JP2024507132A - 楽器教習システム、方法及び可読記憶媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は、楽器教習システム、方法及び可読記憶媒体を開示する。楽器教習システム（１００）は、楽器に配置されており且つ学習者が演奏中に楽器を演奏操作することによって発生した訓練信号を取得するように構成される訓練モジュール（１１０）と、楽器を演奏操作することによって発生した基準信号を記憶するように構成される記憶モジュール（１３０）と、訓練信号と基準信号との照合に基づいて学習者の演奏操作を補正するための補正信号を生成するように構成される処理モジュールであって、補正信号が少なくとも一つの補正操作に関連する処理モジュール（１２０）と、楽器に配置されており、且つ処理モジュール（１２０）からの補正信号を受信し、及び学習者が該当する補正操作を実行するのを支援するように、学習者に補正信号を視覚的に提示するように構成される補正モジュール（１４０）とを含む。【選択図】図１

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０２１年４月１９日に出願された、出願番号が２０２１１０４１９３６９６であり、名称が「楽器教習システム、方法及び可読記憶媒体」である中国特許出願の優先権を主張している。

本発明は、一般的に音楽教習分野に関する。より具体的には、本発明は、楽器教習システム、方法及びコンピュータ可読記憶媒体に関する。

従来の楽器教習方式は、教師と学習者が対面して現場で教習することが多い。インターネット科学技術の発展に伴い、オンライン教習は、新興の楽器教習方式となり、オンライン教習は、主に３つの方式がある。１．動画で教師による教材の説明を生放送し、学習者は、自分の楽器で練習し、教師は、学習者の演奏を見て聴取し、且つ動画の方式で学習者の演奏を遠隔指導すること、２．予め録画した教師による教材の説明を動画で再生し、学習者は、自分の楽器で練習し、教師は、学習者の演奏を見ない及び／又は聴取しないこと、３．教師による教材の説明を動画で再生し、ここで、動画には、弾奏楽器に対する操作提示が含まれるとともに、学習者は、動画の提示に応じて対応する位置を弾奏することである。

上記従来の楽器教習方式とオンライン教習方式には、多くの欠点がある。具体的には、従来の教習方式では、教師と学習者が同時に在席することが要求されるため、学習者が教師の現場指導から離れて独自に練習することは、容易ではない。また、オンライン教習方式は、学習者に直感的な、楽器に直接反映された指導情報を取得させることができないため、実際に遠隔インタラクティブ教習を実現することができず、それによって学習者の楽器弾奏能力の向上には非常に限られている。

上記背景技術のうちの少なくとも一つ又は複数の問題を解決するために、本発明は、楽器教習システム、方法及びコンピュータ可読記憶媒体を提供する。本発明による方案によれば、演奏訓練を行う学習者は、自分の演奏中における不足と改良する必要のある点をリアルタイムで発見することができ、それによって演奏学習の成果を大幅に向上させることができる。これに基づいて、本発明は、複数の態様において以下のような様々な解決策を提供する。

一つの態様では、本発明は、楽器教習システムを開示する。この楽器教習システムは、前記楽器に配置されており且つ学習者が演奏中に前記楽器を演奏操作することによって発生した訓練信号を取得するように構成される訓練モジュールと、前記楽器を演奏操作することによって発生した基準信号を記憶するように構成される記憶モジュールと、前記訓練信号と基準信号との照合に基づいて前記学習者の演奏操作を補正するための補正信号を生成するように構成される処理モジュールであって、前記補正信号が少なくとも一つの補正操作に関連する処理モジュールと、前記楽器に配置されており、且つ前記処理モジュールからの前記補正信号を受信し、及び前記学習者が該当する補正操作を実行するのを支援するように、前記学習者に前記補正信号を視覚的に提示するように構成される補正モジュールとを含む。

一つの実施例では、前記補正モジュールは、前記楽器に配置されており、異なる発光モードで前記学習者に異なる補正操作を指示する発光アセンブリを含む。

別の実施例では、前記補正信号は、学習者が前記楽器を演奏操作する位置、強弱とリズムのうちの一つ又は複数を補正するための補正信号を含む。

さらなる別の実施例では、前記訓練モジュールは、前記楽器弾奏領域又は打撃領域に配置されており、学習者の前記弾奏領域又は打撃領域における前記演奏操作を検出し且つ対応する訓練信号を生成するように構成される検出回路を含む。

一つの実施例では、前記検出回路は、振動センサ、微小電気機械システムセンサ、磁気誘導回路、静電容量誘導回路、超音波センサ及び光センサのうちの一つ又は複数を含む。

別の実施例では、前記訓練モジュールは、学習者が前記弾奏領域又は打撃領域に対して演奏操作を行う時のリズム信号を収集するように構成されるタイマを含む。

さらなる別の実施例では、ここで、前記補正モジュールは、前記楽器に適合する形状を有し且つ前記楽器と取り外し可能に接続されている。

一つの実施例では、前記楽器教習システムは、前記学習者に前記学習者の演奏を指導するための演奏指示情報及び／又は補正信号を出力するように構成される表示端末をさらに含み、ここで、前記記憶モジュール及び／又は処理モジュールは、クラウドサーバに配置されている。

