本發(fā)明涉及鋼琴彈奏教學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種鋼琴彈奏音準(zhǔn)的檢測裝置。
背景技術(shù)：
鋼琴是一種源自西洋古典音樂的鍵盤樂器。音域范圍廣，從a2(27.5hz)至c5(4186hz)，幾乎包括了樂音體系中的全部樂音。鋼琴普遍用于獨(dú)奏、重奏、伴奏等演出，作曲和排練音樂十分方便。演奏者通過按下鍵盤上的琴鍵，牽動鋼琴里面包著絨氈的小木槌，繼而敲擊鋼絲弦發(fā)出聲音。鋼琴因為它寬廣的音域，絕美的音色，被稱為樂器之王，與小提琴、古典吉他并稱為世界三大樂器。
鋼琴是由鍵盤、弦列、共鳴板、支撐結(jié)構(gòu)、踏腳機(jī)械系統(tǒng)和琴殼等部件的近萬個零件組合而成，它的結(jié)構(gòu)精密。鋼琴的發(fā)音體是琴弦，鋼琴是通過鍵盤的杠桿作用，將演奏者手指觸鍵的能量傳送給聯(lián)動杠桿，再由聯(lián)動杠桿在上升的同時，以推桿頂起小錘下方的凸輪，進(jìn)而推動小錘借慣性沖力擊弦，琴弦在小錘的力的作用下振動而發(fā)音。
鋼琴是一種十二平均律制的樂器，其八度的音程(二倍頻程)按頻率等比例地分成十二等份，每一等份稱為一個半音，即小二度。一個大二度則是兩等份。半音是十二平均律組織中最小的音高距離。國際標(biāo)準(zhǔn)音規(guī)定，鋼琴的a1(小字一組的a音，對應(yīng)鋼琴鍵是49a)的頻率是為440hz；又規(guī)定每相鄰半音的頻率比值為根據(jù)這一規(guī)定，就可以算出鋼琴上88個琴鍵音(52個白鍵，36個黑鍵)的標(biāo)準(zhǔn)頻率。
在目前的鋼琴教育及學(xué)習(xí)過程中，被最廣泛運(yùn)用的傳統(tǒng)鋼琴(區(qū)別于電子琴、電鋼琴等)是一種純機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置，不能在演奏者彈奏的過程中采集音準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，來對演奏者的演奏進(jìn)行對比和分析，無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化和智能數(shù)字化的教學(xué)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供一種鋼琴彈奏音準(zhǔn)的檢測裝置。
本發(fā)明提供了一種鋼琴彈奏音準(zhǔn)的檢測裝置，包括聲音采集模塊、音頻采集模塊、手形檢測模塊、顯示模塊、對比評價模塊、警示模塊、中央處理器以及無線通信模塊；
所述聲音采集模塊用于接收鋼琴的發(fā)音，同時把鋼琴發(fā)音轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l電子信號發(fā)送到所述音頻采集模塊中；
所述音頻采集模塊用于接收所述聲音采集模塊發(fā)送來的音頻電子信號，并將接收到的音頻電子信號轉(zhuǎn)換為高音數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；同時對接收到的音頻電子信號進(jìn)行檢測和分析，獲得音樂基本信息的檢測數(shù)據(jù)，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；
所述手形檢測模塊用于檢測各手指的運(yùn)動方向和運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度，并將檢測到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；
所述中央處理器用于實時接收所述音頻采集模塊所發(fā)送的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)并發(fā)送給無線通信模塊，中央處理器同時將所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給所述對比評價模塊；
所述中央處理器還用于實時接收所述手形檢測模塊所發(fā)送的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)并發(fā)送給無線通信模塊，中央處理器同時將所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)發(fā)送給所述對比評價模塊；
所述對比評價模塊用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)，對比評價模塊同時將所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時對比，若所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)值高于設(shè)定值，所述對比評價模塊向所述警示模塊發(fā)送音頻異常報警指令；
所述對比評價模塊還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)，對比評價模塊同時將所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)對比，若所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)高于設(shè)定值，所述對比評價模塊向所述警示模塊發(fā)送手形異常報警指令；
所述警示模塊包括第一報警器和第二報警器；所述第一報警器用于接收所述對比評價模塊發(fā)送來的音頻異常報警指令并發(fā)出第一報警聲；所述第二報警器用于接收所述對比評價模塊發(fā)送來的手形異常報警指令并發(fā)出第二報警聲；
所述無線通信模塊用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)并發(fā)送給檢測中心；所述無線通信模塊還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)并發(fā)送給檢測中心。
較佳地，所述中央處理器還通過電源模塊與電源開關(guān)連接。
