一種基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置制造方法
【專利摘要】一種基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置屬于樂器、機械設備和精密儀器領域；該檢測裝置包括把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端，所述的把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端四點一線，弦橋端和弦枕端平行設置，與從把持端到拉伸端所在直線方向垂直，所述的弦橋端沿從把持端到拉伸端所在直線方向運動；待測琴弦在把持端固定，依次通過弦橋端，弦枕端至拉伸端；位于弦橋端和弦枕端中部位置，設置有撥片，拾音器和圖像傳感器，所述的弦橋端、拉伸端、拾音器和圖像傳感器連接計算機；本發明可以實現通過檢測琴弦的振動軌跡來判斷琴弦音色的技術目的。
【專利說明】一種基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置
【技術領域】
[0001] -種基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置屬于樂器、機械設備和精密儀器領 域。
【背景技術】
[0002] 吉他，又稱為六弦琴，是一種彈撥樂器，在流行音樂、搖滾音樂、藍調、民歌、佛朗明 哥中，常被視為主要樂器。
[0003] 由于吉他靠琴弦振動發聲，因此吉他音色好壞首先取決于琴弦振動軌跡是否標 準。基于上述分析，可以通過檢測琴弦振動軌跡來判斷吉他音色的好壞。
[0004] 然而遺憾的是，現階段還沒有通過檢測吉他琴弦振動軌跡來判斷琴弦音色的檢測 設備和方法。
【發明內容】
[0005] 為了實現通過檢測琴弦振動來判斷吉他音色好壞的目的，本發明公開了一種基于 機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，該裝置可以實現通過檢測琴弦的振動軌跡來判斷琴弦 音色的技術目的。
[0006] 本發明的目的是這樣實現的： 一種基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，包括把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端， 所述的把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端四點一線，弦橋端和弦枕端平行設置，與從把持端 到拉伸端所在直線方向垂直，所述的弦橋端沿從把持端到拉伸端所在直線方向運動；待測 琴弦在把持端固定，依次通過弦橋端，弦枕端至拉伸端；位于弦橋端和弦枕端中部位置，設 置有撥片，拾音器和圖像傳感器，所述的弦橋端、拉伸端、拾音器和圖像傳感器連接計算機， 計算機控制弦橋端沿從把持端到拉伸端所在直線方向運動，拉伸端拉伸待測琴弦，拾音器 將撥片波動待測琴弦后，待測琴弦發出的聲音傳遞給計算機，圖像傳感器用于采集待測琴 弦被撥動后的振動圖像，并將圖像傳遞給計算機。
[0007] 上述基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，所述的弦橋端和弦枕端沿與X平面 垂直的方向運動，X平面由a直線和b直線所確定，所述的a直線為從把持端到拉伸端的方 向，所述的b直線為弦橋端或弦枕端所在方向。
[0008] 上述基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，所述的圖像傳感器的曝光時間設置 為待測琴弦振動周期的10倍以上。
[0009] 上述基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，所述的撥片為鉗子形，將待測琴弦 拉伸到固定位置后再松開；所述撥片的拉伸方向與圖像傳感器的光軸方向垂直。
[0010] 有益效果： 第一、本發明可以通過檢測琴弦的振動軌跡來判斷琴弦音色。