別の態様では、本発明は、楽器教習に用いられる方法をさらに開示する。この方法は、前記楽器において学習者が演奏中に前記楽器を演奏操作することによって発生した訓練信号を収集することと、前記訓練信号と基準信号に基づいて前記学習者の演奏操作を補正するための補正信号を生成することであって、前記補正信号が少なくとも一つの補正操作に関連し、且つ前記基準信号が、前記楽器を演奏操作することによって発生した信号であることと、前記楽器において前記補正信号を受信し且つ前記学習者が該当する補正操作を実行するのを支援するように、前記学習者に前記補正信号を視覚的に提示することとを含む。

別の態様では、本発明は、コンピュータ可読記憶媒体をさらに開示し、このコンピュータ可読記憶媒体は、楽器教習に用いられるプログラム命令を含み、前記プログラム命令がプロセッサによって実行される時、前述した楽器教習に用いられる方法を実現する。

本発明の上記複数の態様に記載された方案及びその実施例によれば、本発明のシステムを利用する学習者は、教師の現場指導を離れて独自に演奏訓練を行うことができる。訓練中に、学習者は、本発明のシステムの補正モジュールによって自分の演奏状況、例えば演奏の正確性、ミスの有無及びミスの原因をリアルタイム且つ正確に理解することができる。さらに、補正モジュールによって、学習者は、前述したミスをどのように克服し且つ自分の演奏レベルを狙い通りに上げるかを知ることもできる。また、本発明のシステムの補正モードが学習者に視覚的に指示されるため、学習者は、どのように自分の演奏エラーを補正して、自分の演奏レベルを上げるかを理解しやすくなる。

図面を参照して以下の詳細な記述を読むことによって、本発明の上記特徴をより良く理解できるとともに、その多くの目的、特徴と利点は、当業者にとって自明である。以下の記述における図面は、ただ本発明のいくつかの実施例にすぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもでき、ここで、
本発明の実施例による楽器教習システムを示す構成概略ブロック図である。 本発明の別の実施例による楽器教習システムを示す構成概略ブロック図である。 本発明の実施例によるピアノ型楽器の鍵領域を示す例示的な構造概略図である。 本発明の実施例によるドラム型楽器の打撃領域を示す例示的な構造概略図である。 本発明の実施例による発光アセンブリを示す例示的な構造図である。 本発明の実施例による楽器教習方法を示すフローチャートである。

以下は、本発明の実施例における図面を結び付けながら、本発明の実施例における技術案を明確かつ完全に記述する。明らかに、記述された実施例は、本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本発明における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例は、本発明の保護範囲に属する。

インターネット科学技術の発展に伴い、オンライン教習は、新興の楽器教習方式となる。従来の教習方式と比べて、オンライン遠隔動画教習の方式は、教師と学習者が同時に同一場所で教習活動を行うことを要求しなくなるが、同時に教師が学習者の演奏中における具体的な操作情報、例えば弾奏の具体的な位置、強弱などを全面的に取得できないという問題が存在し、これらの細かな情報は、オンライン遠隔動画によって正確に取得できないとともに、楽器で学習者への直接指導を実現することができない。本発明は、上記バックグラウンドに基づいて、楽器教習システムを設計した。このシステムにおける楽器を改良し、例えば楽器において演奏信号を収集し且つ演奏を補正するための複数のモジュールを配置することにより、本発明のシステムは、学習者の訓練時の演奏状況をリアルタイムで取得するとともに、直感的且つタイムリーに学習者を指導することを実現することができ、それによってその演奏レベルを向上させることを容易にする。

以下は、図面を結び付けながら本発明の複数の実施例を詳細に記述する。

図１は、本発明の実施例による楽器教習システム１００を示す構成概略ブロック図である。

図１に示すように、本発明の楽器教習システム１００は、訓練モジュール１１０と、処理モジュール１２０と、記憶モジュール１３０と補正モジュール１４０とを含んでもよい。一つの実施例では、訓練モジュールは、楽器上に配置されてもよく、学習者が演奏中に上記楽器の演奏操作を行うことによって発生した訓練信号をリアルタイムで収集するために用いられる。記憶モジュールは、楽器を演奏操作することによって発生した基準信号を記憶するために用いられる。処理モジュールは、前述訓練信号と基準信号とを照合することによって、学習者の演奏操作を補正するための補正信号を生成するために用いられ、ここで、補正信号が少なくとも一つの補正操作に関連し、補正操作は、例えば鍵を押すか、ドラム面を打撃するか又は弦を弾くなどを含んでもよい。補正モジュールは、楽器上に配置されており、それは、上記処理モジュールからの補正信号を受信し、そして学習者が該当する補正操作を実行するのを指導するように、学習者に補正信号を視覚的に提示するために用いられる。

図２は、本発明の別の実施例による楽器教習システム２００を示す構成概略ブロック図である。

図２に示すように、この楽器教習システム２００は、訓練モジュール１１０と、処理モジュール１２０と、記憶モジュール１３０と補正モジュール１４０とを含んでもよい。一つの実施の形態では、前述訓練モジュール１１０は、検出回路１１０－１を含んでもよく、この検出回路は、学習者の楽器の弾奏領域又は打撃領域における演奏操作を検出し且つ対応する訓練信号を生成するために用いられる。一つの実施例では、この検出回路は、学習者による楽器の演奏操作を検知又は検出するように、振動センサ１１０－１１、微小電気機械システムセンサ１１０－１２、磁気誘導回路１１０－１３と光センサ１１０－１４のうちの一つ又は複数センサを含んでもよい。異なる実施シナリオに応じて、上記検出回路は、鍵が押圧されるか又はドラム面が打撃される強弱、位置と時間などの情報をリアルタイムで取得するように、楽器の弾奏領域又は打撃領域の下部、例えばピアノ型楽器の鍵又はドラム型楽器のドラム面などの下部に配置されてもよい。

