一種基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】一種基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置屬于樂(lè)器、機(jī)械設(shè)備和精密儀器領(lǐng)域；該檢測(cè)裝置包括把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端，所述的把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端四點(diǎn)一線，弦橋端和弦枕端平行設(shè)置，與從把持端到拉伸端所在直線方向垂直，所述的弦橋端沿從把持端到拉伸端所在直線方向運(yùn)動(dòng)；待測(cè)琴弦在把持端固定，依次通過(guò)弦橋端，弦枕端至拉伸端；位于弦橋端和弦枕端中部位置，設(shè)置有撥片，拾音器和圖像傳感器，所述的弦橋端、拉伸端、拾音器和圖像傳感器連接計(jì)算機(jī)；本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)檢測(cè)琴弦的振動(dòng)軌跡來(lái)判斷琴弦音色的技術(shù)目的。
【專利說(shuō)明】一種基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] -種基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置屬于樂(lè)器、機(jī)械設(shè)備和精密儀器領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 吉他，又稱為六弦琴，是一種彈撥樂(lè)器，在流行音樂(lè)、搖滾音樂(lè)、藍(lán)調(diào)、民歌、佛朗明 哥中，常被視為主要樂(lè)器。
[0003] 由于吉他靠琴弦振動(dòng)發(fā)聲，因此吉他音色好壞首先取決于琴弦振動(dòng)軌跡是否標(biāo) 準(zhǔn)?；谏鲜龇治觯梢酝ㄟ^(guò)檢測(cè)琴弦振動(dòng)軌跡來(lái)判斷吉他音色的好壞。
[0004] 然而遺憾的是，現(xiàn)階段還沒(méi)有通過(guò)檢測(cè)吉他琴弦振動(dòng)軌跡來(lái)判斷琴弦音色的檢測(cè) 設(shè)備和方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了實(shí)現(xiàn)通過(guò)檢測(cè)琴弦振動(dòng)來(lái)判斷吉他音色好壞的目的，本發(fā)明公開了一種基于 機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)檢測(cè)琴弦的振動(dòng)軌跡來(lái)判斷琴弦 音色的技術(shù)目的。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，包括把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端， 所述的把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端四點(diǎn)一線，弦橋端和弦枕端平行設(shè)置，與從把持端 到拉伸端所在直線方向垂直，所述的弦橋端沿從把持端到拉伸端所在直線方向運(yùn)動(dòng)；待測(cè) 琴弦在把持端固定，依次通過(guò)弦橋端，弦枕端至拉伸端；位于弦橋端和弦枕端中部位置，設(shè) 置有撥片，拾音器和圖像傳感器，所述的弦橋端、拉伸端、拾音器和圖像傳感器連接計(jì)算機(jī)， 計(jì)算機(jī)控制弦橋端沿從把持端到拉伸端所在直線方向運(yùn)動(dòng)，拉伸端拉伸待測(cè)琴弦，拾音器 將撥片波動(dòng)待測(cè)琴弦后，待測(cè)琴弦發(fā)出的聲音傳遞給計(jì)算機(jī)，圖像傳感器用于采集待測(cè)琴 弦被撥動(dòng)后的振動(dòng)圖像，并將圖像傳遞給計(jì)算機(jī)。
[0007] 上述基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，所述的弦橋端和弦枕端沿與X平面 垂直的方向運(yùn)動(dòng)，X平面由a直線和b直線所確定，所述的a直線為從把持端到拉伸端的方 向，所述的b直線為弦橋端或弦枕端所在方向。
[0008] 上述基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，所述的圖像傳感器的曝光時(shí)間設(shè)置 為待測(cè)琴弦振動(dòng)周期的10倍以上。
[0009] 上述基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，所述的撥片為鉗子形，將待測(cè)琴弦 拉伸到固定位置后再松開；所述撥片的拉伸方向與圖像傳感器的光軸方向垂直。
[0010] 有益效果： 第一、本發(fā)明可以通過(guò)檢測(cè)琴弦的振動(dòng)軌跡來(lái)判斷琴弦音色。
[0011] 第二、由于本發(fā)明基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置包括把持端，弦橋端， 弦枕端和拉伸端，且把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端四點(diǎn)一線，因此可以直接對(duì)應(yīng)吉他上 的固弦錐、弦橋、弦枕和弦鈕，琴弦在本發(fā)明檢測(cè)裝置上的狀態(tài)直接對(duì)應(yīng)琴弦在吉他上的狀 態(tài)，即檢測(cè)狀態(tài)與使用狀態(tài)完全對(duì)應(yīng)，使檢測(cè)結(jié)果無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換，直接說(shuō)明吉他琴弦音色質(zhì) 量。
