一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴
专利汇可以提供一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种无级变调及揉键变音的恒定唱名 键盘 数码视唱琴，可以连续变调，采用无级调式，演奏时也可以通过揉键微调音高进而调整音律和音色，具有恒定唱名键盘，即是键盘每组的琴键直接和简谱的一个八度完全对应，当变调时每个琴键对应的唱名仍然不变。还提供彩色图示矢量简谱，以彩色图形的形式展现曲谱，用扩展唱名描述音高，用 颜色 描述琴键按键的空间 位置 ，用恒定宽度的记谱方框描述音符音值(时长)，用音符字体的粗细表示弹奏强弱，提供多维的弹奏信息，适合电脑数码记谱，且有多种展示方式，和恒定唱名键盘结合使用，可以让新手根据彩色图示矢量简谱，配合视唱，快速学琴。，下面是一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴专利的具体信息内容。
1.一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于装置由音源模块、唱名键盘、音律音调音色调整模块、发声模块构成；音源模块负责采集各种乐器的音色文件和存储音色库，唱名键盘根据接收的按键信息发出指令给音源模块和音律音调音色调整模块；音律音调音色调整模块根据获得的指令对音色文件进行编辑形成新的声音文件；
发声模块则负责把声音文件进行播放；
所述唱名键盘包括主控单元、音色选择键、音律选择键、音调选择键、显示屏幕和多组唱名键组，以及其他功能键；其中主控单元根据音色选择键、音律选择键、音调选择键和多组唱名键组的输入，控制唱名键盘的整体工作；音色选择键选择一定的音色；音律选择键选择某种音律；音调选择键既可以选择离散传统调，也可以采用无级调式，设置“duo”音为某个频率；显示屏幕显示音色、音律、音调选择的信息，也可以把音色选择键、音律选择键、音调选择键和显示屏幕集成在一起用可以输入的触摸显示屏来实现。
2.根据权利要求1所述的一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于音调选择键所选择的调式，既可以和现在的钢琴兼容，具有12个离散传统调式，然后以离散的方式，如以1＝C或者1＝D来定调；也有任意的调式，设置1＝f Hz来定调，f为装置所能支持的频率范围内的任意值；这个可以使琴适应人，匹配于人声，不用让人去找调；相应的功能键里面设置一个键来测试人声的频率，先测量人声，根据个人发声的频率，来人工设调；调式也可以通过读简谱或者五线谱或者彩色图示矢量简谱来自动控制，而不用人工去设置，且在弹奏的过程中也可以变调。
3.根据权利要求1所述的一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于唱名键组包含根据7个唱名来设置的唱名键和若干辅助键，7个唱名键分别对应相应音高的7个唱名，是主键，且其对应关系是恒定的，不随着调式而变；辅助键不是主键，其设置来只是补充一些音，按的机会比较少，故可以设置体积小一点，相应唱名键也可以变窄，使得键盘变小且简洁；按键的宽窄可以设置不同使之适用不同的人群；上述唱名键组辅助键的个数可以1个，2个或者多个，当只设置1个，则每个唱名键组就有8个键；也可以和钢琴类似与之兼容，设置5个辅助键。
4.根据权利要求3所述的一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于唱名键组的唱名键与唱名键之间有缝隙，唱名键可以垂直按下表示弹奏一个音符，也可以在按下的同时左右揉键来微调频率，这通过每个唱名键下的压力传感器和角度传感器来共同实现；压力传感器检测按键被按下，角度传感器检测按键所被拨动的角度，以此来微调频率；
上述唱名键可以标有醒目的标志来表明自己代表的唱名；若干辅助键也可以标有醒目的标志，且可以和唱名键具有不同的形状大小。
