1.本发明涉及音乐学习技术领域，具体涉及钢琴转录笔。
背景技术：
2.钢琴是西洋古典音乐中的一种键盘乐器，由88个琴键(52个白键，36个黑键)和金属弦音板组成。随着当今社会的发展，人们越来越注重精神的丰富，因此越来越多的人学习钢琴。孩子从小学习钢琴，不仅能使他们提高音乐素养和艺术修养，而且对培养严谨而踏实的学习态度、自觉刻苦的学习能力具有重要意义，同时，学弹琴对一个人的文化素养、道德风尚、情操、性格的形成也起着潜移默化的影响。学弹琴时始终要求听觉的专注、十个手指各自独立前提下的灵敏积极活动，双手不同动作及其与全身肢体的协调配合，这使得大脑的左右半球技能获得同等发展并增进互相协调能力，事例证实，从幼年开始学习钢琴的孩子入学后，在理解能力、接受能力、想象力和创造性思维能力等方面，都显著高于一般孩子。
3.并且演奏钢琴需要相对熟练的技术、技巧，需要有规律的、科学的、恒久的训练，这种训练需要毅力、耐力、信心和勇气，所以，钢琴学习对于培养坚强的意志、顽强进取的品质，以及踏实、严谨、科学的作风，都有良好的作用。
4.学习钢琴还能够培养良好的学习习惯、提高理解能力的记忆力，培养大胆的表现能力、成熟的操控能力和杰出的组织能力，充实精神财富。
5.而为了更好的辅助学童或者专业人士日常钢琴学习和乐曲创作，本发明提出钢琴转录笔，据调查，当今国内外市场上并无类似本技术所描述的钢琴转录笔的产品。
技术实现要素：
6.本发明的目的是提供钢琴转录笔，钢琴转录笔为手持式联网设备，其核心功能是录制钢琴音频，并将其转录为音乐软件能够识别并打开的midi文件，进而帮助人们进行钢琴学习和创作；其内置大容量可充电电池和大容量存储卡，满足长续航需求，支持wifi上网功能；转录过程通过联网在云端执行，辅助学童或者专业人士日常钢琴学习。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：钢琴转录笔，包括主机，所述主机内部设有基带cpu、录音模块、转录模块、播放模块、存储模块、电源模块、控制模块和通信模块，所述录音模块、控制模块均与基带cpu输入端连接，所述播放模块、存储模块均与基带cpu输出端连接，所述转录模块、电源模块、通信模块均与基带cpu连接，基带cpu相当于一个协议处理器，负责数据处理与储存。
8.优选的，所述录音模块用于录制距离主机最近的钢琴音源，所述录音模块包括设在主机顶部左右两侧的一颗高精度定向麦克和两颗阵列麦克，能够屏蔽和过滤背景杂音，只采集距离转录笔最近的钢琴音源；
9.阵列麦克是由一定数目的声学传感器(一般是麦克风)组成，用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。
10.优选的，转录模块包括转录web服务模块，转录web服务模块采用crnn神经网络、
azure machine learning环境和pytorch框架训练的自动转录模型，转录过程在云端执行，转录时输入钢琴音频文件，转录完成后输出midi文件，并返回给主机的基带cpu；转录是钢琴转录笔最核心的功能，用户通过控制按钮把录制好的钢琴音频提交转录，转录过程在云端执行，转录过程可以中途取消，使用流程为：先录音，后联网，再转录。
11.优选的，所述播放模块包括设在主机底部两侧的两个扬声器以及主机内部的音频解码芯片，所述音频解码芯片与基带cpu输出端连接，所述扬声器与音频解码芯片输出端连接，音频解码主要作用是把读取的数字音频信息转换成模拟音频信号输出。
12.优选的，所述存储模块包括存储器，所述存储器与基带cpu输出端连接，存储器运行内存：8gb/12gb lpddr5。
13.优选的，所述电源模块包括设置在主机内部的充电电池、基带电源和电源管理芯片，所述充电电池为5000mah锂离子聚合物电池，使用时长可达300小时以上。
14.优选的，所述控制模块包括设置在主机前端的屏幕，屏幕可以设计为两种款式，定位不同的目标用户：
15.1、组合屏：上：2.0寸液晶屏，下：物理键控制盘；
16.2、全液晶屏：4.7寸，全液晶屏加虚拟控制盘；
17.物理键控制盘和虚拟控制盘上分别设置如下控制键：录音键、转录键、音量增减键、上下左右方向键、确认键、取消键、wifi连接键。
18.优选的，所述通信模块包括设在主机内部的wifi信号放大器，所述wifi信号放大器与基带cpu连接，wlan网络：wifi 4/5/6，wifi信号放大器通过无线的方式，和原来无线路由器建立连接，wifi信号放大器自身再提供一个无线信号，从而实现扩大无线信号覆盖范围的目的。
19.优选的，所述主机侧面设有电源开关键，用于控制主机开关机。
20.所述主机底部设有type-c接口，同时支持充电和数据传输。
