專利名稱：一種樂譜顯示及演奏電子裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種演奏裝置，尤其涉及一種樂譜顯示及演奏電子裝置。
背景技術：
音樂是聲音的表現(xiàn)藝術，其音符的表現(xiàn)背后蘊藏著無限的意義。這給想象力、邏輯 思維能力及跳躍性思維提供了無限的空間，因此學習音樂對提高智力及大腦的各方面能力 都有極大的幫助。在音樂學習的日常練習中，注意力也能夠得到相應的提高，對音樂鍥而不 舍的追求更能培養(yǎng)堅韌不拔的毅力。然而，音樂學習過程相對比較漫長，在這個過程中，眾 多音樂學習者都曾為下列事情而苦惱(1)在演奏過程中需要手動翻動樂譜，因而給演奏者帶來不便。1996年中國專利 局公告的由江濤申報，中國專利號為ZL95236571.5號《自動翻頁樂譜架》的實用新型專 利；2005年中國專利局公告的由王驕申報，中國專利號為=200420089387. 4號《新型鋼琴樂 譜翻頁器》的實用新型專利，是很有價值的發(fā)明。但尚不足的是，它們都是通過一定的機械 裝置，來解決樂譜架上自動翻頁的問題。(2)在日常練習過程中，為尋找某個作品的樂譜，必須要購買整套曲集，或者復印 該作品的樂譜。當樂譜日積月累逐漸增多時，樂譜比較凌亂并且難于整理。(3)在學習音樂過程中，樂譜字太小、紙張為比較耀眼的白色是造成視疲勞、甚至 近視的主要原因。音樂學習者還需將樂譜復印放大，并購買淺黃色或淺綠色亞光紙張的樂
■i並 曰ο(4)在現(xiàn)有技術的樂譜顯示電子裝置中，樂譜的翻頁需要通過用戶按鍵，或 者計時器進行半自動翻頁。2004年中國專利局公告的由孫偉民申報，中國專利號為 200420019294. 4號《用于顯示樂譜的裝置》的實用新型專利，由紅外遙控的控制裝 置，按照指令進行翻頁操作；2005年中國專利局公告的由楊義欣申報，中國專利號為 200520105200. X號《液晶樂譜顯示裝置》的實用新型專利，由樂譜架、系統(tǒng)控制臺和若干與 系統(tǒng)控制臺連接的子顯示裝置組成，并采用系統(tǒng)控制臺對樂譜進行集中統(tǒng)一的控制管理； 2007年中國專利局公告的由劉利民和閆萍申報，中國專利號為ZL200620022909. 8號《一 種樂譜電子顯示控制裝置》的實用新型專利，采用微控制器和LCD顯示裝置實現(xiàn)樂譜的顯 示，并通過操作按鍵完成手動翻頁功能；2007年中國專利局公告的由劉天嬌申報，中國專 利號為ZL200620030994. 2號《電子自動顯示樂譜器》的實用新型專利，由與CPU連接的計 時器實現(xiàn)自動翻頁，或者通過顯示裝置中的向前翻頁鍵、向后翻頁鍵手動翻頁；2008年中 國專利局公告的由周鏗申報，中國專利號為ZL200820002050. 3號《電子樂譜顯示裝置》的 實用新型專利，由無線連接便攜式手提電腦的視頻分配器提供給顯示裝置，通過手控翻頁 裝置或腳控翻頁裝置進行翻頁。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種樂譜顯示及演奏電子裝置，通過對用戶彈奏的音符采集和編碼，并運行聲音模式識別程序，比對樂譜演奏聲音文件，識別出用戶彈奏樂譜中相應的音符，實現(xiàn)樂譜的同步滾動顯示，有效地通過非機械方式解決樂譜全自動翻頁的問題。本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)的，用戶通過功能按鍵接口連接的各個功能按鍵，對應進入 三種模式樂譜顯示工作模式、樂譜演奏工作模式、節(jié)拍器工作模式；樂譜顯示工作模式為(1)微處理器通過USB接口，讀取存儲在USB存儲器的樂譜文件列表；(2)微處理器通過液晶顯示模塊，將樂譜文件列表顯示在液晶顯示屏；(3)用戶通過功能按鍵接口連接的功能按鍵選擇需要顯示的樂譜名稱，設置顯示 大小比例參數(shù)值；(4)微處理器通過USB接口，根據(jù)選中的樂譜名稱讀取存儲在USB存儲器相應的樂 