一种基于深度学习的钢琴弹奏识别方法与流程

1.本发明涉及深度学习技术领域，尤其涉及一种基于深度学习的钢琴弹奏识别方法。


背景技术：

2.钢琴教育是一项专业性强、学习周期长的教学活动，钢琴初学者通常会存有一系列的问题：无法解决钢琴乐曲识别的自适应问题，对于时域波形的阙值选取过于理想化；对连续多音符的检测精度较差，特别是演奏节奏较快的曲目时，运用传统的乐曲识别算法很容易造成音符起止点检测错误，从而影响到乐曲其他特征的提取结果，无法满足钢琴乐曲音符识别对于音符分割准确率及基频提取精度的要求。
3.在对音符进行识别时，初学者通常需要对弹奏的音符以及弹奏音符的时长进行采集，以便于后续对钢琴的学习，而现有的手段中，通常会通过强行记忆的方式对弹奏的音符进行识别，这样不仅费时费力，而且识别效率低下，因此，亟需一种基于深度学习的钢琴弹奏识别方法来解决此类问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于深度学习的钢琴弹奏识别方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于深度学习的钢琴弹奏识别方法，其步骤在于：s1：建立钢琴弹奏音符数据库，并对弹奏的音符数据进行分类处理；s2：通过钢琴弹奏对乐曲进行采集，并提取乐曲中的连续音符得到个音符所占的帧数；s3：计算各音符弹奏所占用的时长；s4：通过采集机构对目标音符数据以及目标音符弹奏占用的时间进行采集；s5：对采集的目标音符数据进行分类并通过相应的学习对目标音符进行识别。
6.优选地，所述采集机构包括固定架和采集探头，且固定架顶部外壁的两侧均固定连接有滑轨，两个滑轨的内壁均滑动连接有滑块，两个滑块的一侧外壁均固定连接有垫板，两个垫板的底部外壁之间固定连接有支撑架，支撑架与采集探头之间活动连接，支撑架相对的两侧外壁均固定连接有第二弹簧，且第二弹簧的一侧外壁固定连接有夹板。
7.优选地，所述支撑架的一侧外壁开设有螺纹孔，螺纹孔的内壁螺纹连接有紧固栓。
8.优选地，两个所述夹板的一侧外壁均粘接有多个第一气垫和第二气垫，且第一气垫与第二气垫之间交替分布，第一气垫的尺寸大于第二气垫的尺寸，第一气垫与第二气垫之间设置有导管。
9.优选地，所述滑块的顶部外壁和滑轨的底部外壁之间固定连接有第一弹簧。
10.优选地，所述固定架底部外壁的两侧均固定连接有两个导向轨，且导向轨的内壁
滑动连接有导向块，导向块的一侧外壁固定连接有支撑板。
11.优选地，所述固定架的顶部外壁粘接有第二气囊，且第二气囊与两个垫板之间胶接，第二气囊的内部分别设置有第一空腔和第二空腔，第一空腔与第二空腔之间设置有隔板，隔板为柔性材质，第一空腔的底部内壁设置有多个气嘴，气嘴位于采集探头的上方。
12.优选地，所述固定架和支撑板之间设置有第一气囊，且第一气囊的一侧外壁与第二气囊的一侧外壁之间设置有气管。
13.本发明的有益效果为：1.通过设置的采集机构，通过对音符数据以及音符弹奏所占用的时长进行采集，能够快速准确的对弹奏的音符进行识别，从而便于对钢琴弹奏进行深度学习，同时，通过采集机构能够对弹奏者的弹奏手势进行采集，从而便于进一步对弹奏的音符进行识别。
14.2.通过设置的第一气垫、第二气垫和导管，在拧动紧固栓时，夹板会对采集探头进行夹持固定，而随着采集探头与夹板之间距离逐渐接近，第一气垫会受到压缩，而第一气垫内部的气体会通过导管输送至第二气垫的内部，此时，第二气垫会由于气体的充入而鼓起，从而通过第一气垫与第二气垫之间的配合能够有效的对采集探头进行固定处理，防止由于振动而导致采集探头从支撑架上脱落，从而对采集探头造成损坏，此外，由于第一气垫与第二气垫为柔性材质，因此，当采集探头受到振动时，通过第一气垫和第二气垫能够对采集探头起到缓冲的作用，防止由于振动产生的噪音对采集机构的工作造成干扰；3.通过设置的第一气囊和第二气囊，能够对采集探头起到缓冲减震的作用，同时，当支撑架由于振动而对第二气囊进行压缩时，第一空腔内部的气体在受到压缩后会通过气嘴喷射出，从而通过喷射的气流能够对采集探头的表面进行散热处理，同时，通过喷射的气流能够对粘附在采集探头表面上的灰尘进行处理，防止灰尘渗透到采集探头的内部对采集探头的内部造成损坏，第二空腔内部的气体会通过气管输送至第一气囊的内部，第一气囊的内部会由于气体的输入而鼓起，鼓起的第一气囊会将支撑板顶起，从而能够便于对支撑板的高度进行调节，防止由于振动导致支撑架向上移动，从而导致采集探头与支撑板之间的距离增大，使采集探头的采集效果较差，从而对音符的识别造成影响。
附图说明