21.在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
22.1、本发明实现听音扒谱，能够将钢琴音乐直接转换为电子乐谱(midi文件)，与传统的转录技术相比，基于人工智能和深度学习的转录技术能大幅提高转录准确度，并且能够识别更加丰富的钢琴音符，辅助学童或者专业人士日常钢琴学习；
23.2、本发明方便携带，辅助学童或者专业人士日常钢琴学习和乐曲创作；
24.3、本发明能够长久续航，满足用户长时间需要。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明的一种外形图；
27.图2为本发明的图1的内部结构图；
28.图3为本发明的另一种外形图；
29.图4为本发明的图3的内部结构图；
30.图5为本发明的转录流程图；
31.图6为本发明的自动转录模型的训练技术原理图。
32.附图标记说明：
33.1基带cpu、2高精度定向麦克、3阵列麦克、4扬声器、5音频解码芯片、6存储器、7充电电池、8基带电源、9电源管理芯片、10屏幕、11wifi信号放大器、12电源开关键。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本发明提供了如图1-6所示的钢琴转录笔，包括主机，所述主机内部设有基带cpu1、录音模块、转录模块、播放模块、存储模块、电源模块、控制模块和通信模块，所述录音模块、控制模块均与基带cpu1输入端连接，所述播放模块、存储模块均与基带cpu1输出端连接，所述转录模块、电源模块、通信模块均与基带cpu1连接。
36.所述录音模块用于录制距离主机最近的钢琴音源，所述录音模块包括设在主机顶部左右两侧的一颗高精度定向麦克2和两颗阵列麦克3，能够屏蔽和过滤背景杂音，只采集距离转录笔最近的钢琴音源。
37.所述存储模块包括存储器6，所述存储器6与基带cpu1输出端连接。
38.转录模块包括转录web服务模块，转录web服务模块采用crnn神经网络、azure machine learning环境和pytorch框架训练的自动转录模型，转录过程在云端执行，转录时输入钢琴音频文件，转录完成后输出midi文件，并返回给主机的基带cpu1，转录是钢琴转录笔最核心的功能，用户通过控制按钮把录制好的钢琴音频提交转录，转录过程在云端执行，转录过程可以中途取消，使用流程为：先录音，后联网，再转录。
39.转录时会调用转录web服务，输入的是钢琴音频文件，转录完成后输出midi文件，并返回给主机的基带cpu1，基带cpu1会将midi文件保存在本地存储卡，用乐谱编辑软件或daw(数字音频工作站)打开midi文件即可得到钢琴五线谱。
40.钢琴转录web服务不是一个从mp3到midi的格式转换工具，而是在利用人工智能和深度学习技术训练而出的自动转录模型的基础上开发的web服务，钢琴音乐自动转录模型采用crnn神经网络、azure machine learning环境和pytoreh框架训练得到，基于此模型，可以开发出桌面应用、手机应用，以及web服务，从而实现转录技术的应用落地。
41.与传统的转录技术相比，基于人工智能和深度学习的转录技术能大幅提高转录准确度，并且能够识别更加丰富的钢琴音符。图6是自动转录模型的训练技术原理。
42.所述播放模块包括设在主机底部两侧的两个扬声器4以及主机内部的音频解码芯片5，所述音频解码芯片5与基带cpu1输出端连接，所述扬声器4与音频解码芯片5输出端连接，用于播放音频。
43.所述电源模块包括设置在主机内部的充电电池7、基带电源8和电源管理芯片9，所述充电电池7为5000mah锂离子聚合物电池，使用时长可达300小时以上，用于为钢琴转录笔供电。
44.所述控制模块包括设置在主机前端的屏幕10，所述屏幕设计为两种形式，一种为
组合屏，该组合屏上部为2.0寸液晶屏，该组合屏下部为物理键控制盘，另一种为4.7寸的全液晶屏，该全液晶屏下部设置虚拟控制盘；物理键控制盘和虚拟控制盘上分别设置如下控制键：录音键、转录键、音量增减键、上下左右方向键、确认键、取消键、wifi连接键，可以通过物理或者屏幕控制按钮执行相应操作，包括：开始录制、暂停/继续录制、停止录制；浏览已经录制的内容，执行删除操作；播放已经录制好的音频，并且以直观的波形图显示。
45.所述通信模块包括设在主机内部的wifi信号放大器11，所述wifi信号放大器11与基带cpu1连接，wlan网络：wifi 4/5/6。
46.所述主机侧面设有电源开关键12，所述主机底部设有type-c接口，同时支持充电和数据传输。
47.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。