一つの実施例では、上記記憶モジュール１３０に記憶された基準信号は、まず、教示信号群を取得することによって生成されてもよい。一つの実現シナリオでは、豊富な演奏経験を有する演奏者が、本発明の訓練モジュールが配置された楽器上で、ある楽曲を演奏するとともに、演奏者が楽器上で行う演奏動作（例えば毎回の押圧、打撃又はタッチ）ごとに一つの教示信号が生成されてもよい。それによって、この楽曲を演奏するたびに、この楽曲の一組の教示信号が生成され、この組の教示信号は、この楽曲の教示信号群である。複数回演奏した後、訓練モジュールによってこの楽曲の複数組の教示信号群を得ることができる。次に、前述した複数組の教示信号群に基づいて基準信号を生成してもよい。一つの実現方式では、前述複数組の教示信号群をサンプルとして利用し、各演奏動作の教示信号を正規分布法で処理してもよく、それによってこの楽曲を演奏する一組の基準信号、即ち本発明のコンテキストでいう基準信号を得ることができる。

理解できるように、本発明の訓練モジュールを用いて信号の収集を行うため、上記教示信号群と後期に得られる基準信号は、いずれもそれぞれ異なる時点での楽器の演奏操作に対応して発生した演奏信号の集合と見なされてもよい。さらに、上記方式で得られた基準信号は、標準的な又はプロに認められた演奏操作と見なされてもよい。また、基準信号を得る上記の方式も、制限的ではなく、ただ例示的なものにすぎず、異なる応用シナリオ又は実際の条件に応じて異なる方式を取ることができる。例えば、学習者の演奏不足を補正するために、演奏教師が本発明の訓練模モジュールを利用して演奏した後の楽曲を直接基準信号としてもよい。

一つの実施例では、前述処理モジュール１２０は、分析、判断と計算能力を有するチップ又は回路によって構成されてもよく、その具体的な作動フローは、例示的に以下のように行われてもよい。まず、学習者の演奏時に収集した訓練信号と上述の検討した基準信号とを比較分析する。異なる実現方式によって、ここでの比較分析は、楽曲の演奏長さに関してもよい。学習者がマリンバを演奏することを例にして、学習者がマリンバを使用して時間長が１分間である四四ビート楽譜を練習する場合、各ビートの時間長は、一秒であるとともに、各ビートにおいて、本発明の訓練モジュールは、訓練信号を記録する。この時間長が１分間である演奏が終了した後、訓練モジュールによって収集された時間長が１分間である訓練信号と上記基準信号とを比較分析してもよい。この比較分析は、１秒毎又は１ビート毎の照合、即ち各ビートにおいて訓練信号と基準信号とを比較分析してもよい。１分間内に標準的な基準信号が６０個であるが、訓練モジュールによって収集された訓練信号が５０個であるとすると、処理モジュールは、数の比較によって学習者のその１分間内の演奏にミスがあると決定し、それによって対応する補正信号を生成する。比較分析の演奏時間長は、学習者の能力に応じて調整することができる。例えば、初級学習者に対して、各音符の演奏が終了した直後に比較分析を行い、補正信号を生成してもよい。しかしながら、高級学習者（初級学習者に比べて誤りの確率が少ない）に対して、全楽曲の演奏が終了した後に処理モジュールは、比較分析して、補正信号を生成してもよい。最後に、処理モジュールは、基準信号と照合して生成された補正信号を補正モジュールに送信してもよい。

さらに学習者がドラムを打撃して演奏訓練を行うことを例にして、学習者がドラム面を打撃する強弱及び／又は位置が正しくない場合、本発明の訓練モジュールは、基準信号と異なる訓練信号が発生する。言い換えれば、訓練モジュールは、打撃中におけるミスの強弱及び／又は位置情報を含む訓練信号を収集する。次に、例えば遠端に位置する処理モジュールに基づいて、時間次元及び／又は座標次元において訓練信号と以前にすでに記憶された基準信号とを比較してもよく、それによってドラム面を打撃する正しい強弱と位置の補正信号を生成する。

上記から分かるように、上記の例示的な作動フローにおいて、処理モジュールは、教師が学習者の演奏操作と標準的な演奏操作とを比較することによって、学習者の正しくない操作を発見することに相当する役割を果たす。さらに、前述の正しくない演奏操作に対して正しい演奏指導、及び追加全体評価を与えることができる。

一つの実施の形態では、上記補正モジュール１４０は、発光アセンブリ１４０－１を含んでもよく、それは、発光アセンブリが発光する形式で学習者の操作を補正することができる。例えば、学習者がある時点である鍵を押圧すべきであるが、学習者の誤操作により、この鍵が所定の時点で押圧されなかった場合、この鍵の上部に配置された発光アセンブリは点灯され、正しい操作がこの鍵を押圧すべきであることを学習者に注意する。

