[0001] 本发明属于钢琴技术领域，尤其涉及一种钢琴学习辅助系统和钢琴。

[0002] 钢琴是西洋古典音乐中的一种键盘乐器，有“乐器之王”的美称，由88个琴键和金属弦音板组成，钢琴音域范围较广，但学习过程较为艰难，初学过程中经常因为弹奏手势、弹奏力度等影响弹奏质量，所以学习钢琴一般都需要指导老师现场指导，从而产生高昂的学习费用。

[0003] 在练习钢琴过程中，弹奏者常常会不了解自己的弹奏状况，有时出现错误自己也不知道，有老师在时才能给予正确评价，进而才会纠正，这样既增加了教学老师的教学负担，不利于提高练习的精准度；而且，练习者通常不了解自己的弹奏水平，弹奏的琴谱往往过易或过难，降低练习的效率。

[0038] 以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定方法和装置结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的方法和装置、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

[0039] 为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

[0040] 实施例一

[0041] 参见图1，本实施例提供的一种钢琴学习辅助系统，包括信号采集模块100、判断模块200和显示模块300。

[0042] 其中，信号采集模块100采集弹奏过程中的钢琴状态信号并输出到判断模块200；判断模块200将所述钢琴状态信号转换为弹奏数据信息，判断所述弹奏数据信息是否满足当前标准琴谱条件，根据判断结果确定当前弹奏的级别信息，并将所述判断结果和所述级别信息发送给向显示模块300。

[0043] 所述判断结果可以包括：所述弹奏数据信息与当前标准琴谱的对比结果和对所述弹奏数据信息的评分。具体的，当前采集的弹奏信息形成的弹奏琴谱与标准琴谱进行对比，并标注出错误地方，同时根据琴谱的对比结果对当前的弹奏进行评分，根据分数范围确定当前的级别信息。

[0044] 显示模块300显示所述判断结果和所述级别信息，并根据所述级别信息显示与所述级别信息对应的琴谱。

[0045] 具体应用中，练习者弹奏钢琴前，打开钢琴学习辅助系统，通过对显示模块300的操作，导出相应的练习的琴谱，当弹奏开始时，练习者会根据琴谱通过琴键和踏板的结合进行弹奏，显示模块300会缓慢滚动琴谱，避免练习者在弹奏过程中还要用手翻阅琴谱，如果想中途停止，也可操控显示模块300暂停滚动当前琴谱；信号采集模块100则会采集弹奏过程中的钢琴状态信号，例如琴键状态信号和踏板状态信号，判断模块200会判断所述弹奏数据信息是否满足当前标准琴谱条件，并确定级别信息，练习者可以通过显示模块300查看到自己的弹奏状况，包括正确的弹奏点和错误的弹奏点，提高弹奏的准确率，还可以看到自己当前弹奏的评分和级别，以及自己当前水平可以弹奏的琴谱，减少了老师的辅导，提高了学习效率，降低学习成本。

[0046] 可选的，显示模块300可以是触摸显示屏。显示模块300可以包括查找界面，以供练习者查找琴谱或自己之前的弹奏记录；还可以包括操作界面，以供练习者可以随时暂停或开始滚动琴谱。

[0047] 上述钢琴学习辅助系统中，通过判断模块200判断所述弹奏数据信息是否满足当前标准琴谱条件，进一步确定当前弹奏的级别信息，钢琴练习者可以通过显示模块300查看自己的弹奏与标准琴谱的对比，针对对比结果对自己弹奏进行纠正，提高练习的精准度，且不需要指导老师现场指导，降低了学习成本；以及练习者可以通过当前弹奏的评分和级别信息了解到自己的弹奏水平，根据推荐的琴谱进行练习，有效提高练习的效率。

[0048] 进一步地，请参阅图2，作为一种具体实施方式，信号采集模块100包括：第一传感器组110和第二传感器组120。

[0049] 其中，第一传感器组110设置在钢琴琴键上，第二传感器组120设置在钢琴踏板上；第一传感器组110用于采集所述琴键状态信号，第二传感器组120用于采集所述踏板状态信号。

[0050] 第一传感器组110和第二传感器组120均包括多个光电传感器；第一传感器组110中的光电传感器与钢琴琴键的数量相等。具体的，第一传感器组110中的光电传感器与钢琴琴键一一对应设置，用于采集每个钢琴琴键的状态信号，第二传感器组120的光电传感器可以全方位采集到踏板状态信号。

