灯光音联动控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种灯光音联动控制方法及系统，该方法包括：采集音频信号，并将所述音频信号进行放大；获取放大后的音频信号中音频强度大于强度阈值的第一音频信号；判断所述第一音频信号的持续时间是否大于第一时间阈值，若是，则保留所述第一音频信号，并将所述第一音频信号作为低音信号；否则过滤所述第一音频信号；在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍；根据所述低音信号的节拍控制灯光工作模式。上述灯光音联动控制方法，通过检测音频信号中的低音信号，获取低音信号的节拍，并根据低音信号的节拍控制灯光的工作方式，其信号分析处理过程简单，控制灵敏。

【技术实现步骤摘要】
灯光音联动控制方法及系统
本专利技术涉及自动化控制领域，特别是涉及灯光音联动控制方法及系统。
技术介绍
目前市面上的LED灯的闪烁变化和颜色变化可以通过控制声音节拍或音量的变化方式来实现，而通过LED灯灯组的使得这种闪烁变化和颜色变化呈现出更好的光与色彩效果。LED灯灯组是指将多个LED灯通过串联或并联等连接方式通过控制系统以实现灯光闪烁和颜色变化的特殊效果技术。灯光随着音乐声变化，如果要变化得有艺术性，灯光的变化需要随着音乐的节拍变化，而不仅仅是随着音乐的响度变化。而一般来说，音乐的节拍是由鼓声等低音乐器来表现。因此检测音乐的低音节拍，对于有效地控制灯光非常重要。传统的声音节拍分析系统中，需要使用较为昂贵的低通滤波器，来分析音频信号里面的低音成分，并需要一些软件系统进行数字信号处理，例如利用快速傅立叶变换(fastFouriertransform，FFT)来分析处理音频信号里的低音信号。上述的低音信号分析处理方法，需要一个较为高级和昂贵的计算机系统，并且处理过程复杂。另外，传统的声音节拍分析系统中，其适应的音源是一个较为稳定的音量输入，例如CD播放器。对于一些音量波动比较大的音源来说，传统的节拍分析系统无法准确的分析处理。
技术实现思路
基于此，有必要针对低音信号分析处理过程复杂的问题，提供一种灯光音联动控制方法及系统。一种灯光音联动控制方法，包括：采集音频信号，并将所述音频信号进行放大；获取放大后的音频信号中音频强度大于强度阈值的第一音频信号；判断所述第一音频信号的持续时间是否大于第一时间阈值，若是，则保留所述第一音频信号，并将所述第一音频信号作为低音信号；否则过滤所述第一音频信号；在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍；根据所述低音信号的节拍控制灯光工作模式。在其中一个实施例中，所述采集音频信号，并将所述音频信号进行放大的步骤，包括：利用麦克风采集音频信号，并通过两级前置放大器将所述音频信号进行放大处理。在其中一个实施例中，在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍的步骤，包括：检测两个以上依序相邻的节拍时间窗口内的所述低音信号的数量；判断所述低音信号的数量是否大于节拍阈值，若是，则在所述节拍时间窗口内形成一个节拍；否则在所述节拍时间窗口内没有形成节拍；获取各个所述节拍时间窗口内的节拍。在其中一个实施例中，所述在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍的步骤之前，还包括：根据所述音频强度调节第一时间阈值。在其中一个实施例中，所述根据所述音频强度调节第一时间阈值的步骤，包括：检测在节拍时间窗口内的平均音频强度；判断所述平均音频强度是否大于平均音频强度阈值的上限，若是，则增大所述第一时间阈值，直至平均音频强度小于平均音频强度阈值的上限；判断平均音频强度是否小于平均音频强度阈值的下限，若是则减小所述第一时间阈值，直至平均音频强度大于平均音频强度阈值的下限。在其中一个实施例中，所述在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍的步骤之后，还包括：调节所述节拍的速度。在其中一个实施例中，所述调节所述节拍的速度的步骤，包括：检测预设时间窗口内的所述节拍的数量，并计算在预设时间窗口内的节拍速度；判断所述节拍速度是否大于预设节拍速度的上限，若是，则增大节拍阈值直至所述节拍速度小于预设节拍速度的上限；判断所述节拍速度是否小于预设节拍速度的下限，若是，则减小节拍阈值直至所述节拍速度大于预设节拍速度的下限。在其中一个实施例中，所述调节所述节拍的速度的步骤，还包括：检测预设时间窗口内的所述节拍的数量，并计算在预设时间窗口内的节拍速度；判断所述节拍速度是否大于预设节拍速度的上限，若是，则增大第一时间阈值直至所述节拍速度等于预设节拍速度的上限；判断所述节拍速度是否小于预设节拍速度的下限，若是，则减小第一时间阈值直至所述节拍速度大于预设节拍速度的下限。在其中一个实施例中，所述调节所述节拍的速度的步骤，还包括：检测预设时间窗口内的所述节拍的数量，并计算在预设时间窗口内的节拍速度；检测所述节拍速度是否大于预设节拍速度的上限，若是，则同时增大节拍阈值和第一时间阈值直至所述节拍速度小于预设节拍速度的上限；检测所述节拍速度是否小于预设节拍速度的下限，若是，则同时减小节拍阈值和第一时间阈值直至所述节拍速度大于预设节拍速度的下限。