一种钢琴练习系统的制作方法

本发明涉及钢琴学习辅助教具领域，具体涉及一种钢琴练习系统。

背景技术：

随着经济的不断发展，个人对精神层面的追究逐渐提高，越来越多的人们希望自己或者孩子能够学习各种乐器从而提高综合素质，则导致了乐器教育市场越来越成熟，其中钢琴是绝大多数人的选择对象。在钢琴教学中，节奏和指法是非常重要的内容。节奏是指在乐谱标注的节拍时间规定下准确的按下琴键从而发出相应的音符，在钢琴教学中，一般采用“哆、二、三、四”这样的人为发声或默念在练习时训练节奏感，或者使用节拍器发出定时声响提醒。

由于目前学习钢琴的学生越来越多，目前在钢琴的教学中，老师一般只是会同时对多个学生示范性的谈几遍曲子，在弹奏的过程中，让学生记住老师弹奏的手法和节奏，一般都需要学生自己回家自己弹奏练习，这样的教学方法，使得学生在自己回家练习的时候失去了参考。由于钢琴琴键多，五线谱识上的每一个音的音高对应一个琴键，对于初学者来说，按照曲谱找到相应的琴键去演奏是很多人的遇到的学习障碍，这就给老师的教学和学生的练习都带来很多不方便，学生的学习效果不好，进步较为缓慢。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种钢琴练习系统，能够在弹奏练习的过程中提供练习参考，让练习者能够自己记住弹奏的手法和节奏，同时方便简洁地按照曲谱找到相应的琴键，使用方便且效果好，能够有效地提高练习水平。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种钢琴练习系统，运用于电子装置中，所述电子装置包括麦克风和显示屏，所述显示屏底部设有投影装置，所述显示屏由支架进行固定，所述支架与钢琴相连接，所述系统包括：

存储模块，用于导入和存储用于钢琴练习的乐谱电子文件；

分析模块，用于根据音符、音色和节拍分析所述乐谱电子文件；

等级选择模块，用于在钢琴弹奏练习前选择练习者对应的等级模式；

音频识别模块，用于识别练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的音准、节拍、音色和音量；

计算评估模块，用于将所述分析模块的分析结果与所述音频识别模块的识别结果进行计算对比，并根据对比结果生成相应的练习评估数据；

显示模块，用于驱动所述显示屏，显示所述乐谱电子文件的详细内容和初始等级选择界面，并根据所述分析模块的分析结果显示对应等级的练习提示，包括按键提示和按键投影，同时在练习结束时显示所述练习评估数据；

