WO2015192674A1 - 一种智能钢琴及系统 - Google Patents

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WO2015192674A1
WO2015192674A1 PCT/CN2015/075057 CN2015075057W WO2015192674A1 WO 2015192674 A1 WO2015192674 A1 WO 2015192674A1 CN 2015075057 W CN2015075057 W CN 2015075057W WO 2015192674 A1 WO2015192674 A1 WO 2015192674A1
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WO
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data
module
piano
midi
smart
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Application number
PCT/CN2015/075057
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English (en)
French (fr)
Inventor
王正盛
吴晓军
赵红振
Original Assignee
北京趣乐科技有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10G—REPRESENTATION OF MUSIC; RECORDING MUSIC IN NOTATION FORM; ACCESSORIES FOR MUSIC OR MUSICAL INSTRUMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. SUPPORTS
    • G10G1/00—Means for the representation of music
    • G10G1/02—Chord or note indicators, fixed or adjustable, for keyboard of fingerboards
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments

Definitions

  • the invention belongs to the field of musical instruments, and in particular relates to a smart piano and system capable of simultaneously reading, correcting, improvising and changing sounds.
  • the piano is a keyboard instrument derived from western classical instruments. It consists of 88 keys and a metal string soundboard. The player presses the keys on the keyboard to move the small wooden raft inside the piano, and then taps the steel string to make a sound.
  • the piano is known as the king of musical instruments because of its beautiful tone. With the improvement of people's living standards, more and more people are learning to play piano. In addition to talent, piano performance requires the piano teacher to face-to-face teaching. Therefore, it is difficult for students to practice independently without the guidance of a piano teacher. .
  • the existing fun piano learning machine is indicated by the software virtual key in the spectrum of the staff, and cannot give the learner an intuitive prompt, and the indication is one-way, and the two-way function (indication and feedback) cannot be realized.
  • the accompanying smart piano can realize the two-way function, but the music played by the sound recognition, and then the music data recognized by the score data and the sound are compared, and the error of the correction is large due to the large voice recognition error.
  • a smart piano comprising: a piano keyboard provided with a key, a light indicator module, a first data communication module, a key detection module, a MIDI data processing module, a MIDI synthesizer, an audio encoder, and audio Amplifier and speaker,
  • the first data communication module receives the score data and the timbre data, and sends the score data to a MIDI data processing module for processing, and sends the timbre data to a MIDI synthesizer,
  • the MIDI data processing module sends the processed music score data to the indicator module,
  • the indicator module indicates, according to the processed score data, whether the key of the corresponding position should be pressed under,
  • the key detection module detects a movement condition of the key, and sends the detected motion signal to the MIDI data processing module for processing,
  • the MIDI data processing module sends the processed motion signal to the first data communication module and the MIDI synthesizer,
  • the MIDI synthesizer synthesizes the processed motion signal and the timbre data into an audio analog signal and transmits the audio analog signal to the audio encoder.
  • the audio encoder encodes the audio analog signal to generate an audio digital signal and transmits to the audio amplifier
  • the audio amplifier amplifies and transmits the audio digital signal to the speaker
  • the speaker plays the amplified audio digital signal.
  • the indicator light module includes a control signal generating unit, a control circuit unit and a light indicating unit, wherein the control signal generating unit generates a first control signal according to the received music score data and sends the signal to the control circuit a unit; the control circuit unit controls, according to the first control signal, whether the light indicating unit indicates whether the key of the corresponding position should be pressed.
  • the light indicating unit comprises at least one set of LED indicators, and each set of LED indicators comprises a plurality of LED lights in one-to-one correspondence with the keys.
  • the LED indicators display different colors indicating keys of corresponding positions under different handcuffs.
  • the LED indicator displays a different color indicating whether the key of the corresponding position is currently pressed and whether the next moment is pressed.
  • the LED indicator displays a different number indicating the key of the corresponding position of the different finger.
  • the first data communication module includes at least one of a signal line, a Bluetooth module, and a wireless network (Wi-Fi) module.
  • a smart piano system comprising an intelligent terminal and the smart piano described in the above embodiments, the smart terminal comprising an error correction scoring module and a second data communication module, wherein the A data communication module communicates bidirectionally with the second data communication module, the smart terminal transmits the score data and the timbre data to the smart piano, and the smart piano controls the indicator module to indicate the pressed key according to the score data. Detecting a movement state of the key, converting the detected motion signal of the key into performance data and transmitting the performance data to the smart terminal, the error correction scoring module of the intelligent terminal comparing the music score data and the performance data to generate error correction data and The rating data, the display module of the smart terminal displays the rating data.