[0011] 第二、由于本發明基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置包括把持端，弦橋端， 弦枕端和拉伸端，且把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端四點一線，因此可以直接對應吉他上 的固弦錐、弦橋、弦枕和弦鈕，琴弦在本發明檢測裝置上的狀態直接對應琴弦在吉他上的狀 態，即檢測狀態與使用狀態完全對應，使檢測結果無需進行轉換，直接說明吉他琴弦音色質 量。
[0012] 第三、由于弦橋端和弦枕端平行設置，且弦橋端沿從把持端到拉伸端所在直線方 向運動，因此可以調整弦橋端和弦枕端之間的距離，使檢測裝置的沿弦橋端或弦枕端所在 方向的任意位置，都可以適應任意一條弦，而不必像吉他本身那樣，每一條弦只能放置在固 定位置，因此方便檢測。
[0013] 第四、由于設置有撥片，拾音器，并連接到計算機，因此可以通過撥片撥動琴弦，拾 音器采集聲音，計算機通過判斷聲音的高低調整拉伸端，實現自動調音的作用。
[0014] 第五、由于設置有圖像傳感器，因此可以觀察到吉他琴弦的振動軌跡，通過對比實 際振動軌跡與理想振動軌跡，來判斷吉他琴弦的音色質量。
[0015] 說明書附圖 圖1是把持端，弦橋端，弦枕端和拉伸端組合的結構示意圖。
[0016] 圖2是整體檢測裝置結構示意圖。
[0017] 圖3是弦橋端和弦枕端沿與X平面垂直的方向運動時的結構示意圖。
[0018] 圖4是基于本發明檢測裝置的檢測方法流程圖。
[0019] 圖中：1把持端、2弦橋端、3弦枕端、4拉伸端、5待測琴弦、6撥片、7拾音器、8圖像 傳感器、9計算機。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖對本發明【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0021] 具體實施例一 本實施例的基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，包括把持端1，弦橋端2,弦枕端3 和拉伸端4,所述的把持端1，弦橋端2,弦枕端3和拉伸端4四點一線，弦橋端2和弦枕端3 平行設置，與從把持端1到拉伸端4所在直線方向垂直，所述的弦橋端2沿從把持端1到拉 伸端4所在直線方向運動；待測琴弦5在把持端1固定，依次通過弦橋端2,弦枕端3至拉 伸端4 ;把持端1，弦橋端2,弦枕端3和拉伸端4組合的結構示意圖如圖1所示，圖1中弦 橋端2旁邊的箭頭表示弦橋端2的運動方向，拉伸端4旁邊的箭頭表示對待測琴弦5的拉 伸方向。
[0022] 位于弦橋端2和弦枕端3中部位置，設置有撥片6,拾音器7和圖像傳感器8,所述 的弦橋端2、拉伸端4、拾音器7和圖像傳感器8連接計算機9,整體檢測裝置結構示意圖如 圖2所示。
[0023] 計算機9控制弦橋端2沿從把持端1到拉伸端4所在直線方向運動，拉伸端4拉 伸待測琴弦5,拾音器7將撥片6波動待測琴弦5后，待測琴弦5發出的聲音傳遞給計算機 9,圖像傳感器8用于采集待測琴弦5被撥動后的振動圖像，并將圖像傳遞給計算機9。
[0024] 具體實施例二 本實施例的基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，在具體實施例一的基礎上，進一 步限定弦橋端2和弦枕端3沿與X平面垂直的方向運動，X平面由a直線和b直線所確定， 所述的a直線為從把持端1到拉伸端4的方向，所述的b直線為弦橋端2或弦枕端3所在 方向。如圖3所示，在圖3中，實線部分表示弦橋端2和弦枕端3接觸到待測琴弦5時的情 況，虛線表示弦橋端2和弦枕端3離開待測琴弦5時的情況。這種設計，在調整待測琴弦5 音高時，可以將弦橋端2和弦枕端3從待測琴弦5上離開，不僅不會損傷待測琴弦5,而且有 利于提高待測琴弦5的調整速度。
[0025] 具體實施例三 本實施例的基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，在具體實施例一的基礎上，進一 步限定圖像傳感器8的曝光時間設置為待測琴弦5振動周期的10倍以上。這種設計，使圖 像傳感器8曝光時間內，待測琴弦5完成10個以上全振動，振動函數更接近曝光時間內完 成多個整數倍全振動的高頻簡諧振動的函數，使檢測結果更加精確。
