[发明专利]便携式压电陶瓷乐器识音系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种识音设备，特别是涉及一种便携式压电陶瓷乐器识音系统。

背景技术

在当今人类的生活中，乐器的普及范围越来越广，人们对乐器的需求越来越高，由此衍生出的新兴职业与科学技术也越来越多。为了满足人们对乐器音调及音色的识别需求，历史上出现过音叉工具。而随着科学技术水平的提高，各种各样的电子乐音音调辨别技术也在日趋发展，例如，市面上销售的吉他拾音器、唱片播放器等，就是通过电磁技术，将乐音的音调、音色等进行准确表达。但是，现有识音设备普遍存在的不方便便携带的问题。

压电陶瓷是一种人工制造的具有压电效应的多晶压电材料。在受到外力而产生拉伸或压缩时，压电陶瓷的内部会产生极化现象，使材料相对的两个表面出现等量异号电荷，外力越大，则表面电荷越多，这种效应一般称为正压电效应，表面电荷的符号视外力的方向而定。而当这些材料遇到电场时，则会产生机械形变，如果是交变电场，则会交替出现伸长或压缩，即发生机械振动，这种现象称之为逆压电效应。

发明内容

本发明目的在于提供一种方便携带、能够自动评判常见乐器发出的乐音音调的便携式压电陶瓷乐器识音系统。有了它，人们就可以方便快捷的在演奏前，对乐器的基本音调进行精确的调试，而不需要依靠其它笨拙的装置或个人经验来调音。

为实现上述目的，本发明便携式的压电陶瓷乐器识音系统包括压电陶瓷识音装置和安装有识音软件的智能手机；所述压电陶瓷识音装置的输出端通过导线或者无线传输方式与所述智能手机相连。该发明的主要功能包括两个方面，一是自动乐器音调识别，二是音调误差评价。弹奏者只需简单将压电陶瓷识音装置粘贴在乐器的共振箱上，另一端则通过线缆或者无线的方式连接到智能手机上，就可以打开乐器识音手机软件进行识音、调音，非常方便。当弹奏者拨动一个音调时，压电陶瓷识音装置的会检测到压电陶瓷产生的电信号，并放大、消除噪音，将模拟信号转换成数字信号，然后传输给智能手机上的乐器识音手机软件。通过比对数字信号的测得频率和内置的标准频率，就可以自动识别出当前乐器所弹奏的音调，并通过音调评价模块给出具体的评价指数，这样就可以指导弹奏者对该音调进行适当的微调，直到满意为止。具有方便携带、能够自动评判常见乐器发出的乐音音调的优点。

作为优化，所述识音软件用于分析压电陶瓷识音装置采集的电信号，并与内置的乐器音调进行匹配，同时还会评价乐器音调的精确度。

作为优化，所述识音软件主要由通讯模块、快速傅里叶变换模块、音调识别模块、常见乐器音调标准频率库、音调评价模块和用户介面组成；所述内置的乐器音调存储在手机中的常见乐器音调标准频率库内。

作为优化，所述通讯模块用于实现与压电陶瓷识音装置交互、传递采集的数字信号；所述快速傅里叶变换模块用于计算数字信号的频谱，从而能够测得输入信号的频率；所述常见乐器音调标准频率库储存的是软件内置的多种常见乐器音调的标准频率；所述音调识别模块采用就近原则，匹配经过快速傅里叶变换测得的频率，以及内置的标准频率库，从而可以方便的识别当前乐器弹奏的音调；所述音调评价模块用于对测得频率与标准频率之间存在误差的程度进行评价；所述用户介面用于实现软件系统与操作者之间的交互和信息交换。常见乐器能够发出的所有乐音音调的频率是不连续的，每两个相邻乐音音调之间存在一定的频率差。为了能够让常见乐器发出的声音，都可被压电陶瓷所发出的电信号频率反映并识别，采用“就近原则”，即选取与测得频率最相近的标准频率所对应的音调作为测得音调，并对两者之间的误差进行评价。

作为优化，以所述存在误差程度进行评价指导弹奏者对乐器进行精确的调音，只有当误差小到一定程度的时候，软件才会提示调音完成。评价体系采用简单的表格形式，例如当吉他C音调的误差大于10HZ时，评价为差，10HZ-5HZ时，评价为中等，小于5HZ时，评价为好；所述通讯模块用于实现与压电陶瓷识音装置的数据传输模块交互、传递采集的数字信号。

作为优化，所述压电陶瓷识音装置由压电陶瓷、触发电路、功率放大模块、噪音消除模块、模数转换模块、数据传输模块和电源模组组成；所述压电陶瓷用于粘贴到乐器上，将乐器的声音振动转换成电信号；当压电陶瓷产生电信号后，会引起触发电路以及后面的模块开始工作；所述功率放大模块用于放大压电陶瓷产生的微弱电信号；所述噪音消除模块采用低通滤波的方式来消除噪音；模数转换模块用于将模拟的电信号转换成方便传输和软件处理的数字信号；所述数据传输模块用于将数字信号通过线缆或者无线的方式传输给智能手机；所述电源模组用于向除了压电陶瓷以外其它所有模块提供电源驱动。