  • the smart terminal further includes a composing module, and the composing module creates a musical score according to the received performance data and sends the score to the display module for display.
  • the smart terminal is further configured to send the error correction data to the smart piano
  • the smart piano is further configured to control the indicator module to display the error correction data according to the error correction data.
  • the second data communication module includes at least one of a signal line, a Bluetooth module, and a wireless network (Wi-Fi) module.
  • the musical score data and the timbre data are received by the first data communication module, and the musical score data is converted into a light control signal for controlling the LED indicating module to prompt the key to be played, and the sound is to be played.
  • the data is transferred to a MIDI synthesizer to generate music of different tones.
  • the intelligent piano converts the LED indication according to the score data, intuitively prompts the user to play the key, solves the problem that the user does not recognize the staves, and can also change the different sounds according to the timbre data, and play the sound of any piano.
  • the intelligent piano system provided by the invention can also compare the music score data and the performance data to generate error correction data, and control the indicator module display according to the error correction data, prompt the user to play the error, facilitate the error correction score, and can also receive according to the error.
  • the performance data obtained is made into a score.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a structure of a smart piano according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 shows a schematic diagram of a fingering in accordance with an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a block diagram of a structure of a smart piano system in accordance with an embodiment of the present invention.
  • references to "one embodiment” or “an embodiment” in this specification are intended to mean that the particular features, structures, or characteristics described in connection with the embodiments are included in at least one embodiment of the invention.
  • the present invention can be embodied in various forms, some of which are described below.
  • FIG. 1 shows a structural block diagram of a smart piano 100 including a first data communication module 11, a MIDI data processing module 12, an indicator light module 13, a piano keyboard 14 provided with a key, and a key detection, according to an embodiment of the present invention.
  • Module 15 MIDI synthesizer 16, audio encoder 17, audio amplifier 18 and speaker 19,
  • the first data communication module 11 receives the score data and the timbre data, and sends the score data to the MIDI data processing module 12 for processing, and transmits the timbre data to the MIDI synthesizer 16.
  • the first data communication module may be one of a signal line, a Bluetooth module, and a wireless network (Wi-Fi) module, and may receive music score data and timbre data sent by the smart terminal.
  • Wi-Fi wireless network
  • the MIDI data processing module 12 transmits the processed musical score data to the indicator module.
  • the music score data is transmitted in a MIDI file format, wherein the MIDI (Musical Instrument Digital Interface) musical instrument digital interface is only a communication standard, which is established by electronic musical instrument manufacturers to determine computer music. Programs, synthesizers, and other electronic audio devices that exchange information and control signals with each other.
  • MIDI is a unified communication protocol between electronic instruments and between electronic instruments and computers.
  • MIDI transmission is not a sound signal, but instructions such as notes and control parameters.
  • Many popular games and entertainment software have a lot of MIDI format music files with MID and RMI extensions.
  • a MIDI file is a descriptive "music language" that describes the music information to be played in bytes.
  • the indicator module 13 indicates whether the key of the corresponding position should be pressed according to the processed score data.
  • the indicator light module 13 includes a control signal generating unit 131, a control circuit unit 132, and a light indicating unit 133, wherein the control signal generating unit 131 generates a first control signal according to the received musical score data and transmits it to the Control circuit unit 132;
  • the control circuit unit 132 controls the light indicating unit to indicate whether the key of the corresponding position should be pressed according to the first control signal.
  • control signal generating unit generates a first light control signal according to the music data transmission, and is used to illuminate the corresponding light-emitting tube to prompt the corresponding key to be played.
  • the light indicating unit comprises at least one set of LED indicators, and each set of LED indicators comprises a plurality of LED lights in one-to-one correspondence with the keys.
  • the light indicating unit may have a set of LED indicators, or may have multiple sets of LED indicators for implementing different indications, such as playing instructions, error correction indications, and the like.
  • Each group of LED indicators is composed of a plurality of LEDs, which are respectively corresponding to a plurality of keys. When a certain LED is lit, the corresponding keys are played, and the people who learn the piano are intuitively prompted.
  • the LED indicators display different colors indicating keys of corresponding positions under different handcuffs.