譜文件和樂譜演奏聲音文件，并保存在隨機存儲器中；(5)微處理器根據(jù)顯示大小比例參數(shù)值，將保存在隨機存儲器的樂譜文件開始部 分，通過液晶顯示模塊驅動液晶顯示屏顯示；(6)微處理器通過音頻編碼器連接的麥克風，對用戶彈奏的音符采集和編碼，并運 行聲音模式識別程序，比對保存在隨機存儲器的樂譜演奏聲音文件，識別出用戶彈奏樂譜 中相應的音符；(7)微處理器根據(jù)識別出用戶彈奏的音符，將保存在隨機存儲器的樂譜文件后續(xù) 部分，通過液晶顯示模塊驅動液晶顯示屏同步滾動顯示；樂譜演奏工作模式為(1)微處理器通過USB接口，讀取存儲在USB存儲器的樂譜文件列表；(2)微處理器通過液晶顯示模塊，將樂譜文件列表顯示在液晶顯示屏；(3)用戶通過功能按鍵接口連接的功能按鍵選擇需要顯示的樂譜名稱，設置顯示 大小比例參數(shù)值； (4)微處理器通過USB接口，根據(jù)選中的樂譜名稱讀取存儲在USB存儲器相應的樂 譜文件和樂譜演奏聲音文件，并保存在隨機存儲器中；(5)微處理器將保存在隨機存儲器的樂譜演奏聲音文件，通過音頻解碼器進行解 碼，并驅動揚聲器播放樂譜演奏聲音。(6)微處理器根據(jù)顯示大小比例參數(shù)值，將保存在隨機存儲器的樂譜文件，跟隨樂 譜演奏聲音文件解碼的進度，通過液晶顯示模塊驅動液晶顯示屏同步滾動顯示；節(jié)拍器工作模式為(1)用戶通過功能按鍵接口連接的功能按鍵設置節(jié)拍類型和節(jié)拍速度參數(shù)值；(2)微處理器通過USB接口，根據(jù)節(jié)拍類型讀取存儲在USB存儲器的節(jié)拍聲音文 件，并保存在隨機存儲器中；(3)微處理器根據(jù)節(jié)拍速度參數(shù)設置定時器的定時間隔；(4)微處理器根據(jù)定時器溢出中斷，讀取保存在隨機存儲器的節(jié)拍聲音文件，通過 音頻解碼器進行解碼，并驅動揚聲器播放節(jié)拍器聲音。實現(xiàn)上述功能的樂譜顯示及演奏電子裝置，它包括機體、機體上部面板、機體內部 設置的電路控制系統(tǒng)，其特征是所述機體上部面板安裝有揚聲器、功能按鍵、麥克風和液晶 顯示屏；所述電路控制系統(tǒng)由微處理器、音頻解碼器、音頻編碼器、隨機存儲器、存有顯示控制程序的只讀存儲器、定時器、USB接口、USB存儲器、帶控制驅動器的液晶顯示模塊和功能 按鍵接口組成；所述微處理器分別連接音頻解碼器、音頻編碼器、隨機存儲器、只讀存儲器、 定時器、USB接口、帶控制驅動器的液晶顯示模塊和功能按鍵接口，運行保存在只讀存儲器 的顯示控制程序；所述USB接口連接USB存儲器；所述音頻解碼器連接揚聲器；所述音頻編 碼器連接麥克風；所述帶控制驅動器的液晶顯示模塊連接液晶顯示屏；所述功能按鍵接口 連接功能按鍵。本發(fā)明的目的在于提供一種樂譜顯示及演奏電子裝置。該方法新穎、簡單，與現(xiàn)有 的紙質樂譜方式相比較，具有如下實質性特點和顯著優(yōu)點1、數(shù)字化樂譜的存儲及顯示
本發(fā)明一種樂譜顯示及演奏電子裝置，由于實現(xiàn)了數(shù)字化樂譜的存儲及顯示，不 僅有利于樂譜的管理與保存，并且能很方便地實現(xiàn)樂譜的放大顯示。2、樂譜的自動翻頁本發(fā)明一種樂譜顯示及演奏電子裝置，通過對用戶彈奏的音符采集和編碼，并運 行聲音模式識別程序，比對樂譜演奏聲音文件，識別出用戶彈奏樂譜中相應的音符，實現(xiàn)樂 譜的同步滾動顯示，有效地通過非機械方式解決樂譜自動翻頁的問題。3、樂譜的演奏本發(fā)明一種樂譜顯示及演奏電子裝置，通過音頻解碼器進行樂譜演奏聲音文件的 解碼，在同步顯示樂譜的基礎上驅動揚聲器播放樂譜演奏聲音，有效地實現(xiàn)了樂譜的演奏， 有利于音樂日常練習過程中的對照學習。4、節(jié)拍器的功能本發(fā)明一種樂譜顯示及演奏電子裝置，通過設置節(jié)拍速度、節(jié)拍類型參數(shù)值，讀取 節(jié)拍類型對應的聲音文件，借助音頻解碼器進行解碼，并驅動揚聲器播放節(jié)拍器聲音，實現(xiàn) 節(jié)拍器的功能。迄今為止，市場上還沒有出現(xiàn)過這樣一種裝置它適用于簡譜、五線譜、吉他六線 譜等各種樂譜，既能用于樂譜顯示，又能演奏樂譜，并且具備節(jié)拍器的功能，是用于音樂學 習及教學的輔助設備。