理解できるように、学習者に伝達される視覚的な補正信号は、教師が学習者の正しくない操作に対して提案した指導意見に相当する。このような方式によって、学習者は、独自に訓練する時も依然として楽器に直接フィードバックされる直感的な指導意見をリアルタイムで受信することができる。この学習者の実際の演奏操作情報は、他の経路ではなく楽器から得られたものであるため、収集されたこの学習者の実際の演奏操作情報は、より正確であり、それによって学習者にフィードバックされる補正信号は、学習者の演奏不足を補正するのにより正確と効果的である。また、この指導意見は、学習者の実際の演奏操作情報に基づくものであり、それによってより的確になり、訓練指導の効果がより良くなる。

異なる実施シナリオによれば、本発明の楽器教習システム２００は、表示端末１５０をさらに含んでもよく、この表示端末は、学習者に学習者の演奏を指導するための演奏指示情報及び／又は補正信号を出力するために用いられる。選択的に、上記演奏指示情報及び／又は補正信号は、テキスト信号、オーディオ信号、動画信号又はそれらの組み合わせであってもよい。

図３は、本発明の実施例によるピアノ型楽器の鍵領域３００を示す構造概略図である。

図３に示すように、本発明の実施例のピアノ型楽器の鍵領域３００は、鍵３０１と、検出回路３０２と、支持パネル３０３と、発光アセンブリ３０４とを含んでもよい。具体的には、図３における鍵３０１の下部に配置される検出回路３０２は、振動センサである。さらに、振動センサは、支持パネル３０３上に配置される。また、鍵の上部には、発光アセンブリ３０４が配置されている。

一つの実施例では、鍵がタッチされると、鍵の下部の振動センサは、該当する機械的振動量を得、この機械的振動エネルギーは、振動センサの機械的部分によって受信されて、変換に適した別の機械的振動量を形成する。最後に、振動センサの電気機械変換部分によって機械的振動量が電気信号に変換される。さらに、訓練モジュールは、振動センサの番号によってタッチされた鍵の位置を得るとともに、振動センサにより出力された電気信号によって鍵をタッチした強弱を得、さらに位置信号と強弱信号を出力することができ、この時に検出回路により収集された訓練信号は、位置信号と強弱信号とを含む。

異なる応用シナリオでは、検出回路は、圧力センサ、磁気誘導回路、静電容量誘導回路、超音波センサ及び光センサのうちの一つ又は複数であってもよく、ここで、検出回路の種類、数とレイアウトは、楽器のタイプに応じて構成されてもよい。例えば、ギターや箏などの、弦を弾くことを主とする楽器の場合、検出回路は、光センサであってもよく、このようなセンサは、弦付近の光の変化によって弦が弾かれた位置と時間を感知する。また、ドラム型楽器の検出回路は、磁気誘導回路などであってもよい。

図４は、本発明の実施例によるドラム型楽器の打撃領域４００を示す構造概略図である。

図４に示すように、本発明の実施例のドラム型楽器の打撃領域４００は、ドラム面４０１、検出回路４０２と支持パネルなどを含んでもよく、ここで、検出回路は、学習者がドラム面を打撃することによって発生する信号をより良く検出するために、ドラム面の下方に密着して配置されてもよい。

図４に示すように、一つの実施例では、図４における検出回路４０２は、磁気誘導領域であってもよい。一つのシナリオでは、各磁気誘導領域は、磁気誘導領域がトリガーされる時に関連する上記磁気誘導信号が発生するために、それぞれの磁気誘導回路を含んでもよい。上記磁気誘導回路は、磁気誘導コイルからなる回路（図４において磁気誘導コイルを格子状に表す）を含んでもよい。磁気誘導コイルに通電すると、電磁誘導原理に基づいて、磁気誘導領域に励起交番電磁界が発生する。さらに、磁気誘導領域がトリガーされると、その交番磁界の磁束が変化し、訓練モジュールは、磁束量の変化計算によって磁気誘導領域が位置する位置を得、さらに位置信号を出力することができる。

さらに、訓練モジュールは、磁束量の変化を計算することによって学習者の実際の操作の方式を決定することもできる。楽器によって操作方式が異なり、本実施例のドラム型楽器の操作方式は、ドラム面を打撃する、ドラム面をなぞる、又はドラム面を叩くなどの操作を含んでもよい。このような作動モードでは、検出回路によって収集された訓練信号は、位置信号と操作方式信号とを含んでもよい。また、ドラム面の下部に圧力センサを配置することによってドラム面を打撃する強弱信号を得ることもできる。

一つの実施シナリオでは、上記検出回路は、学習者が演奏中に各時点の操作が正確かどうか、及び全体の演奏時間が合格であるかどうかを検出するために、タイマをさらに含んでもよい。例えば、演奏中の第１８秒にある鍵が押下されるべきであるが、タイマが第１８秒を計時しても、この鍵が押下されなかったことは、学習者の現在の操作が誤っていることを示し、それによって訓練モジュールは、この誤った操作を収集する。例えば、１曲の完全演奏時間が３分２０秒であるが、学習者の実際の演奏時間が３分１８秒であれば、学習者の演奏が不合格であり、そのうちのある／いくつかの時点で間違いなく誤操作が存在することを示す。この時に訓練モジュールは、ある／いくつかの時点で存在する誤操作を収集するとともに、全体の演奏時間差である「２秒」も収集する。また、リズム信号は、各演奏操作の時点であってもよく、学習者の実際の演奏操作があった時点と、対応する基準信号における時点と一致しない場合、この時に学習者のリズムが誤っていることを示す。