  • the LED indicator can display different colors to distinguish the corresponding keys under the left and right handcuffs. For example, when the LED indicator is blue, use the left hand to lower the corresponding key, when the LED indicator is red. , use the right hand to lower the corresponding key.
  • the LED indicator displays a different color indicating whether the key of the corresponding position is currently pressed and whether the next moment is pressed.
  • the LED indicator displays a different number indicating the key of the corresponding position of the different finger.
  • the LED indicator light can also be an LED digital tube, which can display different colors to distinguish the corresponding keys under the left and right handcuffs, and can also use different fingers to lower the corresponding keys according to the displayed numbers.
  • “1" represents a thumb
  • "2” represents an index finger
  • "3” represents a middle finger
  • "4" represents a ring finger
  • "5" represents a little finger.
  • the key detection module detects a movement condition of the key and transmits the detected motion signal to the MIDI data processing module for processing.
  • the key is connected to the key detecting module, detects the movement condition of the key, and transmits the detected motion signal (electric signal generated by the key playing) to the MIDI data processing module for processing.
  • the key detecting module can also detect the sound signal. When each key is pressed, a sound signal corresponding to Hertz is generated, and the key detecting module detects the sound signal and sends it to the MIDI data processing module for processing.
  • the MIDI data processing module transmits the processed motion signal to the first data communication module and the MIDI synthesizer.
  • the MIDI data processing module processes the detected motion signal, converts it into performance data in MIDI format, and transmits the performance data to the first data communication module and the MIDI synthesizer.
  • the MIDI synthesizer synthesizes the processed motion signal and the timbre data into an audio analog signal and transmits the audio analog signal to the audio encoder.
  • the MIDI synthesizer generates an audio analog signal based on the received performance data and the timbre data.
  • the audio encoder encodes the audio analog signal to generate an audio digital signal and transmits to the audio amplifier.
  • the audio amplifier amplifies and transmits the audio digital signal to the speaker.
  • the speaker plays the amplified audio digital signal.
  • the musical score data and the timbre data are received by the first data communication module, and the musical score data is converted into a light control signal for controlling the LED indicating module to prompt the key to be played, and the The tone data is transmitted to a MIDI synthesizer to generate music of different tones.
  • the intelligent piano converts the LED indication according to the score data, intuitively prompts the user to play the key, solves the problem that the user does not recognize the staves, and can also change the different sounds according to the timbre data, and play the sound of any piano.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the structure of a smart piano system including the smart piano 100 and the smart terminal 300 in the above embodiment, wherein the smart piano 100 includes a first data communication module 11 according to an embodiment of the present invention.
  • the MIDI data processing module 12 the indicator light module 13, the piano keyboard 14 provided with the keys, the key detection module 15, the MIDI synthesizer 16, the audio encoder 17, the audio amplifier 18 and the speaker 19, the smart piano in this embodiment
  • the smart piano 100 includes a first data communication module 11 according to an embodiment of the present invention.
  • the MIDI data processing module 12 the indicator light module 13
  • the piano keyboard 14 provided with the keys
  • the key detection module 15
  • the MIDI synthesizer 16 the audio encoder 17
  • the audio amplifier 18 the speaker 19
  • the smart terminal 300 includes an error correction scoring module 31, a second data communication module 32, and a display module 33, and the smart terminal transmits the score data and the timbre data to the smart piano, and the smart piano controls according to the score data.
  • the indicator module indicates the pressed key, detects the movement condition of the key, converts the detected motion signal of the key into performance data and sends the performance data to the smart terminal, and the error correction scoring module of the intelligent terminal sets the music score data
  • the error correction data and the score data are generated by comparing with the performance data, and the display module of the smart terminal displays the rating data.
  • the smart terminal may be a type of a tablet computer or a mobile phone
  • the second data communication module like the first data communication module, includes at least a signal line, a Bluetooth module, and a wireless network (Wi-Fi) module.
  • the smart terminal receives the performance data of the MIDI format output by the MIDI data processing module 12 through the first data communication module 11 and the first data communication module 32, and compares the performance data with the musical score data to generate error correction data.
  • the smart terminal further includes a composing module 34, and the composing module 34 creates a musical score based on the received performance data and sends the score to the display module 33 for display.
  • the smart terminal is further configured to send the error correction data to the smart piano
  • the smart piano is further configured to display the error correction according to the error correction data control indicator module. data.
  • the smart terminal can also send the error correction data to the smart piano, and the MIDI data processing module of the smart piano processes the error correction data and sends it to the indicator module, and the control signal of the indicator module is generated.
