基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法和装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法和装置，其中，基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法包括以下步骤：接收音槌发送的运动数据，运动数据包括加速度信息和运动方向信息；根据运动数据确定音槌的运动状态，运动状态包括碰撞状态；当运动状态为碰撞状态时，获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息；以及根据位置信息和强度信息播放模拟乐器的音效。本发明实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法和装置，通过接收音槌发送的运动数据，并根据运动数据确定音槌的运动状态，当运动状态为碰撞状态时，获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息，以及根据位置信息和强度信息播放模拟乐器的音效，能够有效地提高娱乐性。
【专利说明】
基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法和装置
技术领域
[0001]本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法和装置。
【背景技术】
[0002]人工智能(Artificial Intelligence)，英文缩写为Al。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。
[0003]随着科技的不断进步，动作识别已经广泛地应用于人机交互、游戏、医疗仿真等领域。例如在手表或手环上设置各种传感器，用户在进行运动时，可将传感器采集到的运动数据发送到手机、平板电脑等智能终端中，通过对运动数据进行计算分析后，能够获取到用户运动时的位置和姿态信息等。
【发明内容】
[0004]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法，能够有效地提高娱乐性。
[0005]本发明的第二个目的在于提出一种基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置。
[0006]为了实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法，包括:接收音槌发送的运动数据，所述运动数据包括加速度信息和运动方向信息;根据所述运动数据确定所述音槌的运动状态，所述运动状态包括碰撞状态；当所述运动状态为碰撞状态时，获取所述音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息；以及根据所述位置信息和所述强度信息播放模拟乐器的音效。
[0007]本发明实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法，通过接收音槌发送的运动数据，并根据运动数据确定音槌的运动状态，当运动状态为碰撞状态时，获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息，以及根据位置信息和强度信息播放模拟乐器的音效，能够有效地提尚娱乐性。
[0008]本发明第二方面实施例提出了一种基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置，包括:接收模块，用于接收音槌发送的运动数据，所述运动数据包括加速度信息和运动方向信息;确定模块，用于根据所述运动数据确定所述音槌的运动状态，所述运动状态包括碰撞状态;获取模块，用于当所述运动状态为碰撞状态时，获取所述音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息；以及播放模块，用于根据所述位置信息和所述强度信息播放模拟乐器的音效。
[0009]本发明实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置，通过接收音槌发送的运动数据，并根据运动数据确定音槌的运动状态，当运动状态为碰撞状态时，获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息，以及根据位置信息和强度信息播放模拟乐器的音效，能够有效地提尚娱乐性。
【附图说明】
[0010]图1是根据本发明一个实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法的流程图；
[0011]图2是根据本发明一个实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0013]下面参考附图描述本发明实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法和
目.ο
[0014]图1是根据本发明一个实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法的流程图。
[0015]如图1所示，基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法可包括:
[0016]S1、接收音槌发送的运动数据。
[0017]其中，运动数据可包括加速度信息和运动方向信息。音槌可以是内置传感器的槌形物品，例如智能筷子。
[0018]具体地，在音槌中可设置有加速度传感器和微机械陀螺仪。加速度传感器可实时获取述音槌的加速度信息，微机械陀螺仪可实时获取音槌的运动方向信息。在音槌采集到加速度信息和运动方向信息后，可通过蓝牙、WIFI等无线传输方式将上述采集到的信息发送至移动终端。
[0019]S2、根据运动数据确定音槌的运动状态。
[0020]举例来说，音槌完成一个完整的敲击过程可包括开始状态、加速状态、下落状态、碰撞状态、上举状态。当加速度等于零，且无运动方向近似于静止时，可确定音槌处于开始状态；当加速度增大，且运动方向为向下运动时，可确定音槌处于加速状态。当然本例中的向下运动不仅限于垂直向下，还可以是斜向下，如右前方向的向下等等。运动方向主要通过微机械陀螺仪确定。当速度近似匀速运动时，运动方向继续向下运动，可确定音槌处于下落状态。当速度降低近似为零，即加速度反方向增加，且无运动方向时，可确定音槌处于碰撞状态。当速度变为反向增加，且运动方向向上时，可确定音槌处于上举状态。
