CN202694620U - 便携式乐器辅助学习装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型描述了一种便携式乐器辅助学习装置,其特征在于:装置包括主机和扫描笔,还包括显示装置、触摸输入装置、扬声器、耳机接口、USB接口和电源开关;所述的主机部分包括嵌入式处理器、SDRAM芯片、NAND FLASH芯片、可充电电池、电源管理模块和音频硬解码芯片;所述的电源管理模块为整个装置各个部分提供电源,同时管理可充电电池的充放电过程;扫描笔与主机之间使用连接电缆连接。装置的主要功能为扫描纸上的五线谱图像,然后生成标准的MIDI文件保存便于后续编辑,并可将其转化为相应的音乐播放出来。
Description
技术领域
本实用新型所属技术领域为电子信息技术,尤其涉及嵌入式硬件设计及软件设计,图像采集及图像识别技术。
背景技术
图像传感器可配合光学成像透镜即可实现对外界图像的采集,将图像信号转变为数字信号送入处理器进行处理。
MIDI是一种电子乐器之间以及电子乐器与电脑之间的统一交流协议。很多流行的游戏、娱乐软件中都有不少以MID、RMI为扩展名的MIDI格式音乐文件。MIDI文件是一种描述性的数据文件,它将所要演奏的乐曲信息用字节进行描述。
MIDI要形成电脑音乐必须通过合成。在播放时,根据MIDI文件记录的乐曲信息向波表发出指令,从“表格”中逐一找出对应的声音信息,经过合成、加工后回放出来。理论上,波表容量越大合成效果越好。根据取样文件放置位置和由专用微处理器或CPU来处理的不同,波表合成又常被分为软波表和硬波表。
嵌入式技术在当今越来越快的发展,目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向。
硬件方面,不仅有各大公司的微处理器芯片,还有用于学习和研发的各种配套开发包。目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究,已经相对比较成熟,实现各种功能的芯片应有尽有。而且巨大的市场需求给我们提供了学习研发的资金和技术力量。
从软件方面讲,也有相当部分的成熟软件系统,如WinCE,Linux等。同时由于是研究热点,所以我们可以在网上找到各种各样的免费资源,从各大厂商的开发文档,到各种驱动,程序源代码。这对于我们从事这方面的研发,无疑是个资源宝库。
实用新型内容
本实用新型专利描述了一种便携式乐器辅助学习装置。
一种便携式乐器辅助学习装置,其特征在于:
装置包括主机和扫描笔,还包括显示装置、触摸输入装置、扬声器、耳机接口、USB接口和电源开关;所述的主机部分包括嵌入式处理器、SDRAM芯片、NAND FLASH芯片、可充电电池、电源管理模块和音频硬解码芯片;所述的电源管理模块为整个装置各个部分提供电源,同时管理可充电电池的充放电过程;
扫描笔与主机之间使用连接电缆连接。
扫描笔部分包括图像传感器、成像透镜、补光LED、按钮以及辅助电路等。
装置的主要功能为扫描纸上的五线谱图像,然后生成标准的MIDI文件保存便于后续编辑,并可将其转化为相应的音乐播放出来。
附图说明
图1为装置的总体示意图;
图2为装置的硬件结构示意图;
图3为扫描笔硬件结构图;
具体实施方式
本实用新型描述的一种基于嵌入式技术实现的乐器辅助学习装置,实现了一款可以将纸质乐谱转化为标准midi序列文件,并可根据用户选定参数播放的便携式乐器辅助学习装置。
为使本装置技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本装置进一步详细说明。
装置总体示意图如图1所示,包括主机及扫描笔等部分,主机与扫描笔之间用电缆连接。主机上附带有显示装置、触摸输入装置、扬声器及耳机接口、USB接口,电源开关等。
装置的硬件结构图如图2所示,主机部分如点划线内所示,嵌入式处理器采用三星公司的ARM9处理器S3C2440,运行主频400MHz,外围连接64M的SDRAM作为处理器运行时需要的运行内存和大容量NAND FLASH作为海量数据存储器,用触摸屏作为显示及用户输入部件。音频解码播放采用荷兰VLSI公司出品的一款单芯片的MP3/WMA/MIDI音频解码芯片VS1003实现,VS1003与S3C2440之间使用SPI总线进行通讯。主机中包括电源管理部分,使用专用的锂电池管理芯片实现,管理电池的充放电功能。同时提供USB从接口以连接数据线和充电器。
扫描笔如图3所示,主要包括图像传感器和辅助电路等,图像传感器采用OV7670CMOS数字图像传感器,辅助电路用CPLD(复杂可编程逻辑器件)实现,用于扫描按钮的处理以及图像传感器输出数据的初步处理,将图像数据通过连接电缆发送给主机。图像传感器前安装有成像透镜及补光LED。
装置开机后进行初始化及自检后进入待命模式,在触摸屏上显示功能菜单及版本信息。如果在设定时间内没有任何动作,则会自动关闭屏幕或关机以节省功耗。
在待命模式中若用户连接USB线至PC机,则进入文件传输模式,PC机可访问装置内部Flash存储器以进行文件读写操作。