5.根据权利要求4所述的一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于所述标志为琴键上涂上不同的颜色和图案，以及标上数字唱名，数字唱名加上外框，外框的底色在一个唱名键组里是相同的，不同唱名键组里不同，用来区分不同的唱名键组。
6.根据权利要求1所述的一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于唱名键盘根据音色选择键的选择，主控单元发出相应的音色序号指令给音源模块的音色库，然后把相应序号的音色文件包提供给音律音调音色调整模块；主控单元根据音律选择键和音调选择键配置好所有唱名键和辅助键的频率，然后发送给音律音调音色调整模块，且在唱名键盘的显示屏幕上显示出来；在弹奏过程中，可以通过音律选择键重新选择音律，通过音调选择键重新选择弹奏调式，主控单元实时地把所有唱名键和辅助键的频率发送给音律音调音色调整模块；唱名键和辅助键被按下、以及被按下的时长和力度由压力传感器获取后，由主控单元发送给音律音调音色调整模块，用以描述弹奏音符、以及音符被播放的时长和强度；唱名键被左右揉键后的角度，由角度传感器获得后，由主控单元发送给音律音调音色调整模块，用以实时地微调唱名键的频率；
音律音调音色调整模块根据音色库提供的音色文件包、所有唱名键和辅助键的频率，以及实时检测到的某键被按下、被按下的时长、力度和角度，选择该按键所对应音符的音色文件进行处理得到新的声音文件；
上述处理包括：根据某键被按下的时长对音色文件进行时长处理；根据某键被按下的力度对音色文件进行幅度调整；根据所有唱名键和辅助键的频率，以及某键在按下同时被拨动的角度对音色文件进行变频处理。
7.一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于还提供一种基于扩展唱名能提供多维弹奏信息的彩色图示矢量简谱；
所述彩色图示矢量简谱由说明和记谱内容组成，说明包括号说明、拍号说明和时号说明，一般记录在曲谱的前面，曲谱名字的下面；调号说明，可以沿用和简谱、五线谱一样的形式，如1＝D，表示D调；由于本发明视唱琴除了12个传统离散调式，还可以有其他无级调式，因此调号说明可以更详细精准地表示“duo”音的音高，若是x频率的音，则记为1＝x Hz，x为弹奏装置所能支持的频率范围内的任意值；时号说明采用图示的方式，形如 由于在记谱中采用记谱方框，因此拍号说明用方框来表示，它的值可以用分数，也可以用表示一个记谱方框弹奏的时间；拍号说明也采用图示的方式，
形象地表示一节中有N个记谱方框，表示有N拍；拍号说明和时号结合
在一起，可以直观地表达原来简谱中的拍号，且图示的方式表达更让人一目了然；调号说明、拍号说明和时号说明，在曲谱开始时进行说明，如果乐曲在中途不改变的话，只在开始的地方说明一次即可，如果中途有变化，还需要标画新的调号、拍号和时号说明；若只是节拍变化，则只用改变时号说明。
8.根据权利要求7所述的一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于采用分小节的形式记谱；每个小节和拍号说明一样，内含相应的节拍数；每个节拍用
1个记谱方框来表示；音符记在记谱方框内；不论记谱方框里面放置多少个音符，它的长宽都固定，这样和时间严格对应，每节的长度也固定，使谱看起来很规整；当某时刻有多个音时候，则记谱方框由低音到高音或高音到低音重叠在一起。
9.根据权利要求8所述的一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于上述音符包括扩展唱名组“1、1+、2、2+、3、4、4+、5、5+、6、6+、7”，以及延长音“-”或者“＝”或者“》》”、休止音“0”；扩展唱名组可以完全对应钢琴一个八度的12个键；扩展唱名“1+、2+、4+、5+、6+”对应钢琴一个八度的5个黑键，由于是简谱7个唱名的扩展，故称为扩展唱名；