  • the unit generates a second control signal according to the received error correction data and sends the control signal to the control circuit unit, and the control circuit unit controls the light indication unit to indicate that the key of the corresponding position is not pressed according to the second control signal The key should be pressed.
  • the musical score data, the error correction data and the timbre data of the intelligent terminal are transmitted to the first data communication module of the smart piano through a communication method in a signal line, a Bluetooth, or a wireless network, and the music score is obtained.
  • the data and error correction data are converted into a lamp control signal for controlling the LED indicator module to prompt the score and error correction, and to transmit the timbre data to the MIDI synthesizer for generating music of different timbres.
  • the intelligent piano system can not only convert the LED indication according to the score data, but also intuitively prompt the user to play the key, solve the problem that the user does not recognize the staff, and convert the LED into an LED indication according to the error correction data, prompting the user to play the error, and is easy to correct the error. Grading, you can also change the different sounds according to the timbre data and play the sound of any piano.
  • the smart terminal in the smart piano system can also make a score according to the MIDI data uploaded by the user to the smart terminal.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Auxiliary Devices For Music (AREA)

Abstract

一种智能钢琴及系统，可以实现识别五线谱、纠错评分、更换音色以及作曲等功能，提高钢琴学习的效率。包括设有琴键的钢琴键盘（14）、指示灯模块（13）、第一数据通信模块（11）、琴键检测模块（15），MIDI数据处理模块（12）、MIDI合成器（16）、音频编码器（17）、音频放大器（18）和扬声器（19），第一数据通信模块（11）接收乐谱数据和音色数据，发送至MIDI数据处理模块（12）和MIDI合成器（16），MIDI数据处理模块（12）对乐谱数据进行处理发送至指示灯模块（13）指示对应位置的琴键是否应该被按下，琴键检测模块（15）检测琴键的运动信号并发送至MIDI数据处理模块处理（12），MIDI合成器（16）将处理后的运动信号和音色数据合成音频模拟信号发送至音频编码器（17）进行编码，经音频放大器（18）放大由扬声器（19）播放。

Description

一种智能钢琴及系统
本申请要求了2014年6月20日提交的、申请号为201410279695.1、发明名称为“一种智能钢琴及系统”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明属于乐器领域，具体地涉及一种同时具备识谱、纠错、即兴作曲以及更换音色等功能的智能钢琴及系统。
