基于球形超声电机的激光标识乐器示教系统和示教方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于球形超声电机的激光标识乐器示教系统和示教方法，该示教系统包括音乐信号采集端、单片机系统、基于球形超声电机的激光投影装置。基于球形超声电机的激光投影装置包括球型超声电机和激光源。音乐信号采集端采集并处理音乐信号并通过无线通信控制单片机系统调节球形超声电机并带动激光源，以产生有序的激光投影信号，用来指示乐器的演奏。示教方法包括初始定位、音乐信号的采集和识别和激光投影示教。该示教系统的示教模式多样，不需要安装在乐器上、体积小、携带方便，无需改变乐器自身的结构；示教方法简单易学、可操作性强，适合于不同年龄和不同乐器演奏水平的使用者，适用范围广泛，可示教的不同的乐器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乐器示教系统和示教方法，特别涉及一种。
技术介绍
乐器为广大人民大众所喜爱，但是对于新手来说，乐器弹奏培训花费时间长且费用昂贵；对于教师来说，传统的教学模式显得效率低下，因此智能示教系统的开发很有必要。美国专利US20120064498A1报道了一种基于计算机实现的交互式 的乐器示教系统，它由乐器、接口、计算机组成，乐器里面需要嵌入视觉标识器，计算机通过软件接收接口信号的同时给出示教的控制信号，控制乐器里面的视觉标识器，为使用者的演奏提示视觉上的信号提示，以达到示教的功能。但该专利技术涉及的乐器示教系统需要加入视觉标识器，比如针对吉他，需要在吉他的每一根弦增加相应的视觉标识器，因此为了实现交互式的示教需要对乐器本身进行改造，无法广泛地运用到现有的乐器中。美国专利US2005005761A1报道了一种教授音乐的系统，它实现了乐器弹奏的可视化指示，但是在实现的过程中，指示灯位于乐器附近的地方，如专利的说明书附图的图I所示，指示灯位于乐器按键的上方。由于视觉的指示信号并未准确地显示在乐器的按键上，弹奏过程中需要人为地将信号指示与相应的按键进行对应，增加了弹奏者的学习难度。另夕卜，这样的实现也需要大量的指示灯嵌入到乐器表面，难以广泛地运用到现有的乐器中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有乐器教学的不足，提供一种激光标识乐器示教系统，采用如下的技术方案—种基于球形超声电机的激光标识乐器不教系统，它包括音乐信号米集端、单片机系统、球形超声电机和激光源，其中球形超声电机和激光源组成了激光投影装置。所述的音乐信号采集端对音乐信号进行采集和识别，得到文本编码，并且生成控制信号，通过无线通信将控制信号传输至所述的单片机系统；所述的单片机系统接收控制信号，驱动并控制球形超声电机，带动激光源实现乐器的示教。本专利技术激光标识示教系统的基本原理是通过音乐信号采集端将采集到的音乐信号转换为文本编码，能被视觉识别的音乐信号(图像信号)可通过图像识别技术转化为文本编码，能被听觉识别的音乐信号(声音信号)可通过音频识别技术转化为文本编码，音乐信号采集端根据此文本编码，通过算法将其转换成坐标、角度、投影时间长度的时间序列，将该时间序列作为控制信号，通过无线通信传输到单片机系统，单片机系统接收控制信号，按照控制信号的时间顺序驱动基于球形超声电机的激光投影装置进行投影示教。本专利技术的激光标识示教系统可实现实时示教与再现示教，实时示教是音乐信号采集端在采集和识别的同时，给单片机系统发出控制信号控制球形超声电机并带动激光源进行投影示教。使用者可以通过示教系统做到边听边演奏，或边看边演奏。再现示教是指音乐信号采集端中能够存储文本编码，可以依照使用者的需求，重复的进行示教。所述的音乐信号包括纸质乐谱、电子乐谱等能够被视觉识别的信号，实时音乐、人声现场音乐会、电视节目录音等能够被听觉识别的信号，MIDI、MP3、WAV等能被计算机或移动智能终端识别的标准音频格式文件。音乐信号采集端对乐谱、实时声音信号等能够 被视觉(图像)或听觉(声音)识别的音乐信号进行采集和识别，得到文本编码，并且能够生成控制信号。所述的音乐信号采集端包括计算机和/或移动智能终端。所述的移动智能终端指能够捕获外部信息，能进行计算、分析和处理，并在不同终端之间能够进行信息传输的便携式设备；所述的移动智能终端包括但不限于各种智能手机、PDA、笔记本电脑、上网本、平板电脑(如ipad等)、掌上电脑、智能掌上游戏机、PocketPC、Tablet PC 等。