高低音的记法在音符的正上方或者右边或下方或者左边加点，点的排列用金字塔的形式，美观简洁，占用的地方少，让人一目了然，在其上方或者右边代表高音，在其下方或者左边代表低音；上述1个记谱方框里面可以有N个音符，每个音符的音值是N等分；上述1个记谱方框里面要放置多个音符且放不下时，采用注解的形式或者重新定义时号，重新定义时号可以是改变时号值，也可以是增加方框的个数；上述记谱方框里面放置的音符，其字体加粗，表明弹奏力度加强；上述记谱方框里面的填充颜色对应唱名键盘琴唱名键上标注的数字唱名外框的底色，若在某组唱名键组里弹奏，则填充上这组唱名键组里这些唱名键的数字唱名的底色。
10.根据权利要求7所述的一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴，其特征在于可以静态展示，也可以在电子显示屏上显示，且可以随着节拍滚动显示；弹奏时用电子滚动实时显示，这时谱里面有弹奏时刻线，可以实时跟着弹奏时刻线弹奏；彩色图示矢量简谱具有多种形式的展现：
紧凑型：和简谱类似，比简谱形象和易读；
功能型：可分男生、女生的乐曲，或者分多个声部，或者是主旋律和配乐之分，或者分成弹奏的左手和右手，这都可以用2排或者多排来展示；
手指型：把彩色图示矢量简谱和弹奏手势结合在一起，共10排线来展示曲谱，对应弹奏的十根手指，把某个手指要弹的音符放在对应的线上，这样直接把曲谱对应到了手势，寓指法于曲谱，易于视唱和弹奏相结合；手指型的展示可以横排展示，也可以竖排展示；
旋转型：彩色图示矢量简谱可以多角度的展示，如0度，为横排展示，弹奏时刻线是一个竖线，曲谱向左翻页，弹奏时刻线向右移动；当旋转顺时针90度，则变成竖排，弹奏时刻线是一条横线，曲谱向上翻页，弹奏时刻线向下移动；当旋转顺时针270度，仍然竖排，弹奏时刻线是一条横线，曲谱向下翻页，弹奏时刻线向上移动；可以任意角度旋转，还可以编辑为立体效果，俯视图的形式，这样可以增强交互式娱乐性，为游戏提供素材；
上述展现可以单独展现，也可以多种形式一起结合展现。
一种无级变调及揉键变音的恒定唱名键盘数码视唱琴
技术领域
背景技术
要在扬声器通带内，给什么样的信号音源，就相应的发出什么声音，可见，其按键的音高是可调的。
置每个按键的音高，从而设计制造出能发出相对应频率的钢丝弦。而一个八度在简谱中只
有7个音，其唱名分别是“duo、re、mi、 fa、sol、la、si”，对应简谱中的“1，2，3，4，5，6，7”这7个阿拉伯数字，从而可见钢琴键盘上的一个八度组12个键，和7个唱名不可能是固定的对应关系。哪个音名键当作“duo”(数字“1”)是由曲目调式决定的，而接下来的6个音“re、mi、fa、sol、la、si”，对于已经设置为十二平均律的钢琴来说也是由曲目调式决定，一旦选择了曲目的弹奏调式，则7个唱名就和钢琴键盘上的一个八度组12 个键中的7个键确定了一一对
应的关系。由此可见，对于钢琴，其键盘上的一个八度组有12个键，由于12个键都可以当作“duo”，因此有12种调式，而且每种调式7个唱名对应的7个琴键不是固定的，即是钢琴琴键对应的唱名不是固定的，是随调式而变的。如，用C调弹奏曲谱上则会注明弹奏调式“1＝C”，此时由“C，D，E，F，G，A，B”音名键来对应唱名“duo、re、mi、fa、sol、la、si”；而当“1＝#F”，即是弹奏#F大调时，又是由“#F、#G、#A、B、#C、#D、F”音名键分别代表唱名“duo、re、mi、fa、sol、la、si”，可见钢琴琴键对应的唱名不是固定的。
色。但是电子琴一开始就是模仿钢琴而出现的，因此其按键基本上是按照钢琴来设计的，只能是12个固定调式，其“一键变调”的功能也用得比较少。并且对于弹奏者来说，选择了某种音色，某个音律、某种调式来弹奏，则键盘中某个琴键对应发出的声音是固定的，在弹奏过程中除了变调式一般不能再改变，也即是交互性比较差，进而演奏者自由发挥的机会较少，不能即兴改变某个弹奏音符的频率。若演奏者在弹奏过程中能微调音符的频率，能向弦乐
装置揉弦一样，将能给演奏者更多的自由发挥空间，有更大的创作余地。
上标注。五线谱以五线和四间来描述音高，相对于简谱，五线谱的优点是易于展示音的高
低，对复杂的和声(在一个位置上有几个音同时出现)很容易识别，视觉非常清楚；在表示旋律方面尤其是高高低低的众多音的形态更是一目了然。但是五线谱不具有循环特征，不是