背景技术
钢琴是一种源自西洋古典乐器中的键盘乐器，由88个琴键和金属弦音板组成，弹奏者通过按下键盘上的琴键，牵动钢琴里面的小木槌，继而敲击钢丝弦发出声音。钢琴因其音色优美被誉为乐器之王。随着人们生活水平的提高，学习钢琴演奏的人越来越多，而钢琴的演奏除了天赋之外，还需要钢琴老师面对面的教导，因此学员在没有钢琴老师的指导下进行自主练习困难较大。目前，已有的趣乐钢琴学习机在五线谱识谱方面通过软件虚拟琴键指示，不能给学习者直观的提示，而且指示是单向的，不能实现双向功能(指示和反馈)。之后，随之而出的智能钢琴可以实现双向功能，但是通过声音识别弹奏出来的音乐，然后比较乐谱数据和声音识别出来的乐谱数据，由于声音识别误差较大，导致纠错误差大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能钢琴及系统。
根据本发明的一方面，提供一种智能钢琴，包括：设有琴键的钢琴键盘、指示灯模块、第一数据通信模块、琴键检测模块，MIDI数据处理模块、MIDI合成器、音频编码器、音频放大器和扬声器，
其中，所述第一数据通信模块接收乐谱数据和音色数据，并将所述乐谱数据发送至MIDI数据处理模块进行处理，以及将所述音色数据发送至MIDI合成器，
所述MIDI数据处理模块将处理后的所述乐谱数据发送至所述指示灯模块，
所述指示灯模块根据处理后的所述乐谱数据指示对应位置的琴键是否应该被按 下，
所述琴键检测模块检测琴键的运动状况，并将检测到的运动信号发送至所述MIDI数据处理模块进行处理，
所述MIDI数据处理模块将处理后的所述运动信号发送至所述第一数据通信模块以及所述MIDI合成器，
所述MIDI合成器将处理后的所述运动信号和所述音色数据合成音频模拟信号并发送至所述音频编码器，
所述音频编码器将所述音频模拟信号进行编码生成音频数字信号并发送至所述音频放大器，
所述音频放大器将所述音频数字信号放大并发送至所述扬声器，
所述扬声器播放放大后的所述音频数字信号。
优选地，所述指示灯模块包括控制信号生成单元、控制电路单元和灯光指示单元，其中，所述控制信号生成单元根据接收到的所述乐谱数据生成第一控制信号并发送至所述控制电路单元；所述控制电路单元根据所述第一控制信号控制灯光指示单元指示对应位置的琴键是否应该被按下。
优选地，所述灯光指示单元至少包括一组LED指示灯，每组LED指示灯包括多个LED灯与琴键一一对应。
优选地，所述LED指示灯显示不同的颜色指示不同的手摁下对应位置的琴键。
优选地，所述LED指示灯显示不同的颜色指示对应位置的琴键当前是否被按下以及下一时刻是否被按下。
优选地，所述LED指示灯显示不同的数字指示不同的手指摁下对应位置的琴键。
优选地，所述第一数据通信模块至少包括信号线、蓝牙模块和无线网络(Wi-Fi)模块中的一种。
根据本发明的另一方面，提供一种智能钢琴系统，包括智能终端和上述实施例中所述的智能钢琴，所述智能终端包括纠错评分模块和第二数据通信模块，其中，所述第一数据通信模块与第二数据通信模块双向通信，所述智能终端将乐谱数据、音色数据发送至所述智能钢琴，所述智能钢琴根据所述乐谱数据控制指示灯模块指示被按下的琴键，检测琴键的运动状况，将检测到的琴键的运动信号转换成演奏数据并发送至所述智能终端，所述智能终端的纠错评分模块将所述乐谱数据和演奏数据进行比较生成纠错数据和评分数据，所述智能终端的显示模块显示所述评分数据。
优选地，所述智能终端还包括作曲模块，所述作曲模块根据接收到的演奏数据制作成乐谱并发送至所述显示模块显示。
优选地，所述智能终端还用于将所述纠错数据发送至所述智能钢琴，所述智能钢琴还用于根据所述纠错数据控制指示灯模块显示所述纠错数据。
优选地，所述第二数据通信模块至少包括信号线、蓝牙模块和无线网络(Wi-Fi)模块中的一种。
本发明的优点在于：
根据本发明提供的智能钢琴，通过第一数据通信模块接收乐谱数据以及音色数据，并将上述乐谱数据转换成灯控制信号，用来控制LED指示模块提示要弹奏的琴键，以及将所述音色数据传输给MIDI合成器，用以生成不同音色的音乐。智能钢琴根据乐谱数据转换LED指示，直观地提示用户要弹奏的琴键，解决用户不识五线谱的问题，同时还可以根据音色数据更换不同的音色，弹奏出任何一台钢琴的音色。本发明提供的智能钢琴系统，还可以比较所述乐谱数据和演奏数据生成纠错数据，并根据纠错数据控制指示灯模块显示，提示用户弹奏错误，便于纠错评分，同时还可以根据接收到的演奏数据制作成乐谱。
附图说明
图1示出根据本发明的实施例的智能钢琴的结构框图；
图2示出根据本发明的实施例的指法示意图；
图3示出根据本发明的实施例的智能钢琴系统的结构框图。
具体实施方式
以下公开为实施本申请的不同特征提供了许多不同的实施方式或实例。下面描述了部件或者布置的具体实施例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例并不旨在限制本发明。
