基于音频信号特征识别的空调送风控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于音频信号特征识别的空调送风控制系统，其通过对音频信号中携带的音频信号特征信息加以提取和识别处理，在音频信号播放过程中就能够同步地依据音频信号中携带的音频信号特征信息对空调的送风状态进行控制，只要在音频信号中存在与预设定的音频控制特征信息相匹配的音频信号特征信息，就能够触发相应的送风动作控制，使得该空调送风控制系统能够应用于任意情况的音源输出场合，确保了出风控制的自适应性，还在音频信号的播放处理中考虑了对音频信号特征信息加以提取和识别处理所造成的延迟，很好地解决了送风控制与音频信号协同控制的同步性问题，针对同步性、自适应性有较高要求的协同控制应用场合提供了有效的系统解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号处理
和空调控制
，具体涉及一种基于音频信号特征识别的空调送风控制系统。
技术介绍
随着科学技术的进步以及人们生活质量的提高，空调系统已成为公共室内场所以及居家室内环境中几乎必备的室内环境调节系统，而且在一些特殊的应用环境中，还对于空调系统有着较为特殊的技术要求，从而逐渐催生了的新的空调技术产业和技术研发方向。例如，在4D (四维)影院、f5D (五维)影院等多维影像感知系统中，往往需要随着影像和音效的播放而同步调整空调系统的送风速度和送风方向，让观众能够结合对风力、风向等感知而更加真实地感受到影像情节中刮风、高速行进、坠落等过程的互动体验，这便对空调系统提出了新的技术要求。又例如，有研究表明，室内环境的综合质量对人员的工作效率有着重要的影响，因此通过改善室内环境综合质量是帮助提高人员工作效率的重要途径之一；而现有的室内空调系统通常只能够提供定向送风气流或往返摆动的规律动态送风气流，送风形式较为单调，容易使人产生疲乏、无趣的心理疲态，或让人产生嗜睡感，影响工作效率。同时，又有相关研究表明，在室内环境中播放恰当的音乐，不仅有助于对环境噪声形成遮盖屏蔽的作用，还能够帮助人员放松心情、舒缓心里压力，从而排除因环境噪声引起的烦闷情绪，并引导人员心情平缓，帮助提高工作效率。基于上述的研究理论，如果在室内环境播放恰当音乐的同时，还控制室内环境空调系统的送风状态随着音乐旋律而相应调整，则能够在借助音乐调整人员心情的同时，还使得空调系统的送风气流状态变化多样，避免了因空调系统送风气流形式单调而引起人员疲乏、嗜睡的情况，进一步的帮助提升室内工作人员的工作效率。在上述举例的应用环境中，都涉及到空调系统的送风状态与音效协同控制的技术，在该技术研发方向上，研发人员在目前也做出了一些研究和探索。申请号CN201310226628.9的我国专利申请公开了一种空调器音频控制方法及装置和空调器，其通过获取空调器的工作状态，所获取的空调器的工作状态包括送风状态，然后控制空调器播放与工作状态对应的音频，来实现空调系统的送风状态与音效协同控制，以提升了用户体验。但该方案所存在的不足在于，其只能够根据送风状态来播放预设定的相应音频，若要应用到上述的应用环境中，若然可以通过在空调系统中预先设计动态的送风状态并播放与送风动作状态向契合的音乐来实现，但由于空调系统的送风状态动作始终是预先设定的，如果用户自定义的更换了与送风状态动作不相契合音乐音频文件进行播放，空调系统的送风状态动作并不会随着更换的新的音乐而自适应改变。这样以来，该技术方案就不能满足用户自定义音乐音频且确保空调系统送风状态动作与自定义音乐音频同步的要求，同时也无法满足4D (四维)影院、5D (五维)影院等多维影像感知系统中空调系统的送风状态随音效同步的要求。又例如，我国专利申请CN201410367595.4公开了一种空调器风向切换方法和系统，其在侦测到音频信号时，空调器确定预设的音频信号与出风方向之间的映射关系中，是否有音频信号与侦测到的音频信号匹配；在预设的音频信号与出风方向之间的映射关系中，有音频信号与侦测到的音频信号匹配时，空调器确定匹配的音频信号所对应的出风方向，由空调器控制其导风板指向所述出风方向或者避开所述出风方向，由此便可以基于发送的音频信号调节空调器的出风方向。但该方案所存在的不足在于，其是基于对侦测到的音频信号自身与预设的音频信号之间进行匹配判定，也就是说，要在侦测到的音频信号播放完毕后，才能基于侦测采集到的音频信号进行判定和空调出风控制，这就决定了其空调系统的出风控制肯定是滞后于音频信号的。这样的技术方案，可以应用于通过语音声控来调节空调出风状态的应用场景中，但对于上述的多维影像感知系统中空调系统的送风状态随音效同步调整或室内空调系统的送风状态随音乐同步动态调整等应用场合中，该技术方案无法实现送风控制与音频信号相同步的技术要求。