[0021]由于上述几个状态为连贯的变化状态，因此移动终端可通过预先训练的分类器对音槌的运动状态进行预测。具体地，将音槌上一时刻的运动状态、当前时刻的加速度信息和当前时刻的运动方向信息作为输入，输入至分类器，通过分类器预测出音槌当前时刻的运动状态。通过分类器对音槌的运动状态进行预测，能够有效避免其他动作的干扰。例如:虽然当前状态满足加速度反方向增加，且无运动方向的条件，即满足了碰撞状态的条件，但是如果前一时刻的运动状态不是下落状态，则并不能判断其为碰撞状态，有可能是音槌在下落过程中的抖动。
[0022]S3、当运动状态为碰撞状态时，获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息。
[0023]具体地，移动终端可获取音槌的初始位置信息，然后根据运动方向信息计算音槌敲击的位置信息。在本实施例中，可获取蓝牙信号强度，并根据蓝牙信号强度获取音槌的初始位置信息。例如，假设蓝牙信号强度为80dBm，换算出移动终端距离音槌为2米，再根据音槌的运动方向如向右前下方下落了I米停止，可计算出音槌敲击的位置与移动终端距离1.5米。当然，还可通过蓝牙信号强度，增加确定音槌敲击位置的精准度。
[0024]然后移动终端可根据加速度信息计算音槌在敲击前一时刻的速度信息，并根据速度信息计算音槌的动能信息，以及根据动能信息确定敲击的强度信息。例如:通过加速度传感器获得加速度a(t)，对时间t积分，得到速度v(t)。前一时刻的速度用v(t-l)表示，则t时亥I措槌的动能信息为0.5*m*(v(t-l)r2。其中，m为音槌的质量。假设动能信息在第一预设范围如10-20之间，则可确定敲击的强度信息为一级；如果动能信息在第二预设范围如20-50之间，则可确定敲击的强度信息为二级；如果动能信息在第三预设范围如50-100之间，则可确定敲击的强度信息为三级。
[0025]S4、根据位置信息和强度信息播放模拟乐器的音效。
[0026]具体地，在获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息之后，移动终端可根据位置信息确定模拟乐器对应的音色，再根据强度信息确定模拟乐器对应的音量，最后根据音色和音量播放模拟乐器的音效。举例来说，可预先设置模拟乐器的音色，例如敲击的位置距离移动终端I米远为鼓声，敲击的位置距离移动终端1.5米远为小号声等等。此后，当检测到敲击的位置距离移动终端为I米，且敲击的强度信息为三级时，可播放音量为三级强度的鼓声。
[0027]此外，音槌可以是多个。可通过音槌内置的蓝牙模块的物理地址对音槌进行区分。例如左手握持一号音槌，右手握持二号音槌。从而能够确定播放的音效属于几号音槌。
[0028]本发明实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法，通过接收音槌发送的运动数据，并根据运动数据确定音槌的运动状态，当运动状态为碰撞状态时，获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息，以及根据位置信息和强度信息播放模拟乐器的音效，能够有效地提尚娱乐性。
[0029]为实现上述目的，本发明还提出一种基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置。
[0030]图2是根据本发明一个实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置的结构示意图。
[0031]如图2所示，基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置可包括:接收模块110、确定模块120、获取模块130和播放模块140。
[0032]接收模块110用于接收音槌发送的运动数据。其中，运动数据可包括加速度信息和运动方向信息。音槌可以是内置传感器的槌形物品，例如智能筷子。具体地，在音槌中可设置有加速度传感器和微机械陀螺仪。加速度传感器可实时获取述音槌的加速度信息，微机械陀螺仪可实时获取音槌的运动方向信息。在音槌采集到加速度信息和运动方向信息后，接收模块110可通过蓝牙、WIFI等无线传输方式接收采集到的上述信息。
[0033]确定模块120用于根据运动数据确定音槌的运动状态，运动状态包括碰撞状态。举例来说，音槌完成一个完整的敲击过程可包括开始状态、加速状态、下落状态、碰撞状态、上举状态。当加速度等于零，且无运动方向近似于静止时，可确定音槌处于开始状态；当加速度增大，且运动方向为向下运动时，可确定音槌处于加速状态。当然本例中的向下运动不仅限于垂直向下，还可以是斜向下，如右前方向的向下等等。运动方向主要通过微机械陀螺仪确定。当速度近似匀速运动时，运动方向继续向下运动，可确定音槌处于下落状态。当速度降低近似为零，即加速度反方向增加，且无运动方向时，可确定音槌处于碰撞状态。当速度变为反向增加，且运动方向向上时，可确定音槌处于上举状态。
[0034]由于上述几个状态为连贯的变化状态，因此确定模块120可通过预先训练的分类器对音槌的运动状态进行预测。具体地，将音槌上一时刻的运动状态、当前时刻的加速度信息和当前时刻的运动方向信息作为输入，输入至分类器，通过分类器预测出音槌当前时刻的运动状态。通过分类器对音槌的运动状态进行预测，能够有效避免其他动作的干扰。例如:虽然当前状态满足加速度反方向增加，且无运动方向的条件，即满足了碰撞状态的条件，但是如果前一时刻的运动状态不是下落状态，则并不能判断其为碰撞状态，有可能是音槌在下落过程中的抖动。
[0035]获取模块130用于当运动状态为碰撞状态时，获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息。其中，获取模块130可包括获取单元131和确定单元132。
[0036]具体地，获取单元131可获取音槌的初始位置信息，然后根据运动方向信息计算音槌敲击的位置信息。在本实施例中，可获取蓝牙信号强度，并根据蓝牙信号强度获取音槌的初始位置信息。例如，假设蓝牙信号强度为80dBm，换算出移动终端距离音槌为2米，再根据音槌的运动方向如向右前下方下落了 I米停止，可计算出音槌敲击的位置与移动终端距离1.5米。当然，还可通过蓝牙信号强度，增加确定音槌敲击位置的精准度。