較佳地，所述音頻采集模塊包括分別與所述中央處理器信號連接的數(shù)據(jù)處理模塊和運(yùn)算模塊。
較佳地，所述手形檢測模塊包括分別與所述中央處理器信號連接的按壓力度傳感器和運(yùn)動姿態(tài)傳感器。
較佳地，所述中央處理器還信號連接有輸出模塊。
較佳地，所述中央處理器還信號連接有顯示模塊；所述顯示模塊包括波形曲線顯示模塊、頻譜曲線顯示模塊以及實測頻率顯示模塊。
較佳地，所述無線通信模塊還信號連接有移動客戶端。
較佳地，所述中央處理器是msp430單片機(jī)或型號為omroncp1e-n20dr-d的plc控制器。
較佳地，所述無線通信模塊是3g無線通信模塊、4g無線通信模塊或wifi模塊。
本發(fā)明提供一種鋼琴彈奏音準(zhǔn)的檢測裝置，通過設(shè)置運(yùn)動姿態(tài)傳感器，可以檢測出各手指的運(yùn)動方向和運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及手指與手指之間分開或者并攏的狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)處理裝置對傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析處理，不僅能識別彈奏鋼琴時的靜態(tài)手形，也可以識別動態(tài)手形，即對彈奏鋼琴時的多種手形進(jìn)行準(zhǔn)確識別；通過設(shè)置按壓力度傳感器，可以檢測出鋼琴彈奏時哪個琴鍵被按下以及按下的力度大小等級，進(jìn)一步通過中央處理器對傳感器組件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析處理，可以對鋼琴彈奏時的音準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確識別；若音準(zhǔn)差距較大，可以通過警示模塊發(fā)出警報，進(jìn)一步便于用戶對鋼琴的保養(yǎng)和調(diào)教。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的一種鋼琴彈奏音準(zhǔn)的檢測裝置的電系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實施方式的限制。
如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種鋼琴彈奏音準(zhǔn)的檢測裝置，包括聲音采集模塊、音頻采集模塊、手形檢測模塊、顯示模塊、對比評價模塊、警示模塊、中央處理器以及無線通信模塊；
所述聲音采集模塊用于接收鋼琴的發(fā)音，同時把鋼琴發(fā)音轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l電子信號發(fā)送到所述音頻采集模塊中；
所述音頻采集模塊用于接收所述聲音采集模塊發(fā)送來的音頻電子信號，并將接收到的音頻電子信號轉(zhuǎn)換為高音數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；同時對接收到的音頻電子信號進(jìn)行檢測和分析，獲得音樂基本信息的檢測數(shù)據(jù)，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；
所述手形檢測模塊用于檢測各手指的運(yùn)動方向和運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度，并將檢測到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；
所述中央處理器用于實時接收所述音頻采集模塊所發(fā)送的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)并發(fā)送給無線通信模塊，中央處理器同時將所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給所述對比評價模塊；
所述中央處理器還用于實時接收所述手形檢測模塊所發(fā)送的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)并發(fā)送給無線通信模塊，中央處理器同時將所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)發(fā)送給所述對比評價模塊；
所述對比評價模塊用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)，對比評價模塊同時將所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時對比，若所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)值高于設(shè)定值，所述對比評價模塊向所述警示模塊發(fā)送音頻異常報警指令；
所述對比評價模塊還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)，對比評價模塊同時將所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)對比，若所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)高于設(shè)定值，所述對比評價模塊向所述警示模塊發(fā)送手形異常報警指令；
所述警示模塊包括第一報警器和第二報警器；所述第一報警器用于接收所述對比評價模塊發(fā)送來的音頻異常報警指令并發(fā)出第一報警聲；所述第二報警器用于接收所述對比評價模塊發(fā)送來的手形異常報警指令并發(fā)出第二報警聲；
所述無線通信模塊用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)并發(fā)送給檢測中心；所述無線通信模塊還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)并發(fā)送給檢測中心。
進(jìn)一步地，所述中央處理器還通過電源模塊與電源開關(guān)連接。