[0051] 可选的，信号采集模块100还可以包括摄像头。摄像头设置在琴键右上方，保证摄像头可以记录练习者整个弹奏过程中的手指运动状态，同时信号采集模块100还将视频数据发送到显示模块300和预设终端，以供练习者通过显示模块300观看自己弹奏的手势，及时发现错误，提高弹奏的准确度，同时远程的家长或老师通过预设终端查看练习者的弹奏情况，便于给出教学建议，同时减少了教师的现场辅导，给练习者和老师带来了极大的便利。

[0052] 所述预设终端可以是练习者预先设定的终端，例如可以是辅导老师的手机、电脑等，也可以是家长的手机或电脑等。预设终端和信号采集模块100是通过无线连接。

[0053] 上述信号采集模块100，通过光电传感器有效且准确的采集琴键和踏板的信号，减少了运用摄像头和录音等高昂设备的使用，简化传统钢琴学习辅助系统的结构，可降低钢琴学习辅助系统的成本。

[0054] 进一步地，作为一种具体实施方式，所述钢琴状态信号包括：琴键状态信号和踏板状态信号。

[0055] 判断模块200将琴键状态信号转换为琴键状态信息，将踏板状态信号转换为踏板状态信息；判断所述琴键状态信息和所述踏板状态信息是否满足当前标准琴谱条件，根据判断结果确定当前弹奏的级别信息，并将所述判断结果和所述级别信息发送给向所述显示模块。

[0056] 具体的，琴键状态信号包括：琴键时长信号、琴键时序信号和琴键力度信号；踏板状态信号包括：踏板时长信号和踏板力度信号。

[0057] 判断模块200将琴键时长信号转换为琴键时长信息，将琴键时序信号转换为琴键时序信息，将琴键力度信号转换为琴键力度信息；判断所述琴键时长信息是否满足当前标准琴谱中琴键时长条件并得到琴键时长判断结果，判断所述琴键时序信息是否满足当前标准琴谱中琴键时序条件并得到琴键时序判断结果，判断所述琴键力度信息是否满足当前标准琴谱中琴键力度条件并得到琴键力度判断结果；判断模块200将踏板时长信号转换为踏板时长信息，将踏板力度信号转换为踏板力度信息；判断所述踏板时长信息是否满足当前标准琴谱中踏板时长条件并得到踏板时长判断结果，判断所述踏板力度信息是否满足当前标准琴谱中踏板力度条件并得到踏板力度判断结果。

[0058] 判断模块200根据琴键时长判断结果、琴键时序判断结果和琴键力度判断结果确定当前弹奏的琴键操作评分，根据踏板时长判断结果和踏板力度判断结果确定当前弹奏的踏板操作评分，再根据琴键操作评分和踏板操作评分确定当前弹奏的整体评分，根据整体评分确定当前弹奏的级别信息，并将琴键时长判断结果、琴键时序判断结果、琴键力度判断结果、踏板时长判断结果和踏板力度判断结果以及琴键操作评分、踏板操作评分、整体评分和级别信息发送给向显示模块300。

[0059] 显示模块300显示琴键时长信息与当前标准琴谱的对比结果、琴键时序信息与当前标准琴谱的对比结果、琴键力度信息与当前标准琴谱的对比结果、踏板时长信息与当前标准琴谱的对比结果和踏板力度信息与当前标准琴谱的对比结果，并突出显示琴键时长错误位置、琴键时序错误位置、琴键力度错误位置、踏板时长错误位置和踏板力度错误位置，同时还显示琴键操作评分、踏板操作评分、整体评分和级别信息，以便练习者清楚了解自己在整个弹奏过程中哪个位置出错，哪个方面欠缺，哪个方面有优势，全方位分析练习者的训练，提高练习的准确度，提高练习效率。

[0060] 可选的，判断模块200还用于：根据所述判断结果生成琴键操作建议信息和踏板操作建议信息，将所述琴键操作建议信息和所述踏板操作建议信息发送给向显示模块300。