[0026] 具體實施例四 本實施例的基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，在以上具體實施例的基礎上，進 一步限定撥片6為鉗子形，將待測琴弦5拉伸到固定位置后再松開；所述撥片6的拉伸方向 與圖像傳感器8的光軸方向垂直。這種設計，可以確保無論被檢測的是幾弦，琴弦都被拉伸 到同一位置，便于統一檢測標準。
[0027] 以上實施例的基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，按照圖4所示的流程進行 吉他琴弦音色檢測： 步驟a、調整弦橋端2的位置 具體方法為根據待測琴弦5的編號，調整弦橋端2沿從把持端1到拉伸端4所在直線 方向運動，使弦橋端2與弦枕端3之間的距離等于該編號琴弦在吉他位置上的弦橋到弦枕 之間的距離； 步驟b、調整待測琴弦5的音高 具體方法為將待測琴弦5 -端固定在把持端1，另一端固定在拉伸端4,并使弦橋端2 和弦枕端3與待測琴弦5接觸，用撥片6撥動待測琴弦5,拾音器7將待測琴弦5發出的聲 音傳遞給計算機9,計算機將待測琴弦5的音高與標準音高進行對比，如果： 第一、待測琴弦5的音尚尚于標準音尚，使弦橋端2和弦枕端3與待測琴弦5非接觸， 拉伸端4向靠近把持端1方向移動，重復判斷步驟，直到待測琴弦5的音高等于標準音高； 第>、待測琴弦5的音尚等于標準音尚，判斷結束； 第三、待測琴弦5的音高低于標準音高，使弦橋端2和弦枕端3與待測琴弦5非接觸， 拉伸端4向遠離把持端1方向移動，重復判斷步驟，直到待測琴弦5的音高等于標準音高； 步驟c、采集振動圖像 利用撥片6撥動待測琴弦5,圖像傳感器8采集振動中的待測琴弦5,并將圖像傳遞給 圖像傳感器8 ; 步驟d、獲得振動函數 將步驟c所獲得的圖像，待測琴弦5振幅最大位置處、振動方向的全部像素提取出來， 進行傅里葉變換并取模，得到振動函數； 步驟e、獲得評價函數 方法一、根據待測琴弦5振幅最大位置處的振幅，將其代入到以下公式得到評價函數：
【權利要求】
1. 一種基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，其特征在于，包括把持端（1 )，弦橋端 (2 )，弦枕端（3 )和拉伸端（4)，所述的把持端（1)，弦橋端（2 )，弦枕端（3 )和拉伸端（4)四點 一線，弦橋端（2)和弦枕端（3)平行設置，與從把持端（1)到拉伸端（4)所在直線方向垂直， 所述的弦橋端（2)沿從把持端（1)到拉伸端（4)所在直線方向運動；待測琴弦（5)在把持端 (1)固定，依次通過弦橋端（2 )，弦枕端（3 )至拉伸端（4 );位于弦橋端（2 )和弦枕端（3 )中部 位置，設置有撥片（6)，拾音器（7)和圖像傳感器（8)，所述的弦橋端（2)、拉伸端（4)、拾音器 (7 )和圖像傳感器（8 )連接計算機（9 )，計算機（9 )控制弦橋端（2 )沿從把持端（1)到拉伸端 (4) 所在直線方向運動，拉伸端（4)拉伸待測琴弦（5)，拾音器（7)將撥片（6)波動待測琴弦 (5) 后，待測琴弦（5)發出的聲音傳遞給計算機（9)，圖像傳感器（8)用于采集待測琴弦（5) 被撥動后的振動圖像，并將圖像傳遞給計算機（9 )。
2. 根據權利要求1所述的基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，其特征在于，所述 的弦橋端（2)和弦枕端（3)沿與X平面垂直的方向運動，X平面由a直線和b直線所確定， 所述的a直線為從把持端（1)到拉伸端（4)的方向，所述的b直線為弦橋端（2)或弦枕端 (3)所在方向。
3. 根據權利要求1所述的基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，其特征在于，所述 的圖像傳感器（8)的曝光時間設置為待測琴弦（5)振動周期的10倍W上。
4. 根據權利要求1、2或3所述的基于機器視覺的吉他琴弦音色檢測裝置，其特征在于， 所述的撥片（6)為錯子形，將待測琴弦（5)拉伸到固定位置后再松開；所述撥片（6)的拉伸 方向與圖像傳感器（8)的光軸方向垂直。
【文檔編號】G10D3/14GK104464694SQ201410754530
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優先權日:2014年12月11日
【發明者】寧凱 申請人:哈爾濱幻石科技發展有限公司