一种古钢琴演奏动作的检测方法及系统

本发明涉及古钢琴演奏动作检测技术，特别涉及一种古钢琴演奏动作的检测方法及系统。

背景技术：

1、古钢琴是一种古老的钢琴种类，与钢琴一样都是通过敲击蹦紧的金属丝弦震动发音，但与钢琴引起震动的方式不同，因此古钢琴的音色相比钢琴的音色更加纤细。在古钢琴的弹奏、教学时常常需要记录古钢琴琴键的物理信息，尤其是在一些古钢琴的特殊演奏中，需要对其部分弹奏进行记录，以便于在后续的演奏中实现智能回放。

2、在现有技术中，记录钢琴演奏动作的方法主要利用光电片的遮光效应，当琴键被弹奏时，琴键带动遮光片向下运动，使遮住的光线逐步增加，光电管的电信号产生变化，得到琴键的物理位置，但该方法对光电传感器的要求高且不稳定，并且每个琴键都需要分别连接通信接口，连线复杂，对芯片接口数量要求也较高。

技术实现思路

1、发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种古钢琴演奏动作的检测方法及系统，通过嵌入式控制系统和定制电路传感器，实现了对古钢琴琴键状态的检测与记录。

2、技术方案：本发明一方面提供一种古钢琴演奏动作的检测方法，包括：

3、开启定时器，在第一预设时间内利用琴键扫描模块重复扫描琴键状态；

4、若琴键按下，则位于琴键底部的导电模块导通定制电路传感器，定制电路传感器产生电信号并传递至琴键扫描模块；

5、琴键扫描模块扫描并记录对应琴键按下的位置及时间，传递至采样信号处理模块；

6、采样信号处理模块将位置转换成琴键数据信息，并将琴键数据信息暂存至第一存储模块；

7、判断在第二预设时间内所有琴键是否全部抬起且没有新的琴键按下，若是，则将第一存储模块内的琴键数据信息发送至第二存储模块，且清空第一存储模块内暂存数据，否则继续将扫描到的琴键数据信息暂存至第一存储模块；

8、输出第二存储模块中的琴键数据信息，实现古钢琴弹奏动作的记录。

9、进一步，琴键扫描模块扫描并记录对应琴键按下的位置及时间，传递至采样信号处理模块包括：

10、琴键扫描模块扫描定制电路传感器的列线是否被导通，若其中至少某一列被导通时，则继续扫描行线是否被导通，并记录导通的列线n、行线m、按下时间t和持续时间，将列线n、行线m和按下时间t传递至采样信号处理模块。

11、进一步，采样信号处理模块将位置转换成琴键数据信息，并将琴键数据信息暂存至第一存储模块包括：

12、采样信号处理模块利用列线n和行线m计算键值d，表达式为：d＝(n-1)×8+m，将键值d、按下时间t和持续时间暂存至第一存储模块。

13、本发明另一方面提供一种古钢琴演奏动作的检测系统，该系统包括：导电模块、定制电路传感器、琴键扫描模块、采样信号处理模块、中断记录模块、第二存储模块和定时模块，导电模块固定在每个古钢琴琴键下方，导电模块连接定制电路传感器，定制电路传感器连接琴键扫描模块，琴键扫描模块连接采样信号处理模块，采样信号处理模块连接中断记录模块，中断记录模块连接第二存储模块，定时器连接琴键扫描模块和采样信息处理模块。

14、进一步，定制电路传感器由七块结构相同的定制电路板构成，每块定制电路板之间通过导线连接。

15、进一步，每块定制电路板上设置间距相同的八个定制传感器，相邻定制传感器间隔为琴键间隔，定制传感器按照琴键位置进行排列。

16、进一步，定制电路板由矩阵形列线和行线构成。

17、有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明通过嵌入式系统控制，在古钢琴琴键按下时，利用定制电路传感器，记录其琴键的状态信息，可以实现多个琴键同时按下的检测及记录，并生成电脑可读的txt文档；本发明根据行线列线的导通数据可直接确定琴键键值，利用15个io口控制矩阵电路传感器的输出端，记录56个古钢琴琴键的按下，减少了占用检测io口；对琴键按下的次序和数量没有限制，记录准确性高，稳定性好，配置简单，实现了古钢琴琴键的检测和记录；对于古钢琴的教学、演奏及练习均具有重要意义。

技术特征：

1.一种古钢琴演奏动作的检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，琴键扫描模块扫描并记录对应琴键按下的位置及时间，传递至采样信号处理模块包括：

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，采样信号处理模块将位置转换成琴键数据信息，并将琴键数据信息暂存至第一存储模块包括：

4.一种实施权利要求1至3中任一项权利要求所述的检测方法的系统，其特征在于，该系统包括：导电模块、定制电路传感器、琴键扫描模块、采样信号处理模块、中断记录模块、第二存储模块和定时模块，导电模块固定在每个古钢琴琴键下方，导电模块连接定制电路传感器，定制电路传感器连接琴键扫描模块，琴键扫描模块连接采样信号处理模块，采样信号处理模块连接中断记录模块，中断记录模块连接第二存储模块，定时器连接琴键扫描模块和采样信息处理模块。

5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，定制电路传感器由七块结构相同的定制电路板构成，每块定制电路板之间通过导线连接。

6.根据权利要求5所述的检测系统，其特征在于，每块定制电路板上设置间距相同的八个定制传感器，相邻定制传感器间隔为琴键间隔，定制传感器按照琴键位置进行排列。

7.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，定制电路板由矩阵形列线和行线构成。

技术总结
本发明公开了一种古钢琴演奏动作的检测方法，包括：开启定时器，在第一预设时间内利用琴键扫描模块重复扫描琴键状态；若琴键按下，则位于琴键底部的导电模块导通定制电路传感器，定制电路传感器产生电信号并传递至琴键扫描模块；琴键扫描模块扫描并记录对应琴键按下的位置及时间，传递至采样信号处理模块；采样信号处理模块将位置转换成琴键数据信息，并将琴键数据信息暂存至第一存储模块；将第一存储模块内的琴键数据信息发送至第二存储模块；输出第二存储模块中的琴键数据信息。本发明可以准确检测记录古钢琴演奏信息规律和状态，利用矩阵形式电路传感器有效节省通信接口资源，根据TXT文档信息实现轻松读取数据。

技术研发人员：庞宗强,郭红俊,张方政,张丰
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13