电源模块，用于对所述系统提供工作电源。

进一步地，所述练习评估数据包括音准准确率、节奏流畅度、音色契合率和加权综合得分。

进一步地，所述分析模块包括：

音准分析子模块，用于根据音符音高所述乐谱电子文件；

节拍分析子模块，用于根据节拍分析所述乐谱电子文件；

音色分析子模块，用于根据音色分析所述乐谱电子文件。

进一步地，所述音频识别模块包括：

音准识别子模块，用于识别练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的音准；

节拍识别子模块，用于识别练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的节拍；

音色识别子模块，用于识别练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的音色音量。

进一步地，所述计算评估模块包括：

分析识别对比子模块，用于将所述分析模块的分析结果与所述音频识别模块的对应识别结果进行计算对比；

评估数据生产子模块，用于根据根据对比结果生成相应的练习评估数据。

进一步地，所述显示模块包括：

静态显示子模块，用于驱动所述显示屏显示所述乐谱电子文件的详细内容和初始等级选择界面，同时在练习结束时显示所述练习评估数据；

动态显示子模块，用于根据所述分析模块的分析结果，滚动显示演奏琴键的按键提示；

按键投影子模块，用于根据所述分析模块的分析结果，将演奏音符对应的琴键按照演奏顺序在钢琴键盘表面形成投影。

进一步地，所述系统包括无线网络模块，用于无线连接互联网并通过互联网下载乐谱电子文件，同时导入至所述存储模块。

进一步地，所述显示屏为电子墨水屏，包括触摸屏和控制按键。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过设有分析模块与音频识别模块，分别识别分析乐谱与练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的音准、节拍、音色和音量等信息，再通过计算评估模块，将分析结果进行计算对比生成相应的练习评估数据，判断自己在哪些方便弹奏得不足，方便使用者在练习时进行自我学习和改进；本发明设有等级选择模块，能够在钢琴弹奏练习前选择不同的等级模式，相应地，不同的等级对应有不同的练习提示，包括按键提示和按键投影，更加方便不同阶段以及不同人群使用；本发明可以储存多个标准音乐曲目，学生在练习时，可以查询储存单元中储存的各个曲目，根据自己的喜好点取某个曲目进行练习，方便查询本曲目的音高、音长、音强和音色等信息；本发明设有计算评估模块，可以根据使用者的弹奏水平，系统自动评判音高得分、音强音色得分、节奏得分和加权综合得分，能够更方便的让使用者了解自己的学习情况，同时对多种演奏因素进行准确把握，也能够更加全面地了解学习情况；本发明通过显示模块进行应弹奏的提示和纠正等信息，通过逼真有趣的投影动画效果将用于表明弹奏正确与否的弹奏判断信息反馈显示出来，以提升初学者的兴趣，可以把钢琴教师从重复的弹奏示范中解放出来，更多时间用来进行指法和技巧的指导，极大地提高了教师资源的利用率，降低了学习钢琴的教育成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中分析模块结构示意图；

图3为本发明中音频识别模块结构示意图；

图4为本发明中计算评估模块结构示意图；

图5为本发明中显示模块结构示意图。

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中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

本发明提供了一种钢琴练习系统，运用于电子装置中，该电子装置包括麦克风2和显示屏1，显示屏1底部设有投影装置3，显示屏1由支架进行固定，支架与钢琴相连接，所述系统包括：

存储模块101，用于导入和存储用于钢琴练习的乐谱电子文件；

分析模块102，用于根据音符、音色和节拍分析乐谱电子文件；

等级选择模块103，用于在钢琴弹奏练习前选择练习者对应的等级模式，包括入门、初级和进阶三个等级；

音频识别模块104，用于识别练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的音准、节拍、音色和音量；

计算评估模块105，用于将分析模块102的分析结果与音频识别模块104的识别结果进行计算对比，并根据对比结果生成相应的练习评估数据；

显示模块106，用于驱动显示屏1，显示乐谱电子文件的详细内容和初始等级选择界面，并根据分析模块102的分析结果显示对应等级的练习提示，包括按键提示和按键投影，同时在练习结束时显示练习评估数据；