此外，在说明书和权利要求书中，术语“第一”、“第二”等用于在类似元素之间进行区分，而未必描述时间顺序、空间顺序、等级顺序或者任何其他方式的顺序、应当理解，如果使用的这些术语在适当的环境下可互换，并且此处描述的本发明的实施例能够以本文描述或示出以外的其他顺序来操作。
应当注意，在权利要求书中使用的术语“包括”不应被解释为限于下文所列出的手段，它并不排除其他元件或步骤。由此，它应当被解释为指定如涉及的所述特征、数字、步骤或部件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、数字、步骤或部件、或者其组合的存在或添加。因此，措词“包括装置A和B的设备”的范围不应当仅限于仅由组件A和B构成的装置。这意味着相对于本发明而言，设备的相关组件是A和B。
在本说明书通篇中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。由此，在说明书的各处出现的短语“在一个实施例中”或者“在实施例中”不一定都指同一实施例，但是可能如此。此外，根据本发明公开对本领域技术人员而言显而易见的是，在一个或多个实施例中，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。
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，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员在没有作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。
类似地，应当理解，在本发明的示例性实施例的描述中，处于使本发明公开流畅且有助于理解各发明性方面的一个或多个方面的目的，本发明的各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图、或者对实施例和附图的描述中。然而，该公开方法不应被解释为反映所要求保护的发明需要比每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反，如以下权利要求反映的，发明性方面在于，比单个以上公开的实施例的所有特征少。由此，具体实施方式之后的权利要求被明确地结合到该具体实施方式中，其中每项权利要求独立地代表本发明的一个单独的实施例。
此外，尽管此次描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些特征但没有其他实施例中包括的其他特征，不同实施例的特征的组合意图落在本发明的范围内，并且形成将按本领域技术人员理解的不同实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求的实施例中的任何一个可以任何组合使用。
应当注意的是，在描述本发明的特定特征或方面时所使用的特定术语不应该被认为是暗示了该术语是此次被重新定义来限制为包括与本术语相关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。
在此次提供的描述中，阐述了多个具体细节。然而应当理解，本发明的实施例没 有这些具体细节的情况下实践。在其他实施例中，为了不妨碍对本说明书的理解，未详细地示出公知方法、结构和技术。
本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图1示出根据本发明实施例的智能钢琴的结构框图，所述智能钢琴100包括第一数据通信模块11、MIDI数据处理模块12、指示灯模块13、设有琴键的钢琴键盘14、琴键检测模块15、MIDI合成器16、音频编码器17、音频放大器18和扬声器19，
其中，所述第一数据通信模块11接收乐谱数据和音色数据，并将所述乐谱数据发送至MIDI数据处理模块12进行处理，以及将所述音色数据发送至MIDI合成器16。
在本实施例中，第一数据通信模块作为一个通信模块，可以为信号线、蓝牙模块和无线网络(Wi-Fi)模块其中的一种，可以接收智能终端发送的乐谱数据和音色数据。
所述MIDI数据处理模块12将处理后的所述乐谱数据发送至所述指示灯模块。
在本实施例中，该乐谱数据以MIDI文件格式传输，其中，MIDI(Musical Instrument Digital Interface)乐器数字接口仅仅是一个通信标准，它是由电子乐器制造商们建立起来的，用以确定电脑音乐程序、合成器和其他电子音响的设备互相交换信息与控制信号的方法。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。MIDI传输的不是声音信号，而是音符、控制参数等指令。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“音乐语言”，它将所要演奏的乐曲信息用字节进行描述。