[0012] 第三、由于弦橋端和弦枕端平行設(shè)置，且弦橋端沿從把持端到拉伸端所在直線方 向運(yùn)動(dòng)，因此可以調(diào)整弦橋端和弦枕端之間的距離，使檢測(cè)裝置的沿弦橋端或弦枕端所在 方向的任意位置，都可以適應(yīng)任意一條弦，而不必像吉他本身那樣，每一條弦只能放置在固 定位置，因此方便檢測(cè)。
[0013] 第四、由于設(shè)置有撥片，拾音器，并連接到計(jì)算機(jī)，因此可以通過(guò)撥片撥動(dòng)琴弦，拾 音器采集聲音，計(jì)算機(jī)通過(guò)判斷聲音的高低調(diào)整拉伸端，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)音的作用。
[0014] 第五、由于設(shè)置有圖像傳感器，因此可以觀察到吉他琴弦的振動(dòng)軌跡，通過(guò)對(duì)比實(shí) 際振動(dòng)軌跡與理想振動(dòng)軌跡，來(lái)判斷吉他琴弦的音色質(zhì)量。
[0015] 說(shuō)明書附圖 圖1是把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2是整體檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖3是弦橋端和弦枕端沿與X平面垂直的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖4是基于本發(fā)明檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法流程圖。
[0019] 圖中：1把持端、2弦橋端、3弦枕端、4拉伸端、5待測(cè)琴弦、6撥片、7拾音器、8圖像 傳感器、9計(jì)算機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0021] 具體實(shí)施例一 本實(shí)施例的基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，包括把持端1，弦橋端2,弦枕端3 和拉伸端4,所述的把持端1，弦橋端2,弦枕端3和拉伸端4四點(diǎn)一線，弦橋端2和弦枕端3 平行設(shè)置，與從把持端1到拉伸端4所在直線方向垂直，所述的弦橋端2沿從把持端1到拉 伸端4所在直線方向運(yùn)動(dòng)；待測(cè)琴弦5在把持端1固定，依次通過(guò)弦橋端2,弦枕端3至拉 伸端4 ;把持端1，弦橋端2,弦枕端3和拉伸端4組合的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，圖1中弦 橋端2旁邊的箭頭表示弦橋端2的運(yùn)動(dòng)方向，拉伸端4旁邊的箭頭表示對(duì)待測(cè)琴弦5的拉 伸方向。
[0022] 位于弦橋端2和弦枕端3中部位置，設(shè)置有撥片6,拾音器7和圖像傳感器8,所述 的弦橋端2、拉伸端4、拾音器7和圖像傳感器8連接計(jì)算機(jī)9,整體檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖如 圖2所示。
[0023] 計(jì)算機(jī)9控制弦橋端2沿從把持端1到拉伸端4所在直線方向運(yùn)動(dòng)，拉伸端4拉 伸待測(cè)琴弦5,拾音器7將撥片6波動(dòng)待測(cè)琴弦5后，待測(cè)琴弦5發(fā)出的聲音傳遞給計(jì)算機(jī) 9,圖像傳感器8用于采集待測(cè)琴弦5被撥動(dòng)后的振動(dòng)圖像，并將圖像傳遞給計(jì)算機(jī)9。
[0024] 具體實(shí)施例二 本實(shí)施例的基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一 步限定弦橋端2和弦枕端3沿與X平面垂直的方向運(yùn)動(dòng)，X平面由a直線和b直線所確定， 所述的a直線為從把持端1到拉伸端4的方向，所述的b直線為弦橋端2或弦枕端3所在 方向。如圖3所示，在圖3中，實(shí)線部分表示弦橋端2和弦枕端3接觸到待測(cè)琴弦5時(shí)的情 況，虛線表示弦橋端2和弦枕端3離開待測(cè)琴弦5時(shí)的情況。這種設(shè)計(jì)，在調(diào)整待測(cè)琴弦5 音高時(shí)，可以將弦橋端2和弦枕端3從待測(cè)琴弦5上離開，不僅不會(huì)損傷待測(cè)琴弦5,而且有 利于提高待測(cè)琴弦5的調(diào)整速度。
[0025] 具體實(shí)施例三 本實(shí)施例的基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一 步限定圖像傳感器8的曝光時(shí)間設(shè)置為待測(cè)琴弦5振動(dòng)周期的10倍以上。這種設(shè)計(jì)，使圖 像傳感器8曝光時(shí)間內(nèi)，待測(cè)琴弦5完成10個(gè)以上全振動(dòng)，振動(dòng)函數(shù)更接近曝光時(shí)間內(nèi)完 成多個(gè)整數(shù)倍全振動(dòng)的高頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)的函數(shù)，使檢測(cè)結(jié)果更加精確。
