一种古筝控制系统及控制方法与流程

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种适用于艺术表演的古筝控制系统。

背景技术：

艺术学习者离不开舞台艺术表现。在艺术表演实践中，演奏者接触表演，感受艺术表演的乐趣并从中获得自信与自豪感，从而可以增加学习及表演的积极性。演奏者一旦有了对学习及表演的积极性，不仅可以提高演奏者的舞台表现能力，还可以增加其对演奏的兴趣与热爱，形成一个良性循环。现有的普通舞台表演艺术中，通常采用演奏者弹奏古筝，其他工作人员调节舞台气氛的方式。初次登台表演的演奏者容易产生紧张情绪的演奏者，从而会出现惊慌失措的情况，导致失误机率大大增加；且错误的演奏，往往无法得到有效的解决，不仅影响乐队的演奏，还会造成观众的艺术感受欠佳等问题。

同时，古筝的弹奏技巧复杂，识谱、古筝指法等内容对初学者来说都有一定的难度。初学者很难自己通过练习得到弹奏技法上的有效提升。当下古筝的学习主要依赖于古筝老师的现场教学和学生课后自己练习两种模式的配合。该学习模式严重受人力、时间、空间的限制，如何使初学者更有效地进行古筝学习是一个急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种用于艺术表演，营造艺术表演氛围的古筝系统。

一种古筝控制系统，包括：输入单元、输出单元、储存单元以及处理单元，其中，储存单元，用于存储古筝乐曲相关信息；

输入单元，包括图像输入单元、声音输入单元和体感输入单元；

所述图像输入单元将不同的图像数据输入至处理单元中，与不同琴曲相匹配，并存储匹配好的琴曲和图像；所述声音输入单元将声音数据输入至处理单元并储存；所述体感输入单元采集琴弦上的压力信号输入至处理单元；

输出单元包括发光琴弦模块、屏幕显示模块和声音输出单元；

其中，发光琴弦模块置于琴弦内，触动琴弦时，琴弦发光；

屏幕显示模块安装于古筝琴面上，显示与琴曲匹配的图像；

处理单元，通信连接所述输入单元、输出单元和储存单元，将输入单元输入的图像数据、声音数据和压力信号进行处理，控制输出单元运行。

可选的，所述发光琴弦模块包括柔性发光灯串，所述柔性发光灯串设置于古筝琴弦内部，并被古筝琴弦包裹；

体感输入单元包括指压感应装置，所述指压感应装置与所述处理单元连接，所述指压感应装置采集压力信号并将所述压力信号传送至处理单元，处理单元控制柔性发光灯串点亮。

可选的，还包括香气喷射模块，所述香气喷射模块包括香气存储装置、香气喷射装置和香气控制开关；

所述香气喷射装置有喷射口，所述喷射口面向古筝外部，所述香气喷射装置连接所述香气控制开关，所述香气控制开关连接所述处理单元，所述处理单元选择与曲谱对应的香气，并控制所述香气控制开关开启或关闭所述香气喷射装置。

可选的，所述香气存储装置存储包括有若干个香气模块，每个香气模块有相应数字编号；不同数字编号的香气模块匹配不同的曲谱，每个香气模块可自由组合形成新的香气模块。

可选的，所述屏幕显示模块包括柔性曲面屏，古筝上表面和古筝侧面，上表面和侧面均显示图像。

可选的，还包括乐谱分析系统，所述乐谱分析系统包括乐谱分析模块、评估预判模块和乐谱控制模块；

所述乐谱分析模块将乐谱信息进行分析并整合成乐谱信息文件，并对所述乐谱信息文件进行编号而后存储进所述存储单元中；

所述评估预判模块将所述乐谱信息文件与实时弹奏乐曲信息进行比对，预估评判出误点，并将预估评判所得出的误点信息发送给乐谱控制模块；所述实时弹奏乐曲信息包括声音数据和压力信号；

