专利名称：多功能电子琴谱的制作方法
技术领域：
本发明涉及音频采集和音频处理领域，且特征是提供了一种具有可显示琴谱、翻 页、演奏音符同步跟踪以及错误提示功能的多功能电子琴谱装置。
背景技术：
传统的纸质琴谱在演奏者的翻页过程中可能会发生的页面粘连，碰翻等尴尬情 况。
发明内容
技术问题本发明目的是为演奏者提供一个能在乐器演奏过程中便捷翻页的琴 谱，同时实现乐谱的识别与显示，及同步闪动或变色等形式标识当前演奏到的乐符，实现演 奏音符同步跟踪。对不符合标准的演奏音符将进行闪动或变色提醒。技术方案一种新型多功能电子琴谱，包括结构部件、显示终端和控制系统，显示终端和控制 系统安装在结构部件内，控制系统连接控制显示终端。所述控制系统包括中央处理器、存储 器、读谱识别模块、同步琴谱跟踪显示模块、电源模块、输入/输出接口电路和翻页控制模 块；电源模块为控制系统供电；存储器、读谱识别模块、同步琴谱跟踪显示模块、电源模块、输入/输出接口电路 和翻页控制模块连接中央处理器；所述中央处理器输出控制信号给同步琴谱跟踪显示模 块、存储器、电源模块和输入/输出接口电路；读谱识别模块根据演奏者演奏的乐曲通过音频输入电路、音频识别电路和音频 解析电路，将演奏者演奏的乐曲分解出音调、音符和节拍数字信号输入给中央处理器；同步琴谱跟踪显示模块根据读谱识别模块传给中央处理器的数据与标准乐谱进 行实时比对后，将演奏者演奏乐曲的音调、音符和节拍，在显示器上实时显示出来，同时将 演奏中出现错误的地方标示在标准乐谱上；翻页控制模块根据演奏者的演奏曲目与标准 曲目实时比对的同时，自动识别到页尾音符时进行自动翻页。还包括触摸屏控制模块，触摸屏控制模块连接中央处理器；所述显示终端是触控 屏；所述触摸屏控制模块通过触摸屏的操作实现琴谱的搜索、删除，设置显示的背光、背 景以及手动触摸翻页功能。还包括录音回放模块，录音回放模块连接中央处理器，中央处理器输出控制信号 给录音回放模块；录音回放模块将存储器模块中演奏者演奏的乐曲，结合显示屏回放。
所述输入/输出接口电路包括存储卡接口电路和USB接口电路；存储卡接口电路 和USB接口电路都与中央处理器的输入/输出接口连接。翻页控制模块琴谱自动翻页模式采用在标准节拍设置下由用户自定义翻页时 间，或采用开启缓慢页面滚动功能进行琴谱自动翻页。翻页功能可设计为手动翻页和自动翻页。手动翻页需要用户在演奏中点击触摸屏指定位置；自动翻页是在标准节拍设置下可用户自定义翻页时间，或者开启缓慢页面滚动 功能，结合录音模块同步跟踪演奏者演奏到的乐符，在屏幕上用绿色指示出来，同时可通过 预设定来检测演奏者音符节、节拍的准确性，错误的地方在屏幕上用红色指示出来。本技术方案的结构部件为一个可显示两页琴谱的超薄型触摸屏显示器，安装有防 滑塑料垫、固定夹子、挂钩或吸盘等用于固定的装置，视需要选用。有益效果本发明的多功能电子琴谱对比同类电子阅读器，具有专业性的特点。不 仅能够提供便捷的演奏中触摸/自动翻页功能，还可以对演奏者演奏的乐曲进行音调、音 符、节拍同步跟踪、实时对错误进行提示。同时也可以借助于大容量的存储器和USB接口， 进行琴谱读取，以及一系列以乐谱演奏为主题的伴奏、音频录制等。给乐器爱好者在乐器学 习过程中带来极大的便利。高清的液晶显示，多种的翻页方式，海量的琴谱存储，快速的琴 谱检索，方便的数据操作，都给用户带来全新的演奏体验。
图1多功能电子琴谱结构图。图2乐谱识别模块流程图。图3同步琴谱跟踪显示模块工作流程图。
具体实施例方式配合附图，本发明的详细实施如下本例采用高分辨率的触摸屏作为显示终端，采用Linux操作开发系统，将存储器、 读谱识别模块、录音回放模块、同步琴谱跟踪显示模块、电源模块、触摸屏控制模块、输入/ 输出接口电路和翻页控制模块和中央处理器相连接，进行界面控制。见图1。软件系统中的阅读器以存储卡作为琴谱主要显示文本的载体。乐谱主要是PDF格 式，当然也可以读取其他常用格式文件。存储卡中的文档可以通过PC机更新。硬件部分主要分为以下模块(1)电源处理模块本发明使用电源直接供电，系统中各个模块的电压不一定相同，所以我们要对供 电电压进行分别处理。使用34063芯片进行升压或者降压，用2040芯片进行稳压。