TWI784582B - 具閱讀簡譜功能之演奏型機器人 - Google Patents
具閱讀簡譜功能之演奏型機器人 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI784582B TWI784582B TW110122363A TW110122363A TWI784582B TW I784582 B TWI784582 B TW I784582B TW 110122363 A TW110122363 A TW 110122363A TW 110122363 A TW110122363 A TW 110122363A TW I784582 B TWI784582 B TW I784582B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- music data
- processing device
- control device
- music
- reading
- Prior art date
Links
- 238000009527 percussion Methods 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 4
- 238000013527 convolutional neural network Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
一種具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，其是設置於一鋼琴，以控制該鋼琴演奏特定之樂曲，包含有：一琴鍵控制裝置，設置於該鋼琴的琴鍵處，受控制而作動特定的琴鍵；一影像擷取裝置，用以擷取一樂譜之樂譜影像；一處理裝置，分別電性連接該琴鍵控制裝置與該影像擷取裝置，接收該影像擷取裝置所擷取之樂譜影像，以進行辨識以轉換為一樂曲資料，並根據該樂曲資料控制該琴鍵控制裝置作動特定的琴鍵以演奏樂曲；以及一電源，提供該琴鍵控制裝置、該影像擷取裝置與該處理裝置所需之電力。
Description
本發明係與自動化演奏裝置有關，特別是指一種具閱讀簡譜功能之演奏型機器人。
在工商業高度發展的今日，在許多領域中，機器人已可取代人工進行作業。早期，機器人所涉入的領域，大多是製造業。機器人的動作被程式化，以進行各種型態的作業，例如：搬運、切割、焊接等。無論是精密作業或是高負荷的作業，機器人均可精確無誤地完成。
由早期的工業製造之用，在近期，機器人也涉入一些娛樂行業。例如：在一些公共場合中有所謂的自動演奏鋼琴。工程師在該鋼琴中建置可控制琴鍵的裝置，再輸入程式以控制前述之裝置以特定的順序移動至特定的琴鍵，讓該鋼琴在無人的狀態下演奏特定的樂曲。
前述之自動演奏鋼琴只能演奏預存於其資料庫中的樂曲，且無法由任何人指定演奏的樂曲，只能根據所設定的演奏曲目依序演奏下去。其實與使用音響播放音樂的效果無異。
本發明之主要發明目的在於提供一種具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，可閱讀樂譜進行演奏。
為達上述發明目的，本發明所提供之具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，其是設置於一鋼琴，以控制該鋼琴演奏特定之樂曲，包含有：一琴鍵控制裝置，設置於該鋼琴的琴鍵處，受控制而作動特定的琴鍵；一影像擷取裝置，用以擷取一樂譜之樂譜影像；一處理裝置，分別電性連接該琴鍵控制裝置與該影像擷取裝置，接收該影像擷取裝置所擷取之樂譜影像，以進行辨識以轉換為一樂曲資料，並根據該樂曲資料控制該琴鍵控制裝置作動特定的琴鍵以演奏樂曲；以及一電源，提供該琴鍵控制裝置、該影像擷取裝置與該處理裝置所需之電力。
在一實施例中，更包含有一資料庫，電性連接至該處理裝置；該資料庫儲存複數個樂曲資料，且供寫入該處理裝置所轉換出的樂曲資料並儲存之。
在一實施例中，該處理裝置會比對轉換出的樂曲資料與儲存於該資料庫的樂曲資料；如有相同之樂曲資料，則根據已儲存之樂曲資料控制該琴鍵控制裝置；如沒有相同之樂曲資料，則根據新的樂曲資料控制該琴鍵控制裝置。
在一實施例中，該琴鍵控制裝置具有一驅動組件以及複數個敲擊器；該驅動組件受該處理裝置之控制而將該等敲擊器移動至特定的琴鍵上
方；該等敲擊器的外端分別具有一敲擊部，受該處理裝置的控制而敲擊該等琴鍵。
在一實施例中，該驅動組件具有一第一基座、與該等敲擊器同數量之第二基座以及與該等敲擊器同數量之橫向驅動器；該第一基座上設有一橫向軌道，該等第二基座設置於該第一基座之橫向軌道上，且每一第二基座上分別設置有一個敲擊器；該等橫向驅動器分別設置於該等第二基座，並電性連接至該處理裝置，以受該處理裝置之控制而驅動該等第二基座沿該橫向軌道移動。
在一實施例中，該驅動組件更具有與該等敲擊器同數量之縱向驅動器；該等第二基座分別設有一縱向軌道，該等敲擊器分別設於該等縱向軌道；該等縱向驅動器設於該等敲擊器，並電性連接至該處理裝置，以受該處理裝置之控制而驅動該等第二基座沿該等縱向軌道移動。
在一實施例中，該琴鍵控制裝置更具有一人偶。
