骤：
接收姿态传感器输出的第三信号，
根据所述第三信号确定所述第三信号对应的音区。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在根据第一信号和第二信号生成对应的乐音并进行播放之后，还包括以下步骤：
计算所述触控屏上被按压区域的持续按压时间t1，
判断时间t1是否大于预设的时间阈值t0；
当t1大于t0时，使生成的乐音延长播放。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述压力检测装置为薄膜压力传感器。
5.一种智能乐器，其特征在于：包括信号输入装置以及终端，所述信号输入装置至少包括：触控屏、第一处理器以及压力检测模块，所述触控屏以及所述压力检测装置均与所述第一处理器连接，所述压力检测模块用于检测触控屏被按压的压力；所述终端至少包括第二处理器以及扬声器，所述信号输入装置与所述终端通讯连接。
6.根据权利要求5所述的智能乐器，其特征在于：所述第一处理器上还连接有姿态传感器，所述姿态传感器用于检测所述触控屏运动状态。
7.根据权利要求5所述的智能乐器，其特征在于：所述压力检测模块设置为薄膜压力传感器。
8.根据权利要求5所述的智能乐器，其特征在于：所述触控屏自上而下依次包括：盖板层、TF层、显示屏层以及薄膜层。
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