所述指示灯模块13根据处理后的所述乐谱数据指示对应位置的琴键是否应该被按下。
具体地，指示灯模块13包括控制信号生成单元131、控制电路单元132和灯光指示单元133，其中，所述控制信号生成单元131根据接收到的所述乐谱数据生成第一控制信号并发送至所述控制电路单元132；
所述控制电路单元132根据所述第一控制信号控制灯光指示单元指示对应位置的琴键是否应该被按下。
在本实施例中，控制信号生成单元根据所述乐谱数据传输生成第一灯控制信号，用来点亮对应的发光管，提示对应的要弹的琴键。
优选地，所述灯光指示单元至少包括一组LED指示灯，每组LED指示灯包括多个LED灯与琴键一一对应。
在本实施例中，灯光指示单元可以有一组LED指示灯，也可以有多组LED指示灯，用来实现不同的指示，比如弹奏指示、纠错指示等等。每组LED指示灯由多个发光管组成，分别与多个琴键一一对应，当某个发光管点亮，则弹对应的琴键，给学习钢琴的人们直观上的提示。
优选地，所述LED指示灯显示不同的颜色指示不同的手摁下对应位置的琴键。
在本实施例中，LED指示灯可以显示不同的颜色来区分使用左右手摁下对应的琴键，比如，当LED指示灯显示蓝色时，使用左手摁下对应的琴键，当LED指示灯显示红色时，使用右手摁下对应的琴键。
优选地，所述LED指示灯显示不同的颜色指示对应位置的琴键当前是否被按下以及下一时刻是否被按下。
优选地，所述LED指示灯显示不同的数字指示不同的手指摁下对应位置的琴键。
在本实施例中，LED指示灯还可以LED数码管，既可以显示不同的颜色区分使用左右手摁下对应的琴键，还可以根据显示的数字使用不同的手指摁下对应的琴键。比如，如图2所示，“1”代表拇指，“2”代表食指，“3”代表中指，“4”代表无名指，“5”代表小指。
所述琴键检测模块检测琴键的运动状况，并将检测到的运动信号发送至所述MIDI数据处理模块进行处理。
在本实施例中，琴键与琴键检测模块连接，检测琴键的运动状况，并将检测到的运动信号(琴键弹奏产生的电信号)发送至所述MIDI数据处理模块进行处理。另外，琴键检测模块还可以检测声音信号，当每个键按下时，会产生对应赫兹的声音信号，琴键检测模块检测该声音信号并发送至MIDI数据处理模块进行处理。
所述MIDI数据处理模块将处理后的所述运动信号发送至所述第一数据通信模块以及所述MIDI合成器。
在本实施例中，MIDI数据处理模块将检测到的运动信号进行处理，转换成MIDI格式的演奏数据，并将该演奏数据发送至第一数据通信模块以及MIDI合成器。
所述MIDI合成器将处理后的所述运动信号和所述音色数据合成音频模拟信号并发送至所述音频编码器。
在本实施例中，MIDI合成器根据接收到的演奏数据以及音色数据生成音频模拟信号。
所述音频编码器将所述音频模拟信号进行编码生成音频数字信号并发送至所述 音频放大器。
所述音频放大器将所述音频数字信号放大并发送至所述扬声器。
所述扬声器播放放大后的所述音频数字信号。
根据本发明实施例的智能钢琴，通过第一数据通信模块接收乐谱数据以及音色数据，并将上述乐谱数据转换成灯控制信号，用来控制LED指示模块提示要弹奏的琴键，以及将所述音色数据传输给MIDI合成器，用以生成不同音色的音乐。智能钢琴根据乐谱数据转换LED指示，直观地提示用户要弹奏的琴键，解决用户不识五线谱的问题，同时还可以根据音色数据更换不同的音色，弹奏出任何一台钢琴的音色。
图3示出根据本发明实施例的智能钢琴系统的结构框图，所述智能钢琴系统包括上述实施例中的智能钢琴100和智能终端300，其中，所述智能钢琴100包括第一数据通信模块11、MIDI数据处理模块12、指示灯模块13、设有琴键的钢琴键盘14、琴键检测模块15、MIDI合成器16、音频编码器17、音频放大器18和扬声器19，本实施例中的智能钢琴与上述实施例中的智能钢琴一样，在此不再具体赘述。
所述智能终端300包括纠错评分模块31、第二数据通信模块32和显示模块33，所述智能终端将乐谱数据、音色数据发送至所述智能钢琴，所述智能钢琴根据所述乐谱数据控制指示灯模块指示被按下的琴键，检测琴键的运动状况，将检测到的琴键的运动信号转换成演奏数据并发送至所述智能终端，所述智能终端的纠错评分模块将所述乐谱数据和演奏数据进行比较生成纠错数据和评分数据，所述智能终端的显示模块显示所述评分数据。
在本实施例中，智能终端可以是平板电脑或手机的一种，第二数据通信模块与第一数据通信模块一样，都至少包括信号线、蓝牙模块和无线网络(Wi-Fi)模块中的一种。智能终端通过所述第一数据通信模块11和第一数据通信模块32接收MIDI数据处理模块12输出的MIDI格式的演奏数据，并将所述演奏数据与所述乐谱数据进行比较生成纠错数据。
在上述实施例的基础上，所述智能终端还包括作曲模块34，所述作曲模块34根据接收到的演奏数据制作成乐谱并发送至所述显示模块33显示。