訓練信号にとっては、本発明で使用される異なる種類の検出回路は、異なる種類の訓練信号を取得することができ、それによって得られた訓練信号は、多次元の属性を有する。それに応じて、基準信号と補正信号は、多次元であってもよく、ここでの次元は、位置、強弱、操作方式とリズムを含んでもよい。訓練信号、基準信号及び補正信号は、いずれも位置信号、強弱信号、操作方式信号とリズム信号のうちの一つ又は複数を含んでもよい。

一つの実施例では、基準信号が多次元信号である場合、基準信号の生成過程は、以下のとおりである。まず、豊富な演奏経験を有する演奏者は、訓練モジュールが配置された楽器上で、ある楽曲を演奏し、この楽曲を演奏するたびに、一組の訓練信号が生成される。複数回の演奏を行うと、この楽曲の訓練信号が複数組生成される。さらに、上記複数組の訓練信号をサンプルとして、各ステップの操作の訓練信号に含まれる少なくとも一つの次元上の信号を正規分布法で処理することによって、一組のこの楽曲の多次元の基準信号を得る。それに応じて、処理モジュールの具体的な作動フローは、以下のとおりである。まず、訓練信号と基準信号とを少なくとも一つの次元上で比較し、次に基準信号と異なる訓練信号を見つけ出し、最後に、この訓練信号と基準信号とを照合して生成された補正信号を補正モジュールに送信する。

理解できるように、本発明は、学習者をより正確に指導するために、異なる種類の検出回路を使用して学習者の複数の次元の訓練信号を取得することができる。同時に、異なる種類の検出回路は、様々な楽器にも適合することができる。応用シナリオによって、上記楽器は、ピアノ、電子ピアノ、木琴、ビブラフォン、マリンバ、チャイム、ドラムセットとチャイニーズドラムなどの楽器のうちの一つ又は複数であってもよい。

図５は、本発明の実施例による発光アセンブリ５００を示す構造概略図である。

図５に示すように、本発明の発光アセンブリは、第一の発光アセンブリ５０１と、第二の発光アセンブリ５０２と、第三の発光アセンブリ５０３と、第四の発光アセンブリ５０４とを含んでもよい。異なる実施シナリオによれば、上記発光アセンブリの数とレイアウトは、楽器のタイプに応じて構成されてもよい。一つの実施例では、図５における第一の発光アセンブリ、第二の発光アセンブリと第三の発光アセンブリは、ドラム面の下部に配置されてもよく、三者は、互いに円環状に接続されるとともに、ドラム面をドラムエッジ領域、ドラム中央領域とドラムセンター領域に分ける。第一の発光アセンブリが点灯されると、この時に補正信号は、位置信号であり、第一の発光アセンブリが位置する位置を打撃すべきであることを学習者に注意し、同様に、第二の発光アセンブリ又は第三の発光アセンブリが点灯されると、第二の発光アセンブリ又は第三の発光アセンブリが位置する位置を打撃すべきであることを学習者に注意する。

一つの実施例では、第四の発光アセンブリは、ドラム面の側方に配置されてもよく、それは、学習者にドラム面を打撃する強弱を提示する発光アセンブリである。この発光アセンブリは、ランプベルトであり、複数の順に接続された単一ランプを含んでもよい。楽器を演奏する時、ランプベルトの一端から順に単一ランプを点灯させ、点灯された単一ランプが多いほど、強弱信号が強いことを示し、強弱が最大に達する必要がある場合、すべての単一ランプが点灯され、強弱信号を受信していない場合、このランプベルトが点灯されない。

理解できるように、発光アセンブリにとっては、前述補正モジュールは、補正信号を、発光アセンブリを制御する制御信号に変換し、さらに、発光アセンブリは、楽器上に配置されてもよく、それは、この制御信号に基づいて光信号を発することができ、それによって学習者の演奏を直感的かつ直接的に指導することができる。異なる応用シナリオに応じて、補正信号は、様々なタイプを有することができるとともに、様々な補正信号は、異なる制御信号に変換され、さらに発光アセンブリは、この異なる制御信号に基づいて多様化した光信号を発することができ、ここで、異なる光信号は、異なる提示を代表する。楽器を演奏する時、鍵の上部に配置される発光アセンブリの状態によって押圧された鍵が正しいかどうかを学習者に注意することができる。例えば、ある鍵が所定の時点で押圧されていない場合、この鍵の上部の発光アセンブリが点灯され、この時点でこの鍵を押す必要があることを学習者に注意する。また、発光アセンブリは、点灯後一定時間長内に消灯し、この時間長は、例えば０．５秒であってもよい。