[0037]然后确定单元132可根据加速度信息计算音槌在敲击前一时刻的速度信息，并根据速度信息计算音槌的动能信息，以及根据动能信息确定敲击的强度信息。例如:通过加速度传感器获得加速度a(t)，对时间t积分，得到速度v(t)。前一时刻的速度用v(t-l)表示，则t时刻音槌的动能信息为0.5*m*(V(t-l))~2。其中，m为音槌的质量。假设动能信息在第一预设范围如10-20之间，则可确定敲击的强度信息为一级；如果动能信息在第二预设范围如20-50之间，则可确定敲击的强度信息为二级；如果动能信息在第三预设范围如50-100之间，则可确定敲击的强度信息为三级。
[0038]播放模块140用于根据位置信息和强度信息播放模拟乐器的音效。具体地，在获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息之后，播放模块140可根据位置信息确定模拟乐器对应的音色，再根据强度信息确定模拟乐器对应的音量，最后根据音色和音量播放模拟乐器的音效。举例来说，可预先设置模拟乐器的音色，例如敲击的位置距离移动终端I米远为鼓声，敲击的位置距离移动终端1.5米远为小号声等等。此后，当检测到敲击的位置距离移动终端为I米，且敲击的强度信息为三级时，可播放音量为三级强度的鼓声。
[0039]此外，音槌可以是多个。可通过音槌内置的蓝牙模块的物理地址对音槌进行区分。例如左手握持一号音槌，右手握持二号音槌。从而能够确定播放的音效属于几号音槌。
[0040]本发明实施例的基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置，通过接收音槌发送的运动数据，并根据运动数据确定音槌的运动状态，当运动状态为碰撞状态时，获取音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息，以及根据位置信息和强度信息播放模拟乐器的音效，能够有效地提尚娱乐性。
[0041]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0042]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种基于人工智能的动作识别的乐器模拟方法，其特征在于，包括以下步骤: 接收音槌发送的运动数据，所述运动数据包括加速度信息和运动方向信息； 根据所述运动数据确定所述音槌的运动状态，所述运动状态包括碰撞状态； 当所述运动状态为碰撞状态时，获取所述音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息；以及 根据所述位置信息和所述强度信息播放模拟乐器的音效。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加速度信息通过所述音槌的加速度传感器获得，所述运动方向信息通过所述音槌的微机械陀螺仪获得。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收音槌发送的运动数据，包括: 通过无线传输方式接收音槌发送的运动数据，所述无线传输方式包括蓝牙和WIFI。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息，包括: 获取所述音槌的初始位置信息，并根据所述运动方向信息计算所述音槌敲击的位置信息; 根据所述加速度信息计算所述音槌在敲击前一时刻的速度信息，并根据所述速度信息计算所述音槌的动能信息，以及根据所述动能信息确定敲击的强度信息。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，获取所述音槌的初始位置信息，包括: 获取蓝牙信号强度，并根据所述蓝牙信号强度获取所述音槌的初始位置信息。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述位置信息和所述强度信息播放模拟乐器的音效，包括: 根据所述位置信息确定模拟乐器对应的音色； 根据所述强度信息确定模拟乐器对应的音量； 根据所述音色和音量播放模拟乐器的音效。7.—种基于人工智能的动作识别的乐器模拟装置，其特征在于，包括: 接收模块，用于接收音槌发送的运动数据，所述运动数据包括加速度信息和运动方向信息； 确定模块，用于根据所述运动数据确定所述音槌的运动状态，所述运动状态包括碰撞状态； 获取模块，用于当所述运动状态为碰撞状态时，获取所述音槌敲击的位置信息和敲击的强度信息；以及 播放模块，用于根据所述位置信息和所述强度信息播放模拟乐器的音效。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述加速度信息通过所述音槌的加速度传感器获得，所述运动方向信息通过所述音槌的微机械陀螺仪获得。9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述接收模块，用于: 通过无线传输方式接收音槌发送的运动数据，所述无线传输方式包括蓝牙和WIFI。10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块，包括: 获取单元，用于获取所述音槌的初始位置信息，并根据所述运动方向信息计算所述音槌敲击的位置信息； 确定单元，用于根据所述加速度信息计算所述音槌在敲击前一时刻的速度信息，并根据所述速度信息计算所述音槌的动能信息，以及根据所述动能信息确定敲击的强度信息。11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取单元，用于: 获取蓝牙信号强度，并根据所述蓝牙信号强度获取所述音槌的初始位置信息。12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述播放模块，用于: 根据所述位置信息确定模拟乐器对应的音色； 根据所述强度信息确定模拟乐器对应的音量； 根据所述音色和音量播放模拟乐器的音效。
【文档编号】G10H3/14GK105931627SQ201610214470
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】黄永祥, 徐倩, 刘尧, 李静, 周超
【申请人】百度在线网络技术（北京）有限公司