[0026] 具體實(shí)施例四 本實(shí)施例的基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，在以上具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn) 一步限定撥片6為鉗子形，將待測(cè)琴弦5拉伸到固定位置后再松開；所述撥片6的拉伸方向 與圖像傳感器8的光軸方向垂直。這種設(shè)計(jì)，可以確保無(wú)論被檢測(cè)的是幾弦，琴弦都被拉伸 到同一位置，便于統(tǒng)一檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0027] 以上實(shí)施例的基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，按照?qǐng)D4所示的流程進(jìn)行 吉他琴弦音色檢測(cè)： 步驟a、調(diào)整弦橋端2的位置 具體方法為根據(jù)待測(cè)琴弦5的編號(hào)，調(diào)整弦橋端2沿從把持端1到拉伸端4所在直線 方向運(yùn)動(dòng)，使弦橋端2與弦枕端3之間的距離等于該編號(hào)琴弦在吉他位置上的弦橋到弦枕 之間的距離； 步驟b、調(diào)整待測(cè)琴弦5的音高 具體方法為將待測(cè)琴弦5 -端固定在把持端1，另一端固定在拉伸端4,并使弦橋端2 和弦枕端3與待測(cè)琴弦5接觸，用撥片6撥動(dòng)待測(cè)琴弦5,拾音器7將待測(cè)琴弦5發(fā)出的聲 音傳遞給計(jì)算機(jī)9,計(jì)算機(jī)將待測(cè)琴弦5的音高與標(biāo)準(zhǔn)音高進(jìn)行對(duì)比，如果： 第一、待測(cè)琴弦5的音尚尚于標(biāo)準(zhǔn)音尚，使弦橋端2和弦枕端3與待測(cè)琴弦5非接觸， 拉伸端4向靠近把持端1方向移動(dòng)，重復(fù)判斷步驟，直到待測(cè)琴弦5的音高等于標(biāo)準(zhǔn)音高； 第>、待測(cè)琴弦5的音尚等于標(biāo)準(zhǔn)音尚，判斷結(jié)束； 第三、待測(cè)琴弦5的音高低于標(biāo)準(zhǔn)音高，使弦橋端2和弦枕端3與待測(cè)琴弦5非接觸， 拉伸端4向遠(yuǎn)離把持端1方向移動(dòng)，重復(fù)判斷步驟，直到待測(cè)琴弦5的音高等于標(biāo)準(zhǔn)音高； 步驟c、采集振動(dòng)圖像 利用撥片6撥動(dòng)待測(cè)琴弦5,圖像傳感器8采集振動(dòng)中的待測(cè)琴弦5,并將圖像傳遞給 圖像傳感器8 ; 步驟d、獲得振動(dòng)函數(shù) 將步驟c所獲得的圖像，待測(cè)琴弦5振幅最大位置處、振動(dòng)方向的全部像素提取出來(lái)， 進(jìn)行傅里葉變換并取模，得到振動(dòng)函數(shù)； 步驟e、獲得評(píng)價(jià)函數(shù) 方法一、根據(jù)待測(cè)琴弦5振幅最大位置處的振幅，將其代入到以下公式得到評(píng)價(jià)函數(shù)：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，其特征在于，包括把持端（1 )，弦橋端 (2 )，弦枕端（3 )和拉伸端（4)，所述的把持端（1)，弦橋端（2 )，弦枕端（3 )和拉伸端（4)四點(diǎn) 一線，弦橋端（2)和弦枕端（3)平行設(shè)置，與從把持端（1)到拉伸端（4)所在直線方向垂直， 所述的弦橋端（2)沿從把持端（1)到拉伸端（4)所在直線方向運(yùn)動(dòng)；待測(cè)琴弦（5)在把持端 (1)固定，依次通過(guò)弦橋端（2 )，弦枕端（3 )至拉伸端（4 );位于弦橋端（2 )和弦枕端（3 )中部 位置，設(shè)置有撥片（6)，拾音器（7)和圖像傳感器（8)，所述的弦橋端（2)、拉伸端（4)、拾音器 (7 )和圖像傳感器（8 )連接計(jì)算機(jī)（9 )，計(jì)算機(jī)（9 )控制弦橋端（2 )沿從把持端（1)到拉伸端 (4) 所在直線方向運(yùn)動(dòng)，拉伸端（4)拉伸待測(cè)琴弦（5)，拾音器（7)將撥片（6)波動(dòng)待測(cè)琴弦 (5) 后，待測(cè)琴弦（5)發(fā)出的聲音傳遞給計(jì)算機(jī)（9)，圖像傳感器（8)用于采集待測(cè)琴弦（5) 被撥動(dòng)后的振動(dòng)圖像，并將圖像傳遞給計(jì)算機(jī)（9 )。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，其特征在于，所述 的弦橋端（2)和弦枕端（3)沿與X平面垂直的方向運(yùn)動(dòng)，X平面由a直線和b直線所確定， 所述的a直線為從把持端（1)到拉伸端（4)的方向，所述的b直線為弦橋端（2)或弦枕端 (3)所在方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，其特征在于，所述 的圖像傳感器（8)的曝光時(shí)間設(shè)置為待測(cè)琴弦（5)振動(dòng)周期的10倍W上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于機(jī)器視覺的吉他琴弦音色檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述的撥片（6)為錯(cuò)子形，將待測(cè)琴弦（5)拉伸到固定位置后再松開；所述撥片（6)的拉伸 方向與圖像傳感器（8)的光軸方向垂直。
【文檔編號(hào)】G10D3/14GK104464694SQ201410754530
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】寧凱 申請(qǐng)人:哈爾濱幻石科技發(fā)展有限公司