基于唱名设计的，很难在五线四间中哼出唱名，不利于视唱。综上可以看出：简谱有唱名便于视唱，五线谱便于弹奏，若兼顾传承，在简谱的基础上增加弹奏的特征描述，则能综合两者的优点，让读谱变得简单，再结合唱名固定的琴，则学琴也不再是一件难事。
发明内容
应；还提供彩色图示矢量简谱，在扩展唱名的基础上提供多维的弹奏信息，和恒定唱名键盘结合，可以让新手配合视唱快速学琴。
模块；音律音调音色调整模块根据获得的指令对音色文件进行编辑形成新的声音文件；发
声模块则负责把声音文件进行播放。
屏来实现。多组唱名键组提供高中低音的琴键，组数可以依照钢琴设置为9组，也可以是5组等。其他功能键是扩展其功能而设置的一些键，如加伴奏等。
置，且在弹奏的过程中也可以变调。
白键是“C、D、E、 F、G、A、B”，黑键是“#C、#D、#F、#G、#A”。弹奏#F大调的时候，“#F、#G、 #A、B、#C、#D、F”键分别代表简谱“1、2、3、4、5、6、7”，可见有5个黑键需要当成主键来弹奏。
共同实现。压力传感器检测琴键是否按下，角度传感器检测按键被拨动的角度，使得在弹奏过程中可以实现音高(频率)的微调。
的，不同唱名键组不同，用来区分不同的唱名键组；若干辅助键也可以标有醒目的标志来表明自己的发音，且可以和唱名键具有不同的形状大小。
相应序号的声音文件包提供给音律音调音色调整模块；主控单元根据音律选择键和音调选
择键配置好所有唱名键和辅助键的频率，然后发送给音律音调音色调整模块，且在唱名键
盘的显示屏幕上显示出来。在弹奏过程中，音律和音调可以通过音律选择键和音调选择键
重新选择，主控单元实时地把所有唱名键和辅助键的频率发送给音律音调音色调整模块；
唱名键和辅助键被按下、以及被按下的时长和力度由压力传感器获取后传给主控单元，再
发送给音律音调音色调整模块，用以描述弹奏音符，以及音符被播放的时长和强度；唱名键被左右揉键后的角度，由角度传感器获得后传给主控单元，再发送给音律音调音色调整模
块，用以实时地微调唱名键的频率。
下、被按下的时长、力度和角度，选择该按键所对应音符的音色文件进行处理得到新的声音文件。
播放的周期数处理；根据某键被按下的力度对音色文件进行幅度调整，如按键力度大则把
幅度加大，按键力度小则把幅度变小。根据所有唱名键和辅助键的频率，以及某键被拨动的角度对音色文件进行变频处理，如当前按下的唱名键的频率为420Hz，拨动的角度以顺时针的角度30度，代表的含义是频率增加10Hz，则对音色文件变频到430Hz。
分音符为一拍，以八分音符为一拍，以十六分音符为一拍；也可以用 表示一个记
谱方框弹奏的时间。时号说明表示拍速，简谱、五线谱里面也可以说明拍速，只是大致的概念，写拍速的名称，如慢板、中板、快板、进行曲等。
四分音符为一拍，每小节两拍。又如， 表示四四拍，简谱中四四拍用
4/4表示，表达的意思是以四分音符为一拍，每小节四拍，可是这种表达分子分母都是4，容易混淆其含义。而彩色图示矢量简谱的拍号说明和时号说明用图示的方式表达，含义一目
了然。
节拍数和拍号说明一样，每个节拍用1个记谱方框来表示。音符记在记谱方框内。
(或者右边)代表高音，点越多，音越高；在其下方(或者左边)代表低音，点越多，音越低；点的排列用金字塔的形式，这样简洁美观，占用的地方少，让人一目了然。如
代表不同的高音和低音。注意：扩展唱名“1+、2+、4+、5+、6+”也可以是“2-、
3-、5-、6-、7-”，其记法也可以根据喜好来设计。
长)，用音符字体的粗细表示弹奏强弱，提供多维的弹奏信息，故称为彩色图示矢量简谱。该谱也可以不和本装置结合使用，如可以结合现在的钢琴弹奏使用。
3、4、5、6、7”恒定一一对应，这样容易找到琴键，容易学习和记忆，也利于视唱。
调整。
长)，用音符字体的粗细表示弹奏强弱，提供多维的弹奏信息，使得容易控制弹奏力度，能严格控制音符的音值(即是弹奏时长)，和琴键联系更为紧密，容易找到对应要按的琴键，适合电脑数码记谱，容易推广。
响，便于初学者记忆琴键的位置。
附图说明
具体实施方式
模块和音律音调音色调整模块；音律音调音色调整模块根据获得的指令对音色文件进行编
辑形成新的声音文件；发声模块则负责把声音文件进行播放。