电源模块107，用于对系统提供工作电源，可使用太阳能电池板对其进行供电。

具体地，练习评估数据包括音准准确率、节奏流畅度、音色契合率和加权综合得分。

具体地，分析模块102包括：

音准分析子模块201，用于根据音符音高乐谱电子文件；

节拍分析子模块202，用于根据节拍分析乐谱电子文件；

音色分析子模块203，用于根据音色分析乐谱电子文件。

音频识别模块104对应包括：

音准识别子模块301，用于识别练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的音准；

节拍识别子模块302，用于识别练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的节拍；

音色识别子模块303，用于识别练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的音色音量。

具体地，计算评估模块105包括：

分析识别对比子模块401，用于将分析模块102的分析结果与音频识别模块104的对应识别结果进行计算对比；

评估数据生产子模块402，用于根据根据对比结果生成相应的练习评估数据。

具体地，显示模块106包括：

静态显示子模块501，用于驱动显示屏1显示乐谱电子文件的详细内容和初始等级选择界面，同时在练习结束时显示练习评估数据；

动态显示子模块502，用于根据分析模块102的分析结果，滚动显示演奏琴键的按键提示；

按键投影子模块503，用于根据分析模块102的分析结果，将演奏音符对应的琴键按照演奏顺序在钢琴键盘表面形成投影。

具体地，所述系统包括无线网络模块108，用于无线连接互联网并通过互联网下载乐谱电子文件，同时导入至存储模块101。

具体地，显示屏1为电子墨水屏，包括触摸屏和控制按键，方便演奏者操作。使用电子墨水屏，其反射率和对比度更佳，可长时间阅读，无闪烁，字号缩放自如，不伤眼睛；基于电子墨水技术的电子纸显示屏，可在阳光照射下不反光，相对于其他显示屏更接近纸张的显示效果，阅读视角可接近180°。

本发明具体实施过程如下：

演奏练习前，使用者首先通过操控显示屏1，选择存储模块101中用于钢琴练习的乐谱电子文件，同时选择演奏练习的等级模式，包括入门、初级和进阶三个等级，三个等级的难易程度由低到高递增；曲目选定后，显示模块106驱动显示屏1显示乐谱电子文件的详细内容即钢琴演奏五线谱，分析模块102根据音符、音色和节拍分析乐谱电子文件。

一、入门：投影装置根据分析模块102的分析结果，将演奏音符对应的琴键按照演奏顺序在钢琴键盘表面形成投影。使用者对应按下相应键位，发出声音后音频识别模块104识别弹奏声音的音准，通过计算评估模块105，将分析模块102的分析结果与音频识别模块104的识别结果进行计算对比，并根据对比结果生成相应的练习评估数据，练习结束显示屏1显示练习评估数据，入门等级仅评估音准准确率。

二、初级：显示模块106根据分析模块102的分析结果，驱动显示屏滚动显示演奏琴键的按键提示。使用者对应按下相应键位，发出声音后音频识别模块104识别弹奏声音的音准和节拍，通过计算评估模块105，将分析模块102的分析结果与音频识别模块104的识别结果进行计算对比，并根据对比结果生成相应的练习评估数据，练习结束显示屏1显示练习评估数据，包括音准准确率、节奏流畅度和加权综合得分。

三、进阶：显示模块106仅显示乐谱内容，使用者对应按下相应键位，发出声音后音频识别模块104识别弹奏声音的音准、节拍、音色和音量，通过计算评估模块105，将分析模块102的分析结果与音频识别模块104的识别结果进行计算对比，并根据对比结果生成相应的练习评估数据，练习结束显示屏1显示练习评估数据，包括音准准确率、节奏流畅度、音色契合率和加权综合得分。

本发明通过设有分析模块与音频识别模块，分别识别分析乐谱与练习者弹奏钢琴曲目时弹奏声音的音准、节拍、音色和音量等信息，再通过计算评估模块，将分析结果进行计算对比生成相应的练习评估数据，判断自己在哪些方便弹奏得不足，方便使用者在练习时进行自我学习和改进；本发明设有等级选择模块，能够在钢琴弹奏练习前选择不同的等级模式，相应地，不同的等级对应有不同的练习提示，包括按键提示和按键投影，更加方便不同阶段以及不同人群使用；本发明可以储存多个标准音乐曲目，学生在练习时，可以查询储存单元中储存的各个曲目，根据自己的喜好点取某个曲目进行练习，方便查询本曲目的音高、音长、音强和音色等信息；本发明设有计算评估模块，可以根据使用者的弹奏水平，系统自动评判音高得分、音强音色得分、节奏得分和加权综合得分，能够更方便的让使用者了解自己的学习情况，同时对多种演奏因素进行准确把握，也能够更加全面地了解学习情况；本发明通过显示模块进行应弹奏的提示和纠正等信息，通过逼真有趣的投影动画效果将用于表明弹奏正确与否的弹奏判断信息反馈显示出来，以提升初学者的兴趣，可以把钢琴教师从重复的弹奏示范中解放出来，更多时间用来进行指法和技巧的指导，极大地提高了教师资源的利用率，降低了学习钢琴的教育成本。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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精神和范围。