藉此，本發明利用該影像擷取裝置擷取樂譜影像，再由該處理裝置進行辨識分析，藉以控制該琴鍵控制裝置敲擊特定的琴鍵，以演奏樂曲。如此可讓無人演奏變得更真實而有趣。
10:琴鍵控制裝置
11:驅動組件
111:第一基座
112:橫向軌道
113:第二基座
114:縱向軌道
115:橫向驅動器
116:縱向驅動器
12:敲擊器
121:敲擊部
20:影像擷取裝置
30:處理裝置
40:資料庫
50:電源
60:鋼琴
70:人偶
第1圖係本發明之一較佳實施例之立體圖。
第2圖係本發明之較佳實施例之琴鍵控制裝置局部翻轉立體圖，顯示
各元件相關位置。
第3圖係本發明之較佳實施例之系統方塊圖。
第4圖係本發明之較佳實施例之演奏模式流程圖。
請參閱第1圖所示，本發明一較佳實施例揭示一種具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，係設置於一鋼琴60，以控制該鋼琴60演奏特定之樂曲，包含有一琴鍵控制裝置10、一影像擷取裝置20、一處理裝置30、一資料庫40，以及一電源50。請參閱第2圖所示，其中，該琴鍵控制裝置10具有一驅動組件11以及十個敲擊器12。該驅動組件11具有一第一基座111、十第二基座113、十個橫向驅動器115，以及十個縱向驅動器116。該第一基座111為一長形板塊，設置於該鋼琴60的複數個琴鍵前方，其寬度略大於所有的琴鍵。該第一基座111上設有一橫向軌道112，橫跨所有的琴鍵。該十第二基座113設於該第一基座111之橫向軌道112上，而該十橫向驅動器115分別設置於該十第二基座113，用以驅動該十第二基座113沿該第一基座111之橫向軌道112移動。該十第二基座113分別設有一縱向軌道114，該十敲擊器12分別設置於該十第二基座113之縱向軌道114。該十縱向驅動器116分別設置於該十敲擊器12上，供驅動該十敲擊器12沿該等縱向軌道114移動。該等敲擊器12的外端分別具有一敲擊部121，分別對應於十個不同的琴鍵，可受控制下移而敲擊該等琴鍵。該等橫向驅動器115、該等敲擊器12與該等縱向驅動器116
分別電性連接至該處理裝置30，並受該處理裝置30的控制而作動。在此要說明的是，該等縱向驅動器116是用來驅動該等敲擊器12敲擊黑鍵或白鍵。
請參閱第3圖所示，該影像擷取裝置20、該資料庫40與該電源50分別電性連接至該處理裝置30。該影像擷取裝置20可擷取一樂譜的樂譜影像並傳送至該處理裝置30進行分析，該處理裝置30可以是Tensorflow、Keras等類神經網路開發平台所建構的多元感知器(MLP)、卷積神經網路(CNN)、循環神經網路(RNN)等底層類神經網路，並且以MNIST數據集訓練神經網路對該樂譜影像辨識。該資料庫40中儲存有複數個樂曲資料，並可供寫入新的樂曲資料並儲存。該電源50則是提供前述各元件作動時所需之電力。
該處理裝置30收到該影像擷取裝置20所傳來的樂譜影像可進行以下的辨識：
一、譜號：例如：低音譜號：
；高音譜號：
。
二、拍號：通常位於譜號之後，例如：
。
三、音符以及其在五線譜的位置：例如：
、
、
。
四、力度記號： p 、 f 、 mf 、 mp 。
五、簡譜：1、2、3。
當該處理裝置30對一樂譜影像進行辨識，會轉換為一樂曲資料，並寫入該資料庫40中儲存。然後根據該樂曲資料控制該等橫向驅動器115與該等縱向驅動器116，使該等敲擊器12移動至特定的琴鍵上方，使該等敲擊器12在預定的時間敲擊琴鍵。如此即可演奏出一首樂曲。
實際操作下，本發明較佳實施例所提供之演奏型機器人可依以下方式演奏，請參閱第4圖所示：
一、選定該資料庫40中特定的樂曲資料演奏。
二、該處理裝置30辨識該影像擷取裝置20所傳來的樂譜影像，並轉換為一樂曲資料後，將該樂曲資料與儲存於該資料庫40的樂曲資料進行比對。如有相同之樂曲資料，則根據已儲存之樂曲資料進行控制演奏，並不儲存剛辨識之樂曲資料；如沒有相同之樂曲資料，則根據新的樂曲資料進行控制演奏。
在另一實施例中，該琴鍵控制裝置10具有一人偶70，可令觀賞者以為是由真人看著樂譜進行演奏的。
本發明利用該影像擷取裝置20擷取樂譜影像，再由該處理裝置30進行辨識分析，藉以控制該琴鍵控制裝置10敲擊特定的琴鍵，以演奏樂曲。如此可讓無人演奏變得更真實而有趣。
以上乃本發明之較佳實施例以及設計圖式，惟較佳實施例以及設計圖式僅是舉例說明，並非用於限制本發明技藝之權利範圍，凡以均等之技藝手段、或為下述「申請專利範圍」內容所涵蓋之權利範圍而實施者，並不脫離本發明之範疇而為申請人之權利範圍。
10:琴鍵控制裝置
20:影像擷取裝置
60:鋼琴
70:人偶
Claims (5)
- 一種具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，其是設置於一鋼琴，以控制該鋼琴演奏特定之樂曲，包含有：一琴鍵控制裝置，設置於該鋼琴的琴鍵處，具有一驅動組件以及複數個敲擊器，該驅動組件具有一第一基座、與該等敲擊器同數量之第二基座以及與該等敲擊器同數量之橫向驅動器；該第一基座上設有一橫向軌道，該等第二基座設置於該第一基座之橫向軌道上，且每一第二基座上分別設置有一個敲擊器；該等橫向驅動器分別設置於該等第二基座，受控制而驅動該等第二基座沿該橫向軌道移動，使該等敲擊器移動至特定的琴鍵上方，受控制作動特定的琴鍵；一影像擷取裝置，用以擷取一樂譜之樂譜影像；一處理裝置，分別電性連接該琴鍵控制裝置與該影像擷取裝置，接收該影像擷取裝置所擷取之樂譜影像，以進行辨識以轉換為一樂曲資料，並根據該樂曲資料控制該琴鍵控制裝置之該等橫向驅動器、該等敲擊器作動特定的琴鍵以演奏樂曲；以及一電源，提供該琴鍵控制裝置、該影像擷取裝置與該處理裝置所需之電力。