異なる応用シナリオでは、発光アセンブリは、単一のランプであってもよく、複数の単一ランプからなるランプ群、又は液晶表示パネル、光ファイバーからなる光アセンブリなどの電気信号又は光信号によって発光できる装置であってもよい。さらに、発光アセンブリは、１つの色のライト又は複数の色のライトを発することができるとともに、色の変換によって学習者に異なる補正信号を伝達することができる。一つの実施例では、ライトがオレンジ色である場合、打撃強弱が大きすぎることを表し、ライトが赤色である場合、操作すべきであるが操作していないことを表し、ライトが黄色である場合、操作強弱が不十分であることを表し、ライトが青色である場合、操作方式が同等でないことを表す。

一つの実施例では、異なる発光アセンブリの形状も異なってもよい。図５に示すように、ここで、第一の発光アセンブリ、第二の発光アセンブリと第三の発光アセンブリの形状は、ドラム面に適合するとともに、ドラム面と取り外し可能に接続されている。本発明の教習システムは、使用者の実際の需要に応じて第一の発光アセンブリ、第二の発光アセンブリ、第三の発光アセンブリと第四の発光アセンブリを異なるドラム面に柔軟に移行することができ、それによってこの楽器教習システムの適合率と利用率を向上させ、販売又はレンタルを容易にする。

上記から分かるように、上記補正信号は、学習者の演奏中における操作位置、強弱、操作方式とリズムなどを補正するために用いられてもよく、且つ発光アセンブリは、異なる発光モードで学習者に異なる補正操作を指示する。本発明の楽器教習システムは、多様化した補正信号によって様々な楽器に適合できるようにし、それによって複数の次元から学習者の演奏を正確に指導することができる。

別の実施例では、前述多様化した補正信号は、発光アセンブリが発光する形式で学習者に伝達されてもよく、前述表示端末によって学習者に伝達されてもよい。この表示端末は、テレビ、コンピュータ、携帯電話又はプロジェクタなどであってもよく、学習者に演奏を指導するための演奏指示情報を出力するために用いられてもよく、学習者に演奏動画を再生するために用いられてもよい。演奏動画には、１、目標楽譜又は音符、２、上記目標楽譜又は音符の表現方法の模範、３、上記目標楽譜又は音符に伴う演奏進捗などの情報が含まれてもよいが、それらに限らない。さらに、上記演奏指示情報と補正信号は、テキスト形式の評価レポートであってもよい。

本発明の楽器教習システムを実際に応用して教習を行う場合、初心者に対して、リアルタイムフィードバックの方式により、初心者が学習中にエラーが発生した時に即座に訂正するように、補正信号を発光アセンブリが発光する方式で学習者にフィードバックしてもよい。また、ある程度経験のある学習者に対して、全体の演奏が終了した後に評価レポートの方式で学習者にフィードバックしてもよく、学習者は、レポートで指摘されたエラーを訂正して練習する。

一つの実施例では、本発明の教習システムの記憶モジュールと処理モジュールは、実際の必要に応じて、スタンドアロンシステム、サーバシステム又はクラウドサーバシステムに配置されてもよい。ここでの記述から分かるように、本発明の記憶モジュールと処理モジュールの配置は、非常に柔軟であり、両者は、ローカルに配置され（即ち楽器と１つの場所に配置され）又は遠端に配置（即ち楽器から遠く離れた距離）されてもよいとともに、両者は、同一場所に配置され、又は分離して配置されてもよい。

図６は、本発明の実施例による楽器教習方法６００を示すフローチャートである。

図６に示すように、一つの実施例では、本発明の楽器教習に用いられる方法６００は、以下のようなステップを含んでもよい。

ステップＳ６０１：上記楽器に配置された検出回路によって、学習者が演奏中に上記楽器の演奏操作を行うことによって発生した訓練信号を収集し、
ステップＳ６０２：訓練モジュールは、上記訓練信号を処理モジュールに送信し、
ステップＳ６０３：処理モジュールは、記憶モジュールから基準信号を取得する。前述したように、ここでの基準信号は、演奏教師が事前に演奏し且つ正しく収集された演奏操作信号であってもよく、
ステップＳ６０４：処理モジュールは、基準信号と訓練信号とを照合する（前述の例示的に記述した様々な必要な分析と処理を含む）ことによって、学習者を補正するための補正信号を得る。一つの実施シナリオでは、時間次元において（即ち同じ時点を基準として）訓練信号と基準信号とを比較してもよい。同一時点における訓練信号が基準信号と異なる場合、学習者の演奏エラーを補正するために、この基準信号を直接に補正信号としてもよく、
ステップＳ６０５：分析後の補正信号を結果として補正モジュールに送信する。ここでの分析結果は、基準信号の具体的なタイプ、例えば位置信号、強弱信号又はリズム信号を含み、また、上記分析結果は、強弱信号の具体的な強弱値をさらに含んでもよく、
ステップＳ６０６：補正モジュールは、上記補正信号を受信するとともに、補正信号を対応する発光アセンブリに送信する。例えば、補正信号が位置信号である場合、この補正信号を、位置を提示するための発光アセンブリに送信し、補正信号が強弱信号である場合、この補正信号を、強弱を提示するための発光アセンブリに送信するとともに、この強弱を提示するための発光アセンブリは、補正信号に含まれる具体的な強弱値に基づいて該当する点灯操作を行い、さらに、発光アセンブリは、補正信号の指示に基づいて発光し、上記学習者に上記補正信号を視覚的に提示して、上記学習者が該当する補正操作を実行するのを支援する。