所述乐谱控制模块从存储模块单元中调取乐谱信息文件，并控制屏幕显示模块播放乐谱信息文件，控制声音输出单元输出用于修饰实时弹奏乐曲信息的声音数据。

可选的，所述声音输入单元包括录音装置，所述录音装置将弹奏者弹奏的声音数据录入并存储。

本发明还提供一种古筝控制方法，包括以下步骤：

演奏者开始演奏；

声音输入单元将演奏者演奏的声音数据输入至处理单元中，处理单元对声音数据进行比对识别，确定弹奏的曲目，调取原乐谱信息；

将所述乐谱信息与所述当前弹奏的声音数据进行比对分析，若判断发生错误，从存储单元中调用正确声音数据，对当前弹奏的错误点声音进行修音；

从所述存储单元中调取与当前弹奏乐谱匹配的原乐谱信息，在错误点进行标注并通过屏幕显示模块播放。

可选的，还包括以下步骤：体感输入单元将压力信号输入至处理单元中，处理单元判断当前弹奏的琴弦是哪一根，并控制点亮对应琴弦；

可选的，还包括以下步骤：处理单元选择与当前弹奏曲目相匹配的香气，控制开关开启对应香气模块，通过香气喷射装置将香气向外喷射。

本发明的有益之处在于：

本发明通过技术手段将演奏者、观众的不同感官感觉和乐器表演联系起来，有效营造表演氛围。

1、本发明设置了乐谱分析系统，为了保证表演的连续性，让演奏者处于一种放松高效的表演状态，通过乐谱信息文件与当前弹奏乐曲信息进行比对，预估评判出误点或不佳点并对其做修音处理，有效缓解演奏者的紧张情绪和保证完美的演奏。

2、本发明在古筝琴面安装了曲面柔性屏幕，上表面和侧面都能实现影响播放，多角度提供古筝表演的观赏性。同时，屏幕根据演奏曲谱风格，实时显示不同的画面图像，随着乐曲节拍的不同，呈现可视化动态视觉效果。触动演奏者及观众的视觉感受，极大程度上丰富了艺术表演。

3、本发明在传统琴弦内部安装柔性灯串，通过指压感应装置采集当时弹奏的琴弦，控制当时弹奏的琴弦发光，丰富了古筝表演的状态。

4、本发明设置香气存储装置和香气喷射装置，用于存储香料及喷射香气或者雾气，可以有效触动了演奏者及观众的嗅觉，有效丰富艺术表演。利用匹配乐曲香气刺激演奏者及观众的通感，调动演奏者的演奏情绪至最高点，抒发演奏情感，同时香气氛围的营造使观众获得愉悦感。

5、本发明的古筝系统还可以用于古筝教学，主要实现以下功能：

1)古筝学习者在练习前通过古筝屏幕显示装置浏览曲谱，包括对曲谱的背景介绍、难易程度分析、曲谱分段讲解等；

2)在练习前通过古筝大屏幕观看想学习的曲谱教学视频或直播，老师详细的指法分步讲解等细节学习课程。有效解决了老师演示教学受时间空间限制的问题；

3)可以在练习前回顾自己的上次练习视频或者音频，分析了解自己弹奏的不足之处，查漏补缺。

4)香气模块的不同香气对学习者的记忆有激发作用，有效促进学习者的记忆力，激发灵感，达到高效学习的作用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为古筝控制系统的系统模块图；

图2为香气模块结构示意图；

图3为古筝整体结构示意图；

图4为古筝练习流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种古筝控制系统，如图1，包括：输入单元、输出单元、储存单元以及处理单元，其中，储存单元，用于存储古筝乐曲相关信息；

输入单元，包括图像输入单元、声音输入单元和体感输入单元；

图像输入单元将不同的图像数据输入至处理单元中，与不同琴曲相匹配，并存储匹配好的琴曲和图像；声音输入单元将声音数据输入至处理单元并储存；体感输入单元采集琴弦上的压力信号输入至处理单元；