所述的音乐信号采集端可以有三种方式计算机、移动智能终端、由计算机和移动智能终端组成的复合系统。所述的音乐信号采集端的使用范围在于I.采用计算机或移动智能终端作为音乐信号采集端适合于任何场合，特别适合于个人、家庭等等需要处理的信息量小的私人场合；2.由计算机和移动智能终端组成的复合系统作为音乐信号采集端适合于任何场合，特别适合于工作室、演唱会等需要处理的信息量大的公开场合。所述的音乐信号采集端有三种具体实现方式I.计算机计算机通过内置或外部配置的信息获取装置获得能够被视觉识别和/或听觉识别的音乐信号，能被视觉识别的音乐信号(即图像信号)可通过图像识别技术将图形转换成处理器可识别的文本编码，能被听觉识别的音乐信号(即声音信号)可通过音频识别技术转换为处理器可识别的文本编码，标准音频格式文件可以通过播放器播放，转换成声音信号，然后通过音频识别技术将其转换为处理器可识别的文本编码，然后计算机以此文本编码为基础，通过算法生成时间序列，该时间序列作为控制信号通过无线通信把控制信号发送给单片机系统。2.移动智能终端移动智能终端通过内置或外部配置的信息获取装置获得能够被视觉识别和/或听觉识别的音乐信号，能被视觉识别的音乐信号(即图像信号)可通过图像识别技术将图形转换成处理器可识别的文本编码，能被听觉识别的音乐信号(即声音信号)可通过音频识别技术转换为处理器可识别的文本编码，标准音频格式文件可以通过播放器播放，转换成声音信号，然后通过音频识别技术将其转换为处理器可识别的文本编码，移动智能终端以此文本编码为基础，通过算法生成时间序列，该时间序列作为控制信号通过无线通信把控制信号发送给单片机系统。3.由计算机和移动智能终端组成的复合系统(I)通过计算机内置或外部配置的信息获取装置获得能够被视觉识别和/或听觉识别的音乐信号，输出到移动智能终端。能被视觉识别的音乐信号(即图像信号)可通过图像识别技术将图形转换成处理器可识别的文本编码，能被听觉识别的音乐信号(即声音信号)可通过音频识别技术转换为处理器可识别的文本编码，标准音频格式文件可以通过播放器播放，转换成声音信号，然后通过音频识别技术将其转换为处理器可识别的文本编码，以此文本编码为基础，移动智能终端通过算法生成时间序列，该时间序列作为控制信号，然后通过无线通信把控制信号发送给单片机系统。(2)由移动智能终端内置或外部配置的信息获取装置获得能够被视觉识别和/或听觉识别的音乐信号，输出到计算机。能被视觉识别的音 乐信号(即图像信号)可通过图像识别技术将图形转换成处理器可识别的文本编码，能被听觉识别的音乐信号(即声音信号)可通过音频识别技术转换为处理器可识别的文本编码，标准音频格式文件可以通过播放器播放，转换成声音信号，然后通过音频识别技术将其转换为处理器可识别的文本编码，以此文本编码为基础，计算机通过算法生成时间序列，该时间序列作为控制信号，通过无线通信把控制信号发送给单片机系统。所述的信息获取装置是指能够将现实中的信息(如图像、声音、文字、数据等)转化为计算机和/或智能移动终端能够识别的编码和/或电信号的装置，包括但不限于摄像设备、录音设备、扫描设备等。所述的单片机系统包括单片机和蓝牙模块。其中蓝牙模块用于接收音乐信号采集端发送的控制信号，单片机用于根据控制信号控制激光投影装置进行投影。所述的激光源用以产生激光，用激光闪烁的频率表示音乐的节奏，激光所指示到的位置表示使用者需要演奏的位置；激光源安装在球形超声电机上，球形超声电机用以控制激光源的方向，从而控制射出激光的角度，即可以控制激光指示的位置。这种激光投影装置的灵敏度高，指示范围大，因而适用于任何场合。本专利技术的激光标识乐器示教系统包括初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于球形超声电机的激光标识乐器示教系统，其特征在于包括音乐信号采集端、单片机系统、球形超声电机和激光源；所述的音乐信号采集端对音乐信号进行采集和识别，得到文本编码，并且生成控制信号，通过无线通信将控制信号传输至所述的单片机系统；所述的单片机系统接收控制信号，驱动并控制球形超声电机，带动激光源实现乐器的示教。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟濬，蒋艺颖，曾祝青，谭毅华，苏蓝蓝，陈啸，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：