(2)触摸屏模块触控屏采用多点电容触摸屏，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈 系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，同时将演奏者演奏乐曲的音调、音符和节 拍，在显示器上实时显示出来。(3)存储器模块存储器采用大容量存储卡、性价比高、体积小、访问接口简单的存储卡。存储卡最 大时钟频率为25MHz，与其进行通讯的主机数据传输频率必须小于25MHz。(4)输入输出接口模块由于我们使用主板上本身有很多接口，有的直接可以利用。包括存储卡接口电路 和USB接口电路。图像显示采用HDMI接口或DVI接口。(5)翻页控制模块
翻页控制模块就是通过在触摸屏上操作实现琴谱的搜索、删除，设置显示的背光、 背景以及手动触摸翻页功能。(6)读谱识别模块读谱识别模块就是根据演奏者演奏的乐曲通过音频输入、音频识别和音频解析电 路将演奏者演奏的乐曲分解出音调、音符和节拍数字信号输入给中央处理器。(7)同步琴谱跟踪显示模块同步琴谱跟踪显示模块就是根据读谱识别模块传给中央处理器的数据与标准乐 谱进行实时比对后，将演奏者演奏乐曲的音调、音符和节拍，在显示器上实时显示出来，同 时将演奏中出现错误的地方标示在标准乐谱上，有利于用户演奏迅速进步。(9)触摸屏控制模块触摸屏控制模块通过触摸屏的操作实现琴谱的搜索、删除，设置显示的背光、背景 以及手动触摸翻页功能。软件设计部分软件部分主要由两个部分组成(1)系统软件模块采用Linux操作开发系统，实现实时操作的同时又能保证最大兼容乐谱的常用格 式。即使更换平台或加入新的功能，只需将新任务的编代码加入就能完成。系统软件包括 显示程序、触摸屏控制程序、语音接收程序、音频解码程序、播放器软件、虚拟键盘、文字输 入程序等。(2)同步琴谱跟踪识别软件根据演奏者演奏的乐曲通过音频输入、音频识别和音频解析电路将演奏者演奏的 乐曲分解出音调、音符和节拍数字信号输入给中央处理器后，通过同步琴谱跟踪识别软件 将演奏者演奏的乐曲，与存储器内标准的音调、音符或节拍进行逐一比对，得到演奏是否准 确的信息，同时在显示屏上实时用红色标示出演奏者出错的音调、音符或节拍。同步琴谱跟 踪识别软件流程见图2。读谱识别模块的输出和中央处理器相连，读谱识别模块由音频输入模块、音频识 别模块和音频解析模块组成，见图2。音频输入模块的功能是将演奏者演奏乐曲时产生的音频信号转换成电信号。音频识别模块的功能是将转换成电信号进行预处理，清除背景噪音。音频解析模块的功能是将通过预处理后的音频信号进行模数转换数字信号，传输 给中央处理器，由中央处理器对数字信号进行音调、音符、节拍分解。同步琴谱跟踪显示模块的输入端和中央处理器的输出地相连，中央处理器将读谱 识别模块中实时识别的演奏曲与中央处理器内的标准演奏曲进行对比识别后，将演奏者演 奏的乐曲在显示模块中显示出来，同时对演奏者在演奏过程中出现问题的章节突显出来。 工作流程见图3。存储器模块的输入输出接口和中央处理器的存储接口相连接，存储器模块可以存 储专业人士需要的海量的乐谱，也可以在自带的琴谱之外，通过修改存储卡，从电脑中传输 自己的乐谱以及存储演奏者自己演奏乐曲。触摸屏控制模块的输入输出接口和中央处理器的显示接口相连接，触摸屏的操作实现琴谱的搜索、删除，设置显示的背光、背景以及手动触摸翻页功能。录音回放模块的输入输出接口和中央处理器的录音回放接口相连接，录音回放的 功能是将存储器模块中演奏者演奏的乐曲，结合显示屏回放给演奏者。翻页控制模块是软件处理模块，根据演奏者的演奏曲目与标准曲目实时比对的同 时，自动识别到页尾音符时，给中央处理器一个翻页控制信号，中央处理器对频谱显示进行 自动翻页处理。输入/输出接口电路和中央处理器的输入输出接口相连接，输入/输出接口电路 包括存储卡接口电路和USB接口电路；存储卡接口电路和USB接口电路都与中央处理器的 输入/输出接口连接。多功能电子琴谱的中央处理器，还具有实现乐谱的检索和删除、用户自定义壁纸、 可选伴奏、录制音频、背光开关控制、系统信息查看、存储卡信息查看、文件信息查看、系统 运行时间查看等辅助功能。