输出单元包括发光琴弦模块、屏幕显示模块和声音输出单元；其中，发光琴弦模块置于琴弦内，触动琴弦时，琴弦发光；屏幕显示模块安装于古筝琴面上，显示与琴曲匹配的图像；

处理单元，通信连接输入单元、输出单元和储存单元，将输入单元输入的图像数据、声音数据和压力信号进行处理，控制输出单元运行。

具体的，图像输入单元将不同的图像数据输入至处理单元中，并通过处理单元对图像数据进行识别分析，每一份图像信息文件与一首曲谱相匹配，并存储进存储单元中。其中，图像数据包括需要被采用的某种场景信息和与该种场景信息相配合而展现的意向图像。在演奏前，图像信息文件与曲谱都需要进行提前录入并存储。

发光琴弦模块包括柔性发光灯串，柔性发光灯串设置于古筝琴弦内部，并被古筝琴弦包裹；体感输入单元包括指压感应装置，指压感应装置与处理单元连接，指压感应装置采集压力信号并将压力信号传送至处理单元，处理单元控制柔性发光灯串点亮。

其中，指压感应装置包括压力传感器，压力传感器设置于古筝琴头盒中的古筝琴弦处并与处理器连接，压力传感器采集古筝的振动信号并将古筝的振动信号传送至处理单元。古筝的振动信号即代表演奏者的弹奏的声音数据(包括琴弦位置、琴弦振动频率和幅度)。指压感应装置的压力传感器可以定位到指位信息(即琴弦位置)，并识别和锁定演奏者所弹奏的曲目及其音符点(曲目及音符点通过琴弦振动频率和幅度所表示)，从而作出判断，确定弹奏者所弹奏的琴弦，并采集到声音数据；

声音输入单元包括录音装置，录音装置将弹奏者弹奏的声音数据录入并存储。并通过处理单元中的声音识别单元来对声音数据进行比对识别，判断演奏者弹奏出的声音数据的节拍和音调。在对演奏者的弹奏的琴音进行录入的过程中，音调通过琴弦的振动的频率和幅度来表示。

进一步的，在处理单元中，弹奏者的声音数据被识别后，通过控制电路开关，使该振动中的琴弦中心散发可见光(即琴弦中的柔性发光灯串发光)，从而为舞台效果增加一定的美感。

还包括香气喷射模块，香气喷射模块包括香气存储装置、香气喷射装置和香气控制开关；香气喷射装置有喷射口1，喷射口面向古筝外部，香气喷射装置连接香气控制开关，香气控制开关连接处理单元，处理单元选择与曲谱对应的香气，并控制香气控制开关开启或关闭香气喷射装置。

其中，香气存储装置中存储有不同的香气模块2，如图2，每个香气模块有相应数字编号；不同数字编号的香气模块匹配不同的曲谱，每个香气模块可自由组合形成新的香气模块。根据某一首弹奏者正在弹奏的曲谱，处理单元将该曲谱所对应的数字编号的香气模块中的香气或配置新的香气模块，通过香气喷射装置来进行喷射香气或雾气，并根据曲谱时长控制香气喷射的时间。此外，还包括香气控制开关。当处理单元确定选择与曲谱对应的香气模块后，便控制香气控制开关打开，使得香气从香气模块进入香气管道，最后喷射至表演现场。通过匹配乐曲的香气可以刺激演奏者及观众的通感，调动演奏者的演奏情绪至最高点，抒发演奏情感，同时香气氛围的营造使观众获得愉悦感。

其中，屏幕显示模块包括柔性曲面屏，如图3，古筝上表面3和古筝侧面4，上表面和侧面均显示图像。由于采用柔性屏幕，可以适用于不同的古筝琴面。

屏幕显示模块上表面和侧面可以设置显示不同图像，正面可以为学习者、弹奏者提供信息，侧面亦可提供信息。在经过处理单元的图像及声音的处理后，在屏幕显示模块上输出与乐曲相匹配的图像画面或场景。该图像场景可根据实际的演奏情况，赋予一定的意象特点，如中国的传统元素：墨、梅兰竹菊等。本实施例利用图像场景的视觉表现刺激演奏者及观众的视觉感官，调动演奏者的演奏情绪，抒发演奏情感，同时场景氛围的营造使观众获得观看艺术表演的满足感。该屏幕显示模块可连接投屏装置，将显示屏上图样投屏至现场各屏幕，不仅仅演奏者能感受，观众也能置身于景。

