[发明专利]一种基于光电信息的木钢琴弹奏检测方法

权利要求书

1.一种基于光电信息的木钢琴弹奏检测方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：根据木钢琴中的琴键安装传感器；

S2：确定若干个目标曲目，以及基于预设的采样周期，通过传感器对木钢琴正确弹奏目标曲目时的对照弹奏过程进行采样，得到每个目标曲目的对照弹奏过程中基于时序的关于被按压的琴键的光电对照信号集；

S3：分别对光电对照信号集中的每个光电对照信号进行强弱分析和节奏分析，得到光电对照信号分析结果，以及基于光电对照信号分析结果建立基于若干个目标曲目的弹奏检测模型；

S4：基于预设的采样周期，通过传感器对木钢琴实际弹奏目标曲目时的实际弹奏过程进行采样，得到实际弹奏过程中基于时序的关于被按压的琴键的光电实际信号集；

S5：输入光电实际信号集至弹奏检测模型，所述弹奏检测模型以光电对照信号集为检测依据对光电实际信号集中每个光电实际信号进行强弱检测和节奏检测，输出弹奏过程中基于时序的关于琴键的检测结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于光电信息的木钢琴弹奏检测方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11：根据木钢琴中的琴键安装传感器，每个琴键对应两个传感器；

以及，所述步骤S2包括：

S21：确定若干个目标曲目，以及基于预设的采样周期，通过传感器对木钢琴正确弹奏目标曲目时的对照弹奏过程进行采样，得到每个目标曲目的对照弹奏过程中基于时序的关于被按压的琴键的包括若干个初始光电对照信号的初始光电对照信号集；

每个初始光电对照信号包括：在预设的采样周期中，弹奏过程中被按压的琴键对应的两个传感器分别得到的初始光电对照子信号；

S22：依次对初始光电对照信号集中的若干个初始光电对照子信号进行去噪处理、标准化处理和整合处理，得到若干个光电对照信号，以及相应地得到光电对照信号集；

以及，所述步骤S4包括：

S41：基于预设的采样周期，通过传感器对木钢琴实际弹奏目标曲目时的实际弹奏过程进行采样，得到实际弹奏过程中基于时序的关于被按压的琴键的包括若干个初始光电实际信号的初始光电实际信号集；

每个初始光电实际信号包括：在预设的采样周期中，弹奏过程中被按压的琴键对应的两个传感器分别得到的初始光电实际子信号；

S42：依次对初始光电实际信号集中的若干个初始光电实际子信号进行去噪处理、标准化处理和整合处理，得到若干个光电实际信号，以及相应地得到光电实际信号集。

3.根据权利要求2所述的一种基于光电信息的木钢琴弹奏检测方法，其特征在于，所述步骤S22包括：

S221：基于小波变换原理的去噪处理公式，分别对若干个初始光电对照子信号进行去噪处理，得到若干个去噪光电对照子信号和相应的去噪光电对照信号集；

基于小波变换原理的去噪处理公式如下所示：

S(t)＝f(t)+ke(t)，t＝0，1，2，...n；

式中，S(t)表示采集到的包含噪声信号的初始光电对照子信号或者表示采集到的包含噪声信号的初始光电实际子信号，f(t)表示去噪光电对照子信号或者表示去噪光电实际子信号，e(t)为噪声信号，k为噪声强度，t为小波分解的层数；

运算过程中，通过小波变换原理消去公式中的e(t)，用于重构f(t)，使得S(t)＝f(t)；

S222：根据光电信号的标准化公式对去噪光电对照子信号进行标准化处理，得到若干个标准光电对照子信号和相应的标准光电对照信号集；

光电信号的标准化公式如下所示：

f(t)'＝(f(t)-max)/(max-min)；

其中，max表示去噪光电对照子信号的在最大值或者表示去噪光电实际子信号的最大值，min表示去噪光电对照子信号的在最小值或者表示去噪光电实际子信号的最小值；f(t)'表示标准光电对照子信号或者表示标准光电实际子信号；

S223：整合相应于每个琴键的两个标准光电对照子信号，得到若干个光电对照信号和相应的光电对照信号集。