之间有缝隙303，唱名键垂直按下表示弹奏一个音符，也可以在按下的同时左右揉键来微调频率，这通过压力传感器和角度传感器来共同实现。压力传感器检测键是否按下，角度传感器检测按键所被拨动的角度，以此来微调按键的音高(频率)。若对应中音组，则该7个唱名键分别对应简谱“1、2、3、4、5、6、7”，是主键，且其对应关系是恒定的，不随着调式而变；辅助键不是主键，只是补充一些音，按的机会比较少，故可以设置体积小一点，本实施例为一小圆点。本实施例设置的5个辅助键，则对应唱名为“1+、2+、4+、 5+、6+”。唱名键组由于辅助键变小，相应唱名键也可以变窄，使得键盘变小且简洁。按键的宽窄可以根据不同人群手指的大小和长短来人性化设置，如针对大人的设置大一点，针对小孩的设置小一点。
字塔的形式。实施例只用得到了最高音 和最低音 还可以再扩展到
等，其上下标注的点号以容易看和节省占用面积为原则，采用金字塔的形式。彩色图示矢量简谱中记谱高低音记法也是一样。
这里设置8分音符为一拍，结合拍号说明和时号说明，则表示八六拍。对比如4(a)和4(b)，可以看到简谱里也有调号说明和拍号说明，但是图4(b)没有描述拍速的时号说明。简谱中1＝C是拍号说明，6/8表示以8分音符为一拍，每小节6拍。调号说明、拍号说明和时号说明，在曲谱开始时进行说明，如果乐曲在中途不改变的话，只在开始的地方写一次就可以了，如果中途有变化，还需要标画新的调号、拍号和时号。
4+、5、5+、6、6+、7”，以及延长音“-”(或者“＝”、“》》”来示意)、休止音“0”。某时刻有多个音时，则记谱方框由低音到高音(或高音到低音)重叠在一起。记谱方框里面可以有N个音符，每个音符的音值是 N等分，如有3个音符，则是3等分，各占 音值；有4个唱名和一个延长音“-”，则是5等分，各占 音值。如图中小节404，每节有6拍，有6个记谱方框405-410，分别放置了“5”，“-6”“,5”“,3”，“-”，“-”，各自代表一个8分音符，一拍的时长。记谱方框405里面放置的音符，唱名“5”，为1拍，记谱方框406里面放置“-”和“6”，表示延长音和音符“6”各占 拍，即是代表一个16分音符，记谱方框407里面放置“5”，为1拍，记谱方框408里面放置“3”，为1拍，记谱方框409和410里面放置的都是“-”，表示前面的“3”延长2拍。其他小节类似，不再一一叙述。对比4(a)和4(b)，可以看出彩色图示矢量简谱示意图的记谱方框长宽固定，且不论里面有多少个数字唱名，其宽度都一样，这样使得每节的长度也固定，使谱看起来很规整。图4(a)示意了曲谱《平安夜》有3排，每排4 个小节，每排的长度以及每节的长度都是一样的，容易阅读。另外，记谱方框里面的填充颜色对应视唱琴唱名键组唱名键上标注的数字唱名外
框的底色，若在某组唱名键组里弹奏，则填充上这组唱名键组里这些唱名键的数字唱名的
底色。图中高音用了亮色来填充和中音相区别。由此可见彩色图示矢量简谱更容易视唱和
把握节奏，可读性强，更为美观和整洁，且和琴键联系更为紧密，容易找到对应要按的琴键。
也可以用增加方框来重新定义时号。实施例中采用增加1个方框来重新定义时号，如414
所示，这样该小节变成415所示，有12个记谱方框。若时号值变为原来的 则时号说明重新
定义时，增加2个记谱方框，以此类推，若时号值变为原来的 则时号说明重新定义时，增
加n个记谱方框。
5-、6-、7-”，其记法也可以根据喜好来设计，图中示意的是比较简洁型的，相应地标注在唱名键组上如图5(b)所示，可以看到这样标注更紧凑，节省空间。
7(b)所示，可以看到有扩展唱名“5+”的出现。
选择键和音调选择键配置好所有唱名键和辅助键的频率，然后发送给音律音调音色调整模
块，且在唱名键盘的显示屏幕上显示出来。
的周期数处理；根据某键被按下的时长对音色文件进行幅度调整，如按键力度大则把幅度
加大，按键力度小则把幅度变小。根据所有唱名键和辅助键的频率，以及某键被按拨动的角度对音色文件进行变频处理，如当前按下的唱名键的频率为420Hz，拨动的角度以顺时针的角度30度，代表的含义是频率增加10Hz，则对音色文件变频到430Hz。
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