- 如請求項1所述之具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，更包含有一資料庫，電性連接該處理裝置；該資料庫儲存複數個樂曲資料，且供寫入該處理裝置所轉換出的樂曲資料並儲存之。
- 如請求項2所述之具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，其中該處理裝置會比對轉換出的樂曲資料與儲存於該資料庫的樂曲資料；如有相 同之樂曲資料，則根據已儲存之樂曲資料控制該琴鍵控制裝置；如沒有相同之樂曲資料，則根據新的樂曲資料控制該琴鍵控制裝置。
- 如請求項1所述之具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，其中該驅動組件更具有與該等敲擊器同數量之縱向驅動器；該等第二基座分別設有一縱向軌道，該等敲擊器分別設於該等縱向軌道；該等縱向驅動器設於該等敲擊器，並電性連接至該處理裝置，以受該處理裝置之控制而驅動該等第二基座沿該等縱向軌道移動。
- 如請求項1所述之具閱讀簡譜功能之演奏型機器人，其中該琴鍵控制裝置更具有一人偶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW110122363A TWI784582B (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 具閱讀簡譜功能之演奏型機器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW110122363A TWI784582B (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 具閱讀簡譜功能之演奏型機器人 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI784582B true TWI784582B (zh) | 2022-11-21 |
| TW202301317A TW202301317A (zh) | 2023-01-01 |
Family
ID=85794572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW110122363A TWI784582B (zh) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | 具閱讀簡譜功能之演奏型機器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI784582B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200830273A (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-16 | Univ Nat Taiwan Science Tech | Autonomous robot for music playing and related method |
| TWM444206U (zh) * | 2012-07-04 | 2013-01-01 | Sap Link Technology Corp | 合唱玩具系統 |
| US8859876B2 (en) * | 1998-05-15 | 2014-10-14 | Lester F. Ludwig | Multi-channel signal processing for multi-channel musical instruments |
| TW201616490A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-05-01 | 明新科技大學 | 樂曲演奏控制裝置 |
| CN107430781A (zh) * | 2015-01-30 | 2017-12-01 | 株式会社电通 | 计算机图形的数据结构、信息处理装置、信息处理方法以及信息处理系统 |
-
2021
- 2021-06-18 TW TW110122363A patent/TWI784582B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8859876B2 (en) * | 1998-05-15 | 2014-10-14 | Lester F. Ludwig | Multi-channel signal processing for multi-channel musical instruments |