[0061] 具体的，判断模块200会根据琴键时长判断结果、琴键时序判断结果和琴键力度判断结果以及琴键操作评分生成琴键操作建议信息，例如在某个音符中手指怎么才做可以保证标准的琴键时长，如何把握某个音符中的琴键力度等，还根据踏板时长判断结果和踏板力度判断结果以及踏板操作评分生成踏板操作建议信息，例如如何在某个音符中把握踏板的力度等建议，并将琴键操作建议信息和踏板操作建议信息通过显示模块300进行显示，便于练习者实时纠正自己的错误，根据建议信息调整练习方法，减少了教师的现场指导，也不需要上传视频坐等远程终端的教师给出评价和建议，节省了大量的教学时间，降低教学成本，提高学习效率。

[0062] 可选的，判断模块200还用于存储弹奏数据信息、判断结果和级别信息，并生成统计文本和图表。

[0063] 具体的，判断模块200根据琴键时长判断结果生成琴键时长统计文本和图表，根据琴键时序判断结果生成琴键时序统计文本和图表，根据琴键力度判断结果生成琴键力度统计文本和图表，根据踏板时长判断结果生成踏板时长统计文本和图表，以及根据踏板力度判断结果生成踏板力度统计文本和图表，便于练习者通过显示模块300查看自己之前弹奏得详细情况，随时可以了解自己的进步点，激发练习者的积极性。

[0064] 可选的，判断模块200还用于记录当前弹奏的时长信息，在当前弹奏的时长信息大于预设时长时，向显示模块300发送时长提示信息，显示模块300则会显示时长提示信息，提醒练习者训练时间过长，注意休息，应劳逸结合。

[0065] 可选的，判断模块200可以是单片机，也可以是实现相关功能的其他集成电路。本实施例对判断模块200的具体结构不做限定。

[0066] 上述判断模块200，根据琴键状态信息确定当前弹奏的琴键操作评分，根据踏板状态信息确定当前弹奏的踏板操作评分，再琴键操作评分和踏板操作评分确定当前弹奏的整体评分，根据整体评分确定当前弹奏的级别信息，全方位评价练习者的弹奏情况，练习者可以清楚了解自己在整个弹奏过程中哪个位置出错，哪个方面欠缺，哪个方面有优势；同时针对练习情况给出建议，练习者实时纠正自己的错误，根据建议调整练习方法，减少了教师的现场指导，也不需要上传视频坐等远程终端的教师给出评价和建议，节省了大量的教学时间，降低教学成本，提高学习效率。

[0067] 进一步地，请参阅图2，作为一种具体实施方式，所述钢琴学习辅助系统还包括：控制模块400。

[0068] 其中，控制模块400用于获取判断模块200的所述级别信息，并根据所述级别信息向声音播放装置发送声音控制指令，以使声音播放装置根据所述声音控制指令调节当前音量。

[0069] 具体应用中，作为钢琴训练的初学者，弹奏出来的音乐可能和琴谱相差较远，而且，多数练习钢琴都是在家里，较大且不成谱的琴声，会给邻居造成一定的困扰，而且也会限制练习者的练习时间，不能在一天中过早或过晚，不然会打扰邻居休息。所以本实施例的系统设置了控制模块400，并根据每个级别信息设置了音量，当控制模块400获取了判断模块200对当前弹奏判定的级别信息，进而根据级别信息导出相对应的音量，如果检测当前音量大于或小于级别信息对应的音量时，则向声音播放装置发送声音控制指令，以使声音播放装置根据所述声音控制指令调节当前音量，使得钢琴发出的声音既能被自己清楚听到，又不会被邻居听到，尽量做到了不扰民；或者当级别信息很高时，对应的音量也会较高，练习者不仅可以自己陶醉在自己的琴声中，也会使邻居跟着一起欣赏，增加练习的信心和积极性。

[0070] 具体的，控制模块400用于：

[0071] 获取判断模块200的所述级别信息，并导出与所述级别信息对应的音量。

[0072] 比较所述级别信息对应的音量与当前弹奏过程中的音量的大小。

[0073] 在所述级别信息对应的音量大于当前弹奏过程中的音量时，向声音播放装置发送声音调大指令，在所述级别信息对应的音量小于当前弹奏过程中的音量时，向声音播放装置发送声音调小指令。