由此可见，针对于空调系统的送风控制与音频信号同步的协同控制技术，在现有技术中还没有很好的解决方案，导致了在很多应用场景下，空调系统难以达到所需的同步性、自适应性等方面的技术要求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种基于音频信号特征识别的空调送风控制系统，其通过对音频信号中携带的音频信号特征信息加以提取和识别处理，在音频信号播放过程中就能够同步地依据音频信号中携带的音频信号特征信息自适应地对空调的送风状态进行控制，解决了现有技术中的空调系统送风控制与音频信号协同控制技术在同步性、自适应性方面有所欠缺的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案: 一种基于音频信号特征识别的空调送风控制系统，包括音源音频输出电路、音频延迟播放电路、音频信号特征识别电路和空调送风控制电路； 所述音源音频输出电路用于分别向音频延迟播放电路和音频信号特征识别电路输出数字音频信号； 所述音频信号特征识别电路中预设存储有音频控制特征信息与送风动作控制指令之间的对应关系，用于对来自音源音频输出电路的数字音频信号进行音频数据处理，提取出所述数字音频信号中携带的音频信号特征信息并进行判断，且每当判断到与预设定的音频控制特征信息相匹配的音频信号特征信息，则向空调送风控制电路发送相对应的送风动作控制指令；所述音频信号特征信息包括音律特征信息、音阶特征信息、音色特征信息、音量特征信息、节拍特征信息中的至少一种； 所述空调送风控制电路用于根据来自音频信号特征识别电路的送风动作控制指令，对空调的送风速度和送风方向进行控制； 所述音频延迟播放电路用于根据预设定的延迟播放时间，对来自音源音频输出电路的数字音频信号进行延迟播放，且所设定的延迟播放时间与音频信号特征识别电路对来自音源音频输出电路的数字音频信号进行音频数据处理所造成的处理延迟时间相匹配。上述基于音频信号特征识别的空调送风控制系统中，作为优选方案，所述音频延迟播放电路包括信号延时电路、数字音频解码器、功率放大器和扬声器；所述音源音频输出电路输出的数字音频信号通过信号延时电路延时传输至数字音频解码电路，由数字音频解码电路对数字音频信号解码后的解码音频再传输至功率放大器进行功率放大传送至扬声器进行音频播放。上述基于音频信号特征识别的空调送风控制系统中，作为优选方案，所述音频信号特征识别电路包括特征指令存储模块、特征信息提取模块和特征对比处理模块；所述特征指令存储模块用于存储音频控制特征信息与送风动作控制指令之间的对应关系；所述特征信息提取模块用于对来自音源音频输出电路的数字音频信号进行音频数据处理，提取出所述数字音频信号中携带的音频信号特征信息；所述特征对比处理模块用于将提取出的音频信号特征信息与特征指令存储模块中存储的音频控制特征信息进行对比判断，且每当判断到与预设定的音频控制特征信息相匹配的音频信号特征信息，则向空调送风控制电路发送与所匹配的音频信号特征信息相对应的送风动作控制指令。上述基于音频信号特征识别的空调送风控制系统中，作为进一步改进方案，还包括识别延迟统计处理电路，用于统计计算音频信号特征识别电路对来自音源音频输出电路的数字音频信号进行音频数据处理所造成的处理延迟时间值，并将该处理延迟时间值输出至音频延迟播放电路中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于音频信号特征识别的空调送风控制系统，其特征在于，包括音源音频输出电路、音频延迟播放电路、音频信号特征识别电路和空调送风控制电路；所述音源音频输出电路用于分别向音频延迟播放电路和音频信号特征识别电路输出数字音频信号；所述音频信号特征识别电路中预设存储有音频控制特征信息与送风动作控制指令之间的对应关系，用于对来自音源音频输出电路的数字音频信号进行音频数据处理，提取出所述数字音频信号中携带的音频信号特征信息并进行判断，且每当判断到与预设定的音频控制特征信息相匹配的音频信号特征信息，则向空调送风控制电路发送相对应的送风动作控制指令；所述音频信号特征信息包括音律特征信息、音阶特征信息、音色特征信息、音量特征信息、节拍特征信息中的至少一种；所述空调送风控制电路用于根据来自音频信号特征识别电路的送风动作控制指令，对空调的送风速度和送风方向进行控制；所述音频延迟播放电路用于根据预设定的延迟播放时间，对来自音源音频输出电路的数字音频信号进行延迟播放，且所设定的延迟播放时间与音频信号特征识别电路对来自音源音频输出电路的数字音频信号进行音频数据处理所造成的处理延迟时间相匹配。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢更新，熊辉，李磊，吴思奇，郑洁，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85