| TW200830273A (en) * | 2007-01-05 | 2008-07-16 | Univ Nat Taiwan Science Tech | Autonomous robot for music playing and related method |
| TWM444206U (zh) * | 2012-07-04 | 2013-01-01 | Sap Link Technology Corp | 合唱玩具系統 |
| TW201616490A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-05-01 | 明新科技大學 | 樂曲演奏控制裝置 |
| CN107430781A (zh) * | 2015-01-30 | 2017-12-01 | 株式会社电通 | 计算机图形的数据结构、信息处理装置、信息处理方法以及信息处理系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202301317A (zh) | 2023-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7521619B2 (en) | System and method of instructing musical notation for a stringed instrument | |
| US7919705B2 (en) | Music training system | |
| US7777117B2 (en) | System and method of instructing musical notation for a stringed instrument | |
| US8492641B2 (en) | Bowing sensor for musical instrument | |
| US5731530A (en) | Automatic player piano exactly reproducing special touches | |
| TWI784582B (zh) | 具閱讀簡譜功能之演奏型機器人 | |
| CN110861086A (zh) | 机器人弹奏钢琴的控制方法、装置、存储介质和机器人 | |
| CN110581889A (zh) | 一种一对多教学的钢琴教室及其搭建方法 | |
| Solis et al. | Development of an anthropomorphic saxophone-playing robot | |
| CN111862910A (zh) | 虚拟电子乐器系统及其运作方法 | |
| Solis et al. | Development of Waseda flutist robot WF-4RIV: Implementation of auditory feedback system | |
| JP2720305B2 (ja) | 少数鍵盤電子ピアノでのロボット指打演奏装置 | |
| US20230230494A1 (en) | Information Processing Method and Information Processing System | |
| US20230230493A1 (en) | Information Processing Method, Information Processing System, and Recording Medium | |
| CN116959391A (zh) | 一种机械手演奏钢琴模拟方法及系统 | |
| Ness et al. | Music Information Robotics: Coping Strategies for Musically Challenged Robots. | |
| KR102377593B1 (ko) | 연습 장치 | |
| Batula et al. | Development of a mini-humanoid pianist | |
| CN106981233B (zh) | 一种智能钢琴大屏显示教学系统 | |
| JPS59500834A (ja) | ギタ−型の弦楽器 | |
| US7005569B2 (en) | Method for imparting music score reading and keyboard performance skills | |
| JP2682383B2 (ja) | 楽譜認識装置 | |
| Huang et al. | IoT-Based Piano Playing Robot | |
| JP7554887B1 (ja) | 演奏補助装置、演奏補助方法、及び、演奏補助プログラム | |
| JP2867844B2 (ja) | 楽譜認識装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |