[发明专利]用于识别由乐器演奏的音符的系统

说明书

公开了一种用于识别由管乐器演奏的音符的系统，该管乐器具有：谐振腔，该谐振腔具有能够由管乐器的演奏者选择的多种配置；以及谐振腔中的导电表面。该系统包括：刺激信号发生器，该刺激信号发生器用于生成刺激信号；以及天线装置，所述天线装置能够安装在乐器上，以用于在谐振腔内将刺激信号作为电磁信号广播并用于接收来自谐振腔的反射电磁信号。该系统还包括电子处理单元，所述电子处理单元用于处理反射电磁信号并从中确定由演奏者选择的谐振腔的配置，并在接收到反射信号的时候当音符被演奏时指示所述乐器输出的或将要输出的音符。

本发明涉及一种用于识别由乐器演奏的音符的系统。

在GB 1513036中已经对簧木管乐器中声学识别的音符识别进行了描述。然而，这种簧木管乐器系列中的较大乐器对音符识别提出了特别的挑战，因为它们较低的声波波长需要以较低的频率和较长的分析帧来刺激乐器。

使用扬声器将刺激信号输入到乐器和麦克风以接收由乐器的传递函数修改的刺激信号的音符识别中的另一个技术问题是音符识别方法不能免受声学干扰。这可能意味着此类方法出于性能目的不可用。

本发明提供了一种根据权利要求1所述的用于识别由乐器演奏的音符的系统。

本发明使用发送的电磁信号来根据感测到的反射波来确定乐器中谐振腔的配置。谐振腔的配置可以包括谐振腔的开口状态、谐振腔的阀位状态、谐振腔的长度或谐振腔的一些其他影响选择要由该乐器的演奏者演奏的音符的特性中的一者或更多者。

所要求保护的本发明的系统可以为具有导电表面的乐器提供用于在完全不受声学干扰的情况下的音符识别的实时系统。具有导电表面的乐器包括以下乐器：萨克斯管、labrasones(铜管乐器)、边吹气管(长笛)和金属单簧管。此外，可以对传统木制乐器的内表面进行涂层，以提供允许使用本发明的传导表面。理想情况下，该乐器将具有金属键帽，但演奏者的手指覆盖孔而引起的干扰可能足以对反射信号产生可测量的差异。本发明可以与具有多种内孔轮廓的乐器一起使用，所述多种内孔轮廓包括锥形孔轮廓(萨克斯管系列)和圆柱形孔轮廓(边吹气管(例如，长笛)和labrasone(例如，铜管乐器)系列)。

现在将参照附图描述本发明的优选实施方式，在附图中：

图1是根据本发明的系统的配备有简单探测波导天线的萨克斯管的例示图；

图2是图1的具有根据本发明的系统的传导平面反射器的萨克斯管的例示图，其中，反射器被安装到乐器的钟形件上以改善电磁反射；

图3是例示根据本发明的系统的电子处理单元与图1的萨克斯管一起使用的例示图；

图4是例示根据本发明的系统的电子处理单元与安装有反射器的图2的萨克斯管一起使用的示意图；并且

图5是当本发明的系统与次中音萨克斯管一起使用时13.3-13.8GHz幅度响应的反射波的示意图。

当前发明利用电磁频谱中的信号并且认识到对于该频谱内的较高(射)频，必须考虑交流电的波特性。

本发明处理金属体(即，导电)乐器，例如，次中音萨克斯管10(见图1和图2)作为泄漏波导，即，带有可以被金属(即，导电)键盘封闭的孔的波导。众所周知，波导可以设计成以最小的损耗限制和引导电磁射频波。

本发明的系统包括天线11，该天线11通过发射无线电波而允许乐器10的谐振腔在与正常演奏的声学波长相似的电磁波长下形成电磁谐振腔。

乐器的萨克斯管系列具有(与其他乐器相比)初始尺寸相对较小的锥形孔。例如，次中音萨克斯管弯曲处的入口孔直径约为15mm。维持TE01波的圆形波导的最低“截止频率”被定义为

圆形波导中的波长被给出为，

其中，是波导内的无损电介质中均匀平面波的波长。