在上述实施例的基础上，所述智能终端还用于将所述纠错数据发送至所述智能钢琴，所述智能钢琴还用于根据所述纠错数据控制指示灯模块显示所述纠错数据。
在本实施例中，智能终端还可以将纠错数据发送给智能钢琴，智能钢琴的MIDI数据处理模块对纠错数据进行处理并发送至指示灯模块，指示灯模块的控制信号生成 单元根据接收到的所述纠错数据生成第二控制信号并发送至所述控制电路单元，所述控制电路单元根据所述第二控制信号控制灯光指示单元指示对应位置的琴键未被按下提示该琴键应该被按下。
根据本发明的智能钢琴系统，通过信号线、蓝牙、无线网络中的一种通信方式将智能终端的乐谱数据、纠错数据以及音色数据传输给智能钢琴的第一数据通信模块，并将上述乐谱数据和纠错数据转换成灯控制信号，用来控制LED指示模块提示乐谱和纠错，以及将所述音色数据传输给MIDI合成器，用以生成不同音色的音乐。该智能钢琴系统不仅可以根据乐谱数据转换LED指示，直观地提示用户要弹奏的琴键，解决用户不识五线谱的问题，还根据纠错数据转换成LED指示，提示用户弹奏错误，便于纠错评分，同时还可以根据音色数据更换不同的音色，弹奏出任何一台钢琴的音色。此外，智能钢琴系统中的智能终端还可以根据用户随意弹奏上传到智能终端的MIDI数据作出乐谱。
上述实施例只是本发明的举例，尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (11)

  1. 一种智能钢琴，包括：设有琴键的钢琴键盘、指示灯模块、第一数据通信模块、琴键检测模块，MIDI数据处理模块、MIDI合成器、音频编码器、音频放大器和扬声器，
    其中，所述第一数据通信模块接收乐谱数据和音色数据，并将所述乐谱数据发送至MIDI数据处理模块进行处理，以及将所述音色数据发送至MIDI合成器，
    所述MIDI数据处理模块将处理后的所述乐谱数据发送至所述指示灯模块，
    所述指示灯模块根据处理后的所述乐谱数据指示对应位置的琴键是否应该被按下，
    所述琴键检测模块检测琴键的运动状况，并将检测到的运动信号发送至所述MIDI数据处理模块进行处理，
    所述MIDI数据处理模块将处理后的所述运动信号发送至所述第一数据通信模块以及所述MIDI合成器，
    所述MIDI合成器将处理后的所述运动信号和所述音色数据合成音频模拟信号并发送至所述音频编码器，
    所述音频编码器将所述音频模拟信号进行编码生成音频数字信号并发送至所述音频放大器，
    所述音频放大器将所述音频数字信号放大并发送至所述扬声器，
    所述扬声器播放放大后的所述音频数字信号。
  2. 根据权利要求1所述的智能钢琴，其中，所述指示灯模块包括控制信号生成单元、控制电路单元和灯光指示单元，其中，所述控制信号生成单元根据接收到的所述乐谱数据生成第一控制信号并发送至所述控制电路单元；
    所述控制电路单元根据所述第一控制信号控制灯光指示单元指示对应位置的琴键是否应该被按下。
  3. 根据权利要求2所述的智能钢琴，其中，所述灯光指示单元至少包括一组LED指示灯，每组LED指示灯包括多个LED灯与琴键一一对应。
  4. 根据权利要求3所述的智能钢琴，其中，所述LED指示灯显示不同的颜色指示不同的手摁下对应位置的琴键。
  5. 根据权利要求3或4所述的智能钢琴，其中，所述LED指示灯显示不同的颜 色指示对应位置的琴键当前是否被按下以及下一时刻是否被按下。
  6. 根据权利要求3或4所述的智能钢琴，其中，所述LED指示灯显示不同的数字指示不同的手指摁下对应位置的琴键。
  7. 根据权利要求1所述的智能钢琴，其中，所述第一数据通信模块至少包括信号线、蓝牙模块和无线网络(Wi-Fi)模块中的一种。
  8. 一种智能钢琴系统，包括智能终端和上述权利要求1-7中任一项所述的智能钢琴，所述智能终端包括纠错评分模块、第二数据通信模块和显示模块，其中，所述第一数据通信模块与第二数据通信模块双向通信，
    所述智能终端将乐谱数据、音色数据发送至所述智能钢琴，所述智能钢琴根据所述乐谱数据控制指示灯模块指示被按下的琴键，检测琴键的运动状况，将检测到的琴键的运动信号转换成演奏数据并发送至所述智能终端，所述智能终端的纠错评分模块将所述乐谱数据和演奏数据进行比较生成纠错数据和评分数据，所述智能终端的显示模块显示所述评分数据。
  9. 根据权利要求8所述的智能钢琴系统，其中，所述智能终端还包括作曲模块，所述作曲模块根据接收到的演奏数据制作成乐谱并发送至所述显示模块显示。
  10. 根据权利要求8所述的智能钢琴系统，其中，所述智能终端还用于将所述纠错数据发送至所述智能钢琴，
    所述智能钢琴还用于根据所述纠错数据控制指示灯模块显示所述纠错数据。
  11. 根据权利要求8所述的智能钢琴系统，其中，所述第二数据通信模块至少包括信号线、蓝牙模块和无线网络(Wi-Fi)模块中的一种。
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