進(jìn)一步地，所述音頻采集模塊包括分別與所述中央處理器信號連接的數(shù)據(jù)處理模塊和運(yùn)算模塊。
進(jìn)一步地，所述手形檢測模塊包括分別與所述中央處理器信號連接的按壓力度傳感器和運(yùn)動姿態(tài)傳感器。
進(jìn)一步地，所述中央處理器還信號連接有輸出模塊。
進(jìn)一步地，所述中央處理器還信號連接有顯示模塊；所述顯示模塊包括波形曲線顯示模塊、頻譜曲線顯示模塊以及實測頻率顯示模塊。
進(jìn)一步地，所述無線通信模塊還信號連接有移動客戶端。
進(jìn)一步地，所述中央處理器是msp430單片機(jī)或型號為omroncp1e-n20dr-d的plc控制器。
進(jìn)一步地，所述無線通信模塊是3g無線通信模塊、4g無線通信模塊或wifi模塊。
綜上所述，本發(fā)明實施例提供的一種鋼琴彈奏音準(zhǔn)的檢測裝置，包括聲音采集模塊、音頻采集模塊、手形檢測模塊、顯示模塊、對比評價模塊、警示模塊、中央處理器以及無線通信模塊；所述聲音采集模塊用于接收鋼琴的發(fā)音，同時把鋼琴發(fā)音轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l電子信號發(fā)送到所述音頻采集模塊中；所述音頻采集模塊用于接收所述聲音采集模塊發(fā)送來的音頻電子信號，并將接收到的音頻電子信號轉(zhuǎn)換為高音數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；同時對接收到的音頻電子信號進(jìn)行檢測和分析，獲得音樂基本信息的檢測數(shù)據(jù)，并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；所述手形檢測模塊用于檢測各手指的運(yùn)動方向和運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度，并將檢測到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)發(fā)送給所述中央處理器；所述中央處理器用于實時接收所述音頻采集模塊所發(fā)送的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)并發(fā)送給無線通信模塊，中央處理器同時將所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)發(fā)送給所述對比評價模塊；所述中央處理器還用于實時接收所述手形檢測模塊所發(fā)送的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)并發(fā)送給無線通信模塊，中央處理器同時將所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)發(fā)送給所述對比評價模塊；所述對比評價模塊用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)，對比評價模塊同時將所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行實時對比，若所接收到的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)值高于設(shè)定值，所述對比評價模塊向所述警示模塊發(fā)送音頻異常報警指令；所述對比評價模塊還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)，對比評價模塊同時將所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)對比，若所接收到的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)高于設(shè)定值，所述對比評價模塊向所述警示模塊發(fā)送手形異常報警指令；所述警示模塊包括第一報警器和第二報警器；所述第一報警器用于接收所述對比評價模塊發(fā)送來的音頻異常報警指令并發(fā)出第一報警聲；所述第二報警器用于接收所述對比評價模塊發(fā)送來的手形異常報警指令并發(fā)出第二報警聲；所述無線通信模塊用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的高音數(shù)據(jù)和檢測數(shù)據(jù)并發(fā)送給檢測中心；所述無線通信模塊還用于實時接收所述中央處理器發(fā)送來的各手指的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及鋼琴彈奏時的按壓力度實時數(shù)據(jù)并發(fā)送給檢測中心。本發(fā)明提供一種鋼琴彈奏音準(zhǔn)的檢測裝置，通過設(shè)置運(yùn)動姿態(tài)傳感器，可以檢測出各手指的運(yùn)動方向和運(yùn)動速度數(shù)值、各手指彎曲的程度以及手指與手指之間分開或者并攏的狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)處理裝置對傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析處理，不僅能識別彈奏鋼琴時的靜態(tài)手形，也可以識別動態(tài)手形，即對彈奏鋼琴時的多種手形進(jìn)行準(zhǔn)確識別；通過設(shè)置按壓力度傳感器，可以檢測出鋼琴彈奏時哪個琴鍵被按下以及按下的力度大小等級，進(jìn)一步通過中央處理器對傳感器組件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析處理，可以對鋼琴彈奏時的音準(zhǔn)進(jìn)行準(zhǔn)確識別；若音準(zhǔn)差距較大，可以通過警示模塊發(fā)出警報，進(jìn)一步便于用戶對鋼琴的保養(yǎng)和調(diào)教。
以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是，本發(fā)明實施例并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。