琴谱自动翻页模式采用在标准节拍设置下由用户自定义翻页时间，或采用开启缓 慢页面滚动功能进行琴谱自动翻页。工作流程结合图2，乐器爱好者通过触摸屏选择要演奏的曲目，显示屏上将显示要演奏的琴 谱，当演奏者开始演奏时，通过读谱识别模块将演奏者演奏乐曲时产生的音频信号转换成 电信号，再对电信号进行预处理，清除背景噪音后传输给中央处理器，由中央处理器对数字 信号进行音调、音符、节拍分解。由中央处理器将读谱识别模块中实时识别的演奏曲与中央 处理器内的标准演奏曲进行对比识别后，将演奏者演奏的乐曲在显示模块中显示出来，同 时对演奏者在演奏过程中出现问题的章节突显出来。同时翻页软件处理模块将根据演奏者 的演奏曲目与标准曲目实时比对时，自动识别到页尾音符时，给中央处理器一个翻页控制 信号，中央处理器对频谱显示进行自动翻页处理。所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例，并非用来限定本发明的实施范 围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范
权利要求
1.一种多功能电子琴谱，包括结构部件、显示终端和控制系统，显示终端和控制系统安 装在结构部件内，控制系统连接控制显示终端，其特征是所述控制系统包括中央处理器、存 储器、读谱识别模块、同步琴谱跟踪显示模块、电源模块、输入/输出接口电路和翻页控制 模块；电源模块为控制系统供电；存储器、读谱识别模块、同步琴谱跟踪显示模块、电源模块、输入/输出接口电路和翻 页控制模块连接中央处理器；所述中央处理器输出控制信号给同步琴谱跟踪显示模块、存 储器、电源模块和输入/输出接口电路；读谱识别模块根据演奏者演奏的乐曲通过音频输入电路、音频识别电路和音频解析 电路，将演奏者演奏的乐曲分解出音调、音符和节拍数字信号输入给中央处理器；同步琴谱跟踪显示模块根据读谱识别模块传给中央处理器的数据与标准乐谱进行实 时比对后，将演奏者演奏乐曲的音调、音符和节拍，在显示器上实时显示出来，同时将演奏 中出现错误的地方标示在标准乐谱上；翻页控制模块根据演奏者的演奏曲目与标准曲目实时比对的同时，自动识别到页尾 音符时进行自动翻页。
2.根据权利要求1所述的多功能电子琴谱，其特征是还包括触摸屏控制模块，触摸屏 控制模块连接中央处理器；所述显示终端是触控屏；所述触摸屏控制模块通过触摸屏的操作实现琴谱的搜索、删除，设置显示的背光、背 景以及手动触摸翻页功能。
3.根据权利要求1或2所述的多功能电子琴谱，其特征是还包括录音回放模块，录音回 放模块连接中央处理器，中央处理器输出控制信号给录音回放模块；录音回放模块将存储器模块中演奏者演奏的乐曲，结合显示屏回放。
4.根据权利要求3所述的多功能电子琴谱，其特征是所述输入/输出接口电路包括存 储卡接口电路和USB接口电路；存储卡接口电路和USB接口电路都与中央处理器的输入/ 输出接口连接。
5.根据权利要求1所述的多功能电子琴谱，其特征是翻页控制模块琴谱自动翻页模 式采用在标准节拍设置下由用户自定义翻页时间，或采用开启缓慢页面滚动功能进行琴谱 自动翻页。
全文摘要
一种多功能电子琴谱，包括结构部件、显示终端和控制系统，显示终端和控制系统安装在结构部件内，控制系统连接控制显示终端。所述控制系统包括中央处理器、存储器、读谱识别模块、同步琴谱跟踪显示模块、电源模块、输入/输出接口电路和翻页控制模块；电源模块为控制系统供电；存储器、读谱识别模块、同步琴谱跟踪显示模块、电源模块、输入/输出接口电路和翻页控制模块连接中央处理器；所述中央处理器输出控制信号给同步琴谱跟踪显示模块、存储器、电源模块和输入/输出接口电路；本琴谱为乐器爱好者提供了一种具有自动实时对演奏曲与标准演奏曲进行识别后，将演奏者演奏的乐曲在显示模块中显示出来的同时，对演奏者在演奏过程中出现问题的章节突显出来的多功能琴谱。
文档编号G10G7/00GK102142247SQ20111008028
公开日2011年8月3日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者卢晗, 印俊, 李筱媛, 汤勇明, 邵康伟, 郑姚生 申请人:东南大学