圖1為本發(fā)明的結構示意圖。圖2為本發(fā)明電路控制系統(tǒng)的電路原理框圖。圖3是本發(fā)明的聲音模式識別程序的流程圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明一種樂譜顯示及演奏電子裝置的技術內容，特舉以 下實施例詳細說明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，它由該裝置的機體101，機體上部面板安 裝的揚聲器103、功能按鍵104、麥克風105和液晶顯示屏106，機體內部設置的電路控制系 統(tǒng)102組成。參照圖2所示的電路原理框圖，電路控制系統(tǒng)102由微處理器201、音頻解碼器202、音頻編碼器203、隨機存儲器204、存有顯示控制程序的只讀存儲器205、定時器206、 USB接口 207、USB存儲器208、帶控制驅動器的液晶顯示模塊209和功能按鍵接口 210組 成。其中，微處理器201分別連接音頻解碼器202、音頻編碼器203、隨機存儲器204、只讀 存儲器205、定時器206、USB接口 207、帶控制驅動器的液晶顯示模塊209和功能按鍵接口 210，并運行保存在只讀存儲器205的顯示控制程序；USB接口 207連接USB存儲器208 ；音 頻解碼器202連接揚聲器103 ；音頻編碼器203連接麥克風105 ；帶控制驅動器的液晶顯示 模塊209連接液晶顯示屏106 ；功能按鍵接口 210連接功能按鍵104。
對于樂譜顯示及演奏電子裝置的樂譜顯示工作模式，本實施例的聲音模式識別程 序具體流程如圖3所示，步驟如下301預濾波通過設置帶通濾波器的上、下截止頻率，抑制語音信號各頻域分量中 頻率超出一半采樣頻率的所有分量，防止混疊干擾；302預加重通過使用一階數(shù)字濾波器，提升高頻部分，使語音信號的頻譜變得平 坦；303加窗分幀通過使用矩形窗函數(shù)與語音信號相乘，得到加窗語音信號；304音符切分根據(jù)對語音信號的短時能量函數(shù)和過零率計算結果，設定雙門限 來切分音符。利用過零率檢測清音、短時能量檢測濁音，兩者配合使用進行端點檢測，將整 個語音信號分解成一個個獨立、完整的音符信號。305基音檢測根據(jù)自相關函數(shù)對加窗語音信號進行短時相關分析，通過自相關 函數(shù)在基音周期的整數(shù)倍位置出現(xiàn)的峰值，提取基音周期值；306音長特性通過步驟304音符切分后每個音符延續(xù)時間，計算后一個音符與前 個音符的音長比，得到相應的音長特性參數(shù)；307基音頻率通過步驟305基音檢測提取的基音周期值，計算相應的基音頻率參 數(shù)；308音高值通過步驟307得到的基音頻率，以及“音高值=12 X Iog2 (基音頻率 /440)+69”的換算關系，計算出相應的音高值參數(shù)；309數(shù)值型特征參數(shù)通過步驟306得到的音長特性，以及步驟308得到的音高 值，得到相應的數(shù)值型特征參數(shù)對(音高差，音長比)；310字符串特征參數(shù)通過步驟307得到的基音頻率，根據(jù)基音頻率的大小變化計 算出相應的字符串特征參數(shù)；311字符串特征參數(shù)匹配通過求取最長公共子串程序，找出步驟310得到的字符 串特征參數(shù)與樂譜演奏聲音文件中提取出的字符串特征參數(shù)之間最長公共子串長度；312旋律輪廓特征參數(shù)匹配通過步驟309得到的數(shù)值型特征參數(shù)對(音高差，音 長比)，計算出與樂譜演奏聲音文件中提取出的數(shù)值型特征參數(shù)對的最小距離測度；313綜合參數(shù)判斷通過將步驟311計算出的最長公共子串長度，除以步驟312計 算出的最小距離測度，得到綜合參數(shù)值。依據(jù)綜合參數(shù)值越大，匹配程度越高的原則，識別 出用戶彈奏樂譜中相應的音符。