一つの実施シナリオでは、上記ステップＳ６０４で得られた補正信号は、学習者にリアルタイムでフィードバックされてもよく、即ち学習者に正しくない操作がある場合、即座に発光アセンブリに該当する光を発光させて学習者に提示する。別の実施シナリオでは、処理モジュールは、全楽曲の演奏が終了した後に演奏中に発生した補正信号を集約して評価信号として整合してもよい。一つの実施の形態では、この評価信号は、異なる時点にわたって分散された１組の補正信号を含んでもよい。演奏が終了した後、処理モジュールは、この評価信号に基づいて評価レポートを生成するとともに、この評価レポートを学習者に送信して、評価レポートの形式で学習者に演奏におけるエラーと不足を指摘することができる。

以下では、学習者がピアノで演奏練習することを例にして、本発明の楽器教習システムの作動原理をさらに記述する。説明すべきこととして、以下では、記述を簡略化する目的のために、基準信号を本発明の補正信号と見なすのみであり、即ち訓練信号と基準信号とに相違が存在する場合、学習者の演奏操作を補正するための補正信号として基準信号を直接選択する。さらに、このピアノの各鍵には、いずれも演奏位置を提示するためのＬＥＤランプと、押圧強弱を提示するためのＬＥＤランプベルトとが設置されている。上記ＬＥＤランプベルトは、並列に配列された１０個のＬＥＤランプを含み、ＬＥＤランプベルトのＬＥＤランプがすべて点灯された場合には１ニュートンの力を代表し、９個のランプベルトが点灯された場合には０．９ニュートンの力を代表し、これに基づき類推すると、一つのランプベルトが点灯された場合には０．１ニュートンの力を代表する。鍵の下には、タイマと圧力センサとが配置されている。

まず、学習者が楽曲を１曲演奏し、その演奏中に発生するリズム信号、位置信号と強弱信号は、訓練モジュールにおけるタイマと圧力センサによって収集され、次に、訓練モジュールは、上記リズム信号、位置信号と強弱信号を処理モジュールに送信し、処理モジュールは、記憶モジュールからこの楽曲の基準信号を呼び出し、この基準信号は、同様にリズム信号、位置信号と強弱信号を含む。その後、処理モジュールは、学習者の演奏中の各時点でのリズム信号、位置信号と強弱信号と、同一時点での基準信号におけるリズム信号、位置信号と強弱信号とをそれぞれ比較分析し、即ち訓練信号のリズム信号と基準信号のリズム信号とを比較し、訓練信号の位置信号と基準信号の位置信号とを比較し、訓練信号の強弱信号と基準信号の強弱信号とを比較する。

上記比較分析の結果、訓練信号におけるいずれか一つの次元（この次元は、リズム、位置と強弱を含む）の信号が同一時点での基準信号におけるこの次元の信号と異なる場合、この基準信号におけるこの次元の信号を補正信号とする。例えば、この楽曲の２分５秒目の時点で、学習者は、低音域のＤ鍵を弾奏すべきであるが、タイマと圧力センサにより、この時点で低音域のＣ鍵が押下されたが、低音域のＤ鍵が押下されていないことが検出された場合、この時に訓練信号の位置信号は、基準信号の位置信号と異なる。そのため、補正信号は、２分５秒目の時点での基準信号の位置信号である。さらに、処理モジュールは、この位置信号を補正信号として操作位置を提示するための発光アセンブリ、即ち低音域のＤ鍵の上部にあるＬＥＤランプに発する。最後に、Ｄ鍵の上部にあるＬＥＤランプは発光し、学習者にこの鍵が押下されるべきであることを提示する。

さらに例えば、この楽曲の１分８秒目の時点で、学習者は、１ニュートンの力で低音域のＡ鍵を弾奏すべきであるが、タイマと圧力センサにより、この時点で低音域のＡ鍵が０．５ニュートンの力で押下されたことが検出された場合、この時に訓練信号の強弱信号は、基準信号の強弱信号と異なる。そのため、補正信号は、１分８秒目の時点での基準信号の強弱信号である。さらに、処理モジュールは、この強弱信号（強弱値を含む）を補正信号として操作強弱を提示する発光アセンブリ、即ち低音域のＡ鍵の上部にあるＬＥＤランプベルトに発する。最後に、Ａ鍵の上部にあるＬＥＤランプベルトは、すべて点灯し、学習者に１分８秒目の時点でより大きい力でこの鍵を押圧すべきであることを提示する。

上記方案に基づいて提案した本発明の楽器教習に用いられる方法は、学習者の演奏練習中における訓練信号をリアルタイムで収集するとともに、学習者を指導するための、直感的な補正信号をフィードバックすることにより、学習者は、独自に訓練する時に依然として楽器に直接反応される直感的な指導をリアルタイムで受けることができ、それによって教育と学習の双方向の交流を実現し、良好な教習効果が得られる。

また、本発明は、コンピュータ可読記憶媒体をさらに開示する。このコンピュータ可読記憶媒体は、楽器教習に用いられるプログラム命令を含んでもよいとともに、上記プログラム命令がプロセッサによって実行される時、前述した楽器教習に用いられる方法を実現する。