下面描述纸质乐谱的输入、识别、转换存储及播放过程:
需要扫描输入乐谱时,用户首先需要将扫描笔头贴在要扫描的乐谱的起始位置,笔头中线对准五线谱中间的谱线,然后按住扫描笔上的按钮即进入扫描模式。之后用户保持扫描笔头与纸面的接触,同时以一定的速度匀速扫过需要录入的乐谱。在一行乐谱结尾后松开扫描笔上的按钮,将笔头移至下一行开头,重复上述过程进行下一行的扫描。与此同时主机会处理扫描笔传回的图像数据,将扫描的图像进行拼接并做二值化处理,滤除由于扫描笔移动造成的图像抖动和孤立的噪点,最终用应用层软件拼接成完整的长条状黑白乐谱图像。同时屏幕上会提示当前内存余量,避免扫描长度过长丢失信息。
当用户完成一整次扫描后,即可通过触摸屏操作装置,使主机开始进行图像识别,按顺序识别出音符的音高和音长后按照MIDI文件格式的规定,将音符翻译成MIDI事件代码,加上MIDI文件头和音轨头,生成MIDI文件存储在内部的大容量NANDFLASH存储器中。
然后,用户即可根据自己的需要选择是否改变MIDI序列文件中音色信息,处理器会将MIDI码流用MIDI硬解码芯片VS1003进行解码,产生音频信号通过扬声器或耳机输出音频信号。
用户还可以将生成的MIDI文件通过USB数据线传输到PC机上用进行后续编辑。将装置的USB线连接至PC机,PC机识别装置为移动存储设备,即可将识别后生成的MIDI序列文件复制至PC机上。
以上所述,仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种便携式乐器辅助学习装置,其特征在于:
装置包括主机和扫描笔,还包括显示装置、触摸输入装置、扬声器、耳机接口、USB接口和电源开关;
所述的主机部分包括嵌入式处理器、SDRAM芯片、NAND FLASH芯片、可充电电池、电源管理模块和音频硬解码芯片;所述的电源管理模块为整个装置各个部分提供电源,同时管理可充电电池的充放电过程;
扫描笔与主机之间使用连接电缆连接。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201220168300 CN202694620U (zh) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | 便携式乐器辅助学习装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN 201220168300 CN202694620U (zh) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | 便携式乐器辅助学习装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN202694620U true CN202694620U (zh) | 2013-01-23 |
Family
ID=47550203
Family Applications (1)
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CN 201220168300 Expired - Fee Related CN202694620U (zh) | 2012-04-19 | 2012-04-19 | 便携式乐器辅助学习装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN (1) | CN202694620U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013225016A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Tokyo Metropolitan Univ | 演奏システム及びプログラム |
CN105185190A (zh) * | 2015-08-05 | 2015-12-23 | 西安音乐学院 | 一种基于omr技术的便携式钢琴伴奏装置 |
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2012
- 2012-04-19 CN CN 201220168300 patent/CN202694620U/zh not_active Expired - Fee Related
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JP2013225016A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Tokyo Metropolitan Univ | 演奏システム及びプログラム |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130123 Termination date: 20130419 |