權利要求
一種樂譜顯示及演奏電子裝置，其特征是用戶通過功能按鍵接口連接的各個功能按鍵，對應進入三種模式樂譜顯示工作模式、樂譜演奏工作模式、節(jié)拍器工作模式；樂譜顯示工作模式為(1)微處理器通過USB接口，讀取存儲在USB存儲器的樂譜文件列表；(2)微處理器通過液晶顯示模塊，將樂譜文件列表顯示在液晶顯示屏；(3)用戶通過功能按鍵接口連接的功能按鍵選擇需要顯示的樂譜名稱，設置顯示大小比例參數(shù)值；(4)微處理器通過USB接口，根據(jù)選中的樂譜名稱讀取存儲在USB存儲器相應的樂譜文件和樂譜演奏聲音文件，并保存在隨機存儲器中；(5)微處理器根據(jù)顯示大小比例參數(shù)值，將保存在隨機存儲器的樂譜文件開始部分，通過液晶顯示模塊驅動液晶顯示屏顯示；(6)微處理器通過音頻編碼器連接的麥克風，對用戶彈奏的音符采集和編碼，并運行聲音模式識別程序，比對保存在隨機存儲器的樂譜演奏聲音文件，識別出用戶彈奏樂譜中相應的音符；(7)微處理器根據(jù)識別出用戶彈奏的音符，將保存在隨機存儲器的樂譜文件后續(xù)部分，通過液晶顯示模塊驅動液晶顯示屏同步滾動顯示；樂譜演奏工作模式為(1)微處理器通過USB接口，讀取存儲在USB存儲器的樂譜文件列表；(2)微處理器通過液晶顯示模塊，將樂譜文件列表顯示在液晶顯示屏；(3)用戶通過功能按鍵接口連接的功能按鍵選擇需要顯示的樂譜名稱，設置顯示大小比例參數(shù)值；(4)微處理器通過USB接口，根據(jù)選中的樂譜名稱讀取存儲在USB存儲器相應的樂譜文件和樂譜演奏聲音文件，并保存在隨機存儲器中；(5)微處理器將保存在隨機存儲器的樂譜演奏聲音文件，通過音頻解碼器進行解碼，并驅動揚聲器播放樂譜演奏聲音。(6)微處理器根據(jù)顯示大小比例參數(shù)值，將保存在隨機存儲器的樂譜文件，跟隨樂譜演奏聲音文件解碼的進度，通過液晶顯示模塊驅動液晶顯示屏同步滾動顯示；節(jié)拍器工作模式為(1)用戶通過功能按鍵接口連接的功能按鍵設置節(jié)拍類型和節(jié)拍速度參數(shù)值；(2)微處理器通過USB接口，根據(jù)節(jié)拍類型讀取存儲在USB存儲器的節(jié)拍聲音文件，并保存在隨機存儲器中；(3)微處理器根據(jù)節(jié)拍速度參數(shù)設置定時器的定時間隔；(4)微處理器根據(jù)定時器溢出中斷，讀取保存在隨機存儲器的節(jié)拍聲音文件，通過音頻解碼器進行解碼，并驅動揚聲器播放節(jié)拍器聲音。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種樂譜顯示及演奏電子裝置，其特征是它包括機體、機體 上部面板、機體內部設置的電路控制系統(tǒng)，所述機體上部面板安裝有揚聲器、功能按鍵、麥 克風和液晶顯示屏；所述電路控制系統(tǒng)由微處理器、音頻解碼器、音頻編碼器、隨機存儲器、 存有顯示控制程序的只讀存儲器、定時器、USB接口、USB存儲器、帶控制驅動器的液晶顯示 模塊和功能按鍵接口組成；所述微處理器分別連接音頻解碼器、音頻編碼器、隨機存儲器、 只讀存儲器、定時器、USB接口、帶控制驅動器的液晶顯示模塊和功能按鍵接口，運行保存在只讀存儲器的顯示控制程序；所述USB接口連接USB存儲器；所述音頻解碼器連接揚聲器；所述音頻編碼器連接麥克風；所述帶控制驅動器的液晶顯示模塊連接液晶顯示屏；所述功能按鍵接口連接功能按鍵。
全文摘要
一種樂譜顯示及演奏電子裝置。用戶通過功能按鍵接口連接的各個功能按鍵，分別進入樂譜顯示工作模式、樂譜演奏工作模式、節(jié)拍器工作模式。本發(fā)明適用于簡譜、五線譜、吉他六線譜等各種樂譜的顯示及演奏，是用于音樂學習及教學的輔助設備。
文檔編號G10H1/00GK101800045SQ20101004586
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權日2010年1月21日
發(fā)明者冷子陽, 冷明, 孫凌宇 申請人:冷明