15.图1为本发明的流程示意图；图2为本发明提出的采集机构结构示意图；图3为本发明提出的采集探头结构示意图；图4为本发明提出的a处结构示意图；图5为本发明提出的局部结构示意图。
16.附图中：1
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固定架；2
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第一气囊；3
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导向轨；4
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导向块；5
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支撑板；6
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气管；7
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滑块；8
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第二气囊；9
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第一弹簧；10
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滑轨；11
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支撑架；12
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夹板；13
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紧固栓；14
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垫板；15
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采集探头；16
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第二弹簧；17
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第一气垫；18
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第二气垫；19
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导管；20
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气嘴；21
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隔板。
具体实施方式
17.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附
图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
18.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
19.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
20.参照图1
‑
5，一种基于深度学习的钢琴弹奏识别方法，其步骤在于：s1：建立钢琴弹奏音符数据库，并对弹奏的音符数据进行分类处理；s2：通过钢琴弹奏对乐曲进行采集，并提取乐曲中的连续音符得到个音符所占的帧数；s3：计算各音符弹奏所占用的时长；s4：通过采集机构对目标音符数据以及目标音符弹奏占用的时间进行采集；s5：对采集的目标音符数据进行分类并通过相应的学习对目标音符进行识别。
21.本发明中，采集机构包括固定架1和采集探头15，且固定架1顶部外壁的两侧均通过螺栓连接有滑轨10，两个滑轨10的内壁均滑动连接有滑块7，两个滑块7的一侧外壁均通过螺栓连接有垫板14，两个垫板14的底部外壁之间通过螺栓连接有支撑架11，支撑架11与采集探头15之间活动连接，支撑架11相对的两侧外壁均通过螺栓连接有第二弹簧16，且第二弹簧16的一侧外壁通过螺栓连接有夹板12。