还可以在系统中设置摄像装置，摄像装置对学习者的学习过程，例如练习弹曲时学习者的指法动作，进行实时录制。

为了更好的理解古筝控制系统乐谱实现过程，通过乐谱分析系统来进行描述，乐谱分析系统包括乐谱分析模块、评估预判模块和乐谱控制模块；

此处，存储单元包括乐谱存储模块，是存储单元的一部分，用于存储实现输入的原乐谱信息文件，包括曲谱内容、曲谱声音、曲谱键位、曲谱风格定位以及弹奏者键位信息；

乐谱分析模块，将乐谱信息进行分析并整合成乐谱信息文件，并对乐谱信息文件进行编号而后存储进乐谱存储模块中；具体的，包括对原乐谱信息进行音符、拍符、指法等的逐步分析，并整合成原乐谱信息文件，将每一首原乐谱信息文件进行编号整理存储至乐谱存储模块；以及对当前弹奏的乐谱信息进行音符、乐曲演奏拍符、演奏者指法等的逐步分析，并整合成当前弹奏的乐谱信息文件，将此当前弹奏的乐谱信息文件进行编号整理存储至乐谱存储模块。

评估预判模块，将乐谱信息文件与实时弹奏乐曲信息进行比对，预估评判出误点，并将预估评判所得出的误点信息发送给乐谱控制模块；实时弹奏乐曲信息包括声音数据和压力信号；

具体的，根据单个音符信息、拍符信息的直接比较，以及对指法的跟踪记录，来进行综合判断，从而预估评判出误点或不佳点，并将预估所得的误点信息发送给乐谱控制模块。当前弹奏乐曲信息包括古筝的振动信号(声音信息)、古筝的压力信息。

乐谱控制模块从乐谱存储模块中调取乐谱信息文件，并控制屏幕显示模块播放乐谱信息文件，控制声音输出单元输出用于修饰实时弹奏乐曲信息的修饰音的声音数据。将修饰音与伴奏音信息自动与当前弹奏信息进行同步输出，从而有效对失误点进行修正或修饰，有效避免演奏者的失误并保证表演的连续性。

同时，从乐谱存储模块调取与当前弹奏的乐谱相匹配的图像信息的文件，并控制屏幕显示模块的显示屏来播放这个图像信息的文件。

实施例2：

本实施例提供一种古筝控制方法，适用于艺术表演，包括以下步骤：

演奏者开始演奏；

声音输入单元将演奏者演奏的声音数据输入至处理单元中，处理单元对声音数据进行比对识别，确定弹奏的曲目，调取原乐谱信息；

将乐谱信息与当前弹奏的声音数据进行比对分析，若判断发生错误，从存储单元中调用正确声音数据，对当前弹奏的错误点声音进行修音；

从存储单元中调取与当前弹奏乐谱匹配的原乐谱信息，在错误点进行标注并通过屏幕显示模块播放。

体感输入单元将压力信号输入至处理单元中，处理单元判断当前弹奏的琴弦是哪一根，并控制点亮对应琴弦；

处理单元选择与当前弹奏曲目相匹配的香气，控制开关开启对应香气模块，通过香气喷射装置将香气向外喷射。

实施例3：

结合实施例1和实施例2，实现两种学习练习模式，如图4。

一种是自主练习模式：对于多次练习或比较熟练的曲目，提供自主练习模式。乐谱实时显示在屏幕显示模块，在练习弹奏的同时，古筝会进行练习视频录制。

具体步骤：通过上述方法在屏幕显示装置实时显示乐谱，同时开启摄像装置进行视频录制。练习曲目完成后可以实现联系视频回顾。同时，预估评判出误点，显示误点部分，并调用正确曲目进行误点示范。

第二种是提示练习模式：对于第一次练习或比较生疏的曲目，提供提示练习模式。在屏幕显示装置实时显示乐谱，古筝琴弦实时散发可见光亮提示即将要弹奏的位置。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。