[0074] 可选的，控制模块400还用于：获取所述判断结果，根据所述判断结果生成文本数据发送给预设终端。

[0075] 具体的，控制模块400将所述判断结果生成文本数据发送给预设终端，以使持有预设终端的家长或老师及时了解练习者的弹奏情况，可以做到远程监控练习者的训练状况，视频上传对网速也有要求，所以本实施例避免用摄像头、录音等价格高昂的设备，控制模块400的适用性更强。

[0076] 可选的，所述预设终端可以是练习者预先设定的终端，例如可以是指定老师的手机、电脑等，也可以是家长的手机或电脑等。预设终端和信号采集模块100是通过无线连接。

[0077] 可选的，控制模块400可以是单片机，也可以是实现相关功能的其他集成电路。本实施例对控制模块400的具体结构不做限定。

[0078] 可选的，控制模块400和预设终端通过无线广域网连接，例如3G(3rd Generation，第三代数字通信)，4G(the 4th Generation mobile communication，第四代移动通信技术)和GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)等，也可以是无线局域网，例如WiFi(WIreless-FIdelity，无线保真)、蓝牙等。

[0079] 上述控制模块400，通过控制声音播放装置调节当前的钢琴发出的音量，在钢琴弹奏级别低是既能被自己清楚听到，又不会扰民；当级别信息高时，钢琴发出的音量也会变大，练习者不仅可以自己陶醉在自己的琴声中，也会使邻居跟着一起欣赏，增加练习的信心和积极性；同时将所述判断结果生成文本数据发送给预设终端，以使持有预设终端的家长或老师及时了解练习者的弹奏情况，可以做到远程监控练习者的训练状况。

[0080] 进一步地，请参阅图2，作为一种具体实施方式，所述钢琴学习辅助系统还包括：声音处理模块500。

[0081] 其中，声音处理模块500用于采集当前弹奏过程中的声音并转换为电信号，将所述电信号转换为电量进行存储。

[0082] 显示模块300还用于显示声音处理模块500存储的电量。

[0083] 具体的，声音处理模块500采集声音并转换为电信号，然后以电量的形式存储，即可以收集钢琴发出来的声音，转为能量存储，以供显示模块300等用电设备使用，节能减排。

[0084] 可选的，声音处理模块500包括：采集单元510和电量存储单元520。

[0085] 其中，采集单元510用于采集当前弹奏过程中的声音并转换为电信号；电量存储单元520用于将所述电信号转换为电量进行存储。

[0086] 可选的，采集单元510可以为薄膜压电传感器，薄膜压电传感器将采集声音并转换为电信号。应理解，采集单元510还可以为其他可实现相关功能的传感器件，本实施例对采集单元510的结构不做限定。

[0087] 可选的，电量存储单元520可以为电量存储介质，例如电池、超级电容器等。应理解，电量存储单元520还可以为其他可实现相关功能的电量存储器件，本实施例对电量存储单元520结构不做限定。

[0088] 上述实施例中，信号采集模块100获取当前弹奏的钢琴状态信号，减少了运用摄像头和录音等高昂设备的使用，简化传统钢琴学习辅助系统的结构，可降低钢琴学习辅助系统的成本；然后通过判断模块200判断当前的弹奏数据信息是否满足当前标准琴谱条件，进一步确定当前弹奏的级别信息，钢琴练习者可以通过显示模块300查看自己的弹奏琴谱与标准琴谱的对比结果，针对对比结果和提供的建议对自己弹奏的错误点进行纠正，提高练习的精准度，不需要指导老师现场指导，方便了老师和练习者，也降低了学习成本；以及练习者可以通过当前弹奏的评分和级别信息了解到自己的弹奏水平，根据推荐的琴谱进行练习，有效提高练习的效率；控制模块400还可以控制声音播放装置调节当前的钢琴发出的音量，减少练习者在家练习时对邻居的打扰，同时将判断模块200的判断结果生成文本数据发送给预设终端，使家长或老师及时了解练习者的弹奏情况，可以做到远程监控练习者的训练状况；同时本实施例还有声音处理模块500采集声音并转为电量存储，以供用电设备使用，做到节能减排。

[0089] 实施例二

[0090] 本发明实施例提供了一种钢琴，包括琴体，还包括上述实施例一提供的任意一种所述的钢琴学习辅助系统，且具有上述钢琴学习辅助系统所具有的有益效果。

[0091] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模型的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

[0092] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

[0093] 在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

[0094] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0095] 以上所述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，均应包含在本发明的保护范围之内。