22.本发明中，支撑架11的一侧外壁开设有螺纹孔，螺纹孔的内壁螺纹连接有紧固栓13。
23.本发明中，两个夹板12的一侧外壁均粘接有多个第一气垫17和第二气垫18，且第一气垫17与第二气垫18之间交替分布，第一气垫17的尺寸大于第二气垫18的尺寸，第一气垫17与第二气垫18之间设置有导管19，在拧动紧固栓13时，夹板12会对采集探头15进行夹持固定，而随着采集探头15与夹板12之间距离逐渐接近，第一气垫17会受到压缩，而第一气垫17内部的气体会通过导管19输送至第二气垫18的内部，此时，第二气垫18会由于气体的充入而鼓起，从而通过第一气垫17与第二气垫18之间的配合能够有效的对采集探头15进行固定处理，防止由于振动而导致采集探头15从支撑架11上脱落，从而对采集探头15造成损坏，此外，由于第一气垫17与第二气垫18为柔性材质，因此，当采集探头15受到振动时，通过第一气垫17和第二气垫18能够对采集探头15起到缓冲的作用，防止由于振动产生的噪音对采集机构15的工作造成干扰。
24.本发明中，滑块7的顶部外壁和滑轨10的底部外壁之间通过螺栓连接有第一弹簧9。
25.本发明中，固定架1底部外壁的两侧均通过螺栓连接有两个导向轨3，且导向轨3的内壁滑动连接有导向块4，导向块4的一侧外壁通过螺栓连接有支撑板5。
26.本发明中，固定架1的顶部外壁粘接有第二气囊8，且第二气囊8与两个垫板14之间胶接，第二气囊8的内部分别设置有第一空腔和第二空腔，第一空腔与第二空腔之间设置有
隔板21，隔板21为柔性材质，第一空腔的底部内壁设置有多个气嘴20，气嘴20位于采集探头15的上方，能够对采集探头15起到缓冲减震的作用，同时，当支撑架11由于振动而对第二气囊8进行压缩时，第一空腔内部的气体在受到压缩后会通过气嘴20喷射出，从而通过喷射的气流能够对采集探头15的表面进行散热处理，同时，通过喷射的气流能够对粘附在采集探头15表面上的灰尘进行处理，防止灰尘渗透到采集探头15的内部对采集探头的内部造成损坏。
27.本发明中，固定架1和支撑板5之间设置有第一气囊2，且第一气囊2的一侧外壁与第二气囊8的一侧外壁之间设置有气管6，当第二气囊8受到压缩后，第二空腔内部的气体会通过气管6输送至第一气囊2的内部，第一气囊2的内部会由于气体的输入而鼓起，鼓起的第一气囊2会将支撑板5顶起，从而能够便于对支撑板5的高度进行调节，防止由于振动导致支撑架11向上移动，从而导致采集探头15与支撑板5之间的距离增大，使采集探头15的采集效果较差，从而对音符的识别造成影响。
28.工作原理：建立钢琴弹奏音符数据库，并对弹奏的音符数据进行分类处理，通过钢琴弹奏对乐曲进行采集，并提取乐曲中的连续音符得到个音符所占的帧数，计算各音符弹奏所占用的时长，通过采集机构对目标音符数据以及目标音符弹奏占用的时间进行采集，在对音符进行采集时，将钢琴放置在支撑板5上，同时，将采集探头15放置在支撑架11上，从而通过采集探头15对弹奏的音符进行采集处理，在拧动紧固栓13时，夹板12会对采集探头15进行夹持固定，而随着采集探头15与夹板12之间距离逐渐接近，第一气垫17会受到压缩，而第一气垫17内部的气体会通过导管19输送至第二气垫18的内部，此时，第二气垫18会由于气体的充入而鼓起，从而通过第一气垫17与第二气垫18之间的配合能够有效的对采集探头15进行固定处理，防止由于振动而导致采集探头15从支撑架11上脱落，从而对采集探头15造成损坏，此外，由于第一气垫17与第二气垫18为柔性材质，因此，当采集探头15受到振动时，通过第一气垫17和第二气垫18能够对采集探头15起到缓冲的作用，防止由于振动产生的噪音对采集机构15的工作造成干扰，当支撑架11由于振动而对第二气囊8进行压缩时，第一空腔内部的气体在受到压缩后会通过气嘴20喷射出，从而通过喷射的气流能够对采集探头15的表面进行散热处理，同时，通过喷射的气流能够对粘附在采集探头15表面上的灰尘进行处理，防止灰尘渗透到采集探头15的内部对采集探头的内部造成损坏，第二空腔内部的气体会通过气管6输送至第一气囊2的内部，第一气囊2的内部会由于气体的输入而鼓起，鼓起的第一气囊2会将支撑板5顶起，从而能够便于对支撑板5的高度进行调节，防止由于振动导致支撑架11向上移动，从而导致采集探头15与支撑板5之间的距离增大，使采集探头15的采集效果较差，从而对音符的识别造成影响，当采集完成后，对采集的目标音符数据进行分类并通过相应的学习对目标音符进行识别。
29.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。