理解すべきこととして、本発明の請求項、明細書及び図面における用語である「第一」、「第二」、「第三」と「第四の」などは、特定の順序を記述するためのものではなく、異なる対象を区別するためのものである。本発明の明細書と特許請求の範囲に使用される用語である「含む」と「包含」は、記述された特徴、全体、ステップ、操作、要素及び／又はアセンブリの存在を指示するが、一つ又は複数の他の特徴、全体、ステップ、操作、要素、アセンブリ及び／又はそれらの集合の存在又は追加を排除するものではない。

さらに理解すべきこととして、ここで本発明の明細書に使用される用語は、ただ特定の実施例を記述する目的のためにのみ使用されており、本発明を限定することを意図していない。本発明の明細書と特許請求の範囲で使用されるように、コンテキストが他の状況を明瞭に明示しない限り、単数形式「一」、「一つの」及び「この」は、複数形を含むことを意図している。よりさらに理解すべきこととして、本発明の明細書と特許請求の範囲で使用される用語である「及び／又は」とは、関連してリストアップされている項のうちの一つ又は複数の任意の組み合わせ及びすべての可能な組み合わせであるとともに、これらの組み合わせを含む。

本明細書と特許請求の範囲に使用されるように、用語である「ば」は、コンテキストによって「．．．場合」又は「一旦」又は「決定に応答する」又は「検出に応答する」と解釈されてもよい。類似的に、フレーズである「決定された場合」又は「［記述された条件又はイベント］が検出されれば」は、コンテキストによって「一旦決定すると」又は「決定に応答する」又は「一旦［記述された条件又はイベント］が検出されると」又は「［記述された条件又はイベント］が検出されたことに応答する」と解釈されてもよい。

本発明の実施の形態が上記の通りであるが、前記内容は、本発明の理解を容易にするために採用された実施例にすぎず、本発明の範囲と応用シナリオを限定するためのものではない。任意の本発明の前記技術分野内の技術者は、本発明に掲示された精神と範囲から逸脱することなく、実施の形態及び詳細において任意の修正と変更を行うことができるが、本発明の特許保護範囲は、添付される特許請求の範囲に規定された範囲に準ずるべきである。

Claims (10)

1. 楽器教習システムであって、
   前記楽器に配置されており且つ学習者が演奏中に前記楽器を演奏操作することによって発生した訓練信号を取得するように構成される訓練モジュールと、
   前記楽器を演奏操作することによって発生した基準信号を記憶するように構成される記憶モジュールと、
   前記訓練信号と基準信号との照合に基づいて前記学習者の演奏操作を補正するための補正信号を生成するように構成される処理モジュールであって、前記補正信号が少なくとも一つの補正操作に関連する処理モジュールと、
   前記楽器に配置されており、且つ
   前記処理モジュールからの前記補正信号を受信し、及び
   前記学習者が該当する補正操作を実行するのを支援するように、前記学習者に前記補正信号を視覚的に提示するように構成される補正モジュールとを含む、楽器教習システム。
   
2. 前記訓練モジュールは、前記楽器弾奏領域又は打撃領域に配置されており、学習者の前記弾奏領域又は打撃領域における前記演奏操作を検出し且つ対応する訓練信号を生成するように構成される検出回路を含む、請求項１に記載の楽器教習システム。
   
3. 前記検出回路は、振動センサ、微小電気機械システムセンサ、磁気誘導回路、静電容量誘導回路、超音波センサ及び光センサのうちの一つ又は複数を含む、請求項２に記載の楽器教習システム。
   
4. 前記訓練モジュールは、学習者が前記弾奏領域又は打撃領域に対して演奏操作を行う時のリズム信号を収集するように構成されるタイマを含む、請求項２に記載の楽器教習システム。
   
5. 前記補正モジュールは、前記楽器に配置されており、異なる発光モードで前記学習者に異なる補正操作を指示する発光アセンブリを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の楽器教習システム。
   
6. 前記補正信号は、学習者が前記楽器を演奏操作する位置、強弱とリズムのうちの一つ又は複数を補正するための補正信号を含む、請求項５に記載の楽器教習システム。
   
7. 前記補正モジュールは、前記楽器に適合する形状を有し且つ前記楽器と取り外し可能に接続されている、請求項６に記載の楽器教習システム。
   
8. 前記学習者に前記学習者の演奏を指導するための演奏指示情報及び／又は補正信号を出力するように構成される表示端末をさらに含み、ここで、前記記憶モジュール及び／又は処理モジュールは、クラウドサーバに配置されている、請求項６又は７に記載の楽器教習システム。
   
9. 楽器教習に用いられる方法であって、
   前記楽器において学習者が演奏中に前記楽器を演奏操作することによって発生した訓練信号を収集することと、
   前記訓練信号と基準信号に基づいて前記学習者の演奏操作を補正するための補正信号を生成することであって、前記補正信号が少なくとも一つの補正操作に関連し、且つ前記基準信号が、前記楽器を演奏操作することによって発生した信号であることと、
   前記楽器において前記補正信号を受信し且つ前記学習者が該当する補正操作を実行するのを支援するように、前記学習者に前記補正信号を視覚的に提示することとを含む、楽器教習に用いられる方法。
   
10. 楽器教習に用いられるプログラム命令を含み、前記プログラム命令がプロセッサによって実行される時、請求項９に記載の方法を実現する、コンピュータ可読記憶媒体。