一种灯光音联动控制系统，包括：麦克风：用于采集音频信号；两级前置放大器，用于放大所述音频信号；控制器，用于检测所述音频信号，并调节控制所述音频信号以形成低音信号的节拍；灯光驱动器，用于根据所述低音信号的节拍驱动灯光工作；灯，用于实现不同式样的发光。上述灯光音联动控制方法，通过检测音频信号中的低音信号，获取低音信号的节拍，并根据低音信号的节拍控制灯光的工作方式，其信号分析处理过程简单，控制灵敏。附图说明图1为一实施例的灯光音联动控制方法流程图；图2为一实施例的音频波形示意图；图3为图1中步骤S600的其中一种实现方式流程图；图4为另一实施例的音频波形示意图；图5为另一实施例的灯光音联动控制方法流程图；图6为图5中步骤S500中的其中一种实现方式流程图；图7为图5中步骤S700中的其中一种实现方式流程图；图8为图5中步骤S700中的另一种实现方式流程图；图9为图5中步骤S700中的另一种实现方式流程图；图10为一实施例的灯光音联动控制系统结构示意图；图11为另一实施例的灯光音联动控制系统结构示意图；图12为一实施例的灯光音联动控制系统电路结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的内容公开更加透彻全面。本专利技术提供一种灯光音联动控制方法及系统，通过检测音频信号的节拍和幅度等信息，控制灯光的闪烁及亮度。音乐的节拍通常是由鼓声等低音乐器来表现。因此检测音乐的低音节拍，对于有效地控制灯光非常重要。其中，利用高灵敏度的麦克风以及两级前置放大器，可以检测到65分贝的音频信号；利用节拍检测系统可实现对65分贝至110分贝的音频信号进行检测，并且能够从高音和低音的混合音频中准确的检测出低音部分。图1为一实施例的灯光音联动控制方法流程图，包括：步骤S100：采集音频信号，并将音频信号进行放大。本步骤中，利用高度灵敏的麦克风，以及两级的前置放大器，从而对音频信号的感应灵敏度较高。例如可采集65分贝的音频信号。步骤S200：获取放大后的音频信号中音频强度大于强度阈值的第一音频信号。具体地，如图2所示，该图为音频波形图。其中，强度阈值为M0，M0为系统能够检测到音频信号的能量峰值。系统获取待测音频波形中的波峰能量超过M0的部分，作为第一音频信号10，如图中强度阈值线M0的下端部分。步骤S300：判断第一音频信号的持续时间是否大于第一时间阈值，若是，则执行步骤S400a；否则执行步骤S400b。具体地，参见图2，第一时间阈值TTH用于衡量第一音频信号10的频率大小(波长大小)，并用于判别低音信号和高音信号。例如，第一音频信号10包括了低音信号和高音信号，当第一音本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灯光音联动控制方法，包括：采集音频信号，并将所述音频信号进行放大；获取放大后的音频信号中音频强度大于强度阈值的第一音频信号；判断所述第一音频信号的持续时间是否大于第一时间阈值，若是，则保留所述第一音频信号，并将所述第一音频信号作为低音信号；否则过滤所述第一音频信号；在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍；根据所述低音信号的节拍控制灯光工作模式。

【技术特征摘要】
1.一种灯光音联动控制方法，包括：采集音频信号，并将所述音频信号进行放大；获取放大后的音频信号中音频强度大于强度阈值的第一音频信号；判断所述第一音频信号的持续时间是否大于第一时间阈值，若是，则保留所述第一音频信号，并将所述第一音频信号作为低音信号；否则过滤所述第一音频信号；在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍；根据所述低音信号的节拍控制灯光工作模式。2.根据权利要求1所述的灯光音联动控制方法，其特征在于，所述采集音频信号，并将所述音频信号进行放大的步骤，包括：利用麦克风采集音频信号，并通过两级前置放大器将所述音频信号进行放大处理。3.根据权利要求1所述的灯光音联动控制方法，其特征在于，在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍的步骤，包括：检测两个以上依序相邻的节拍时间窗口内的所述低音信号的数量；判断所述低音信号的数量是否大于节拍阈值，若是，则在所述节拍时间窗口内形成一个节拍；否则在所述节拍时间窗口内没有形成节拍；获取各个所述节拍时间窗口内的节拍。4.根据权利要求1所述的灯光音联动控制方法，其特征在于，所述在节拍时间窗口内检测所述低音信号的数量，并获取所述低音信号的节拍的步骤之前，还包括：根据所述音频强度调节第一时间阈值。5.根据权利要求4所述的灯光音联动控制方法，其特征在于，所述根据所述音频强度调节第一时间阈值的步骤，包括：检测在节拍时间窗口内的平均音频强度；判断所述平均音频强度是否大于平均音频强度阈值的上限，若是，则增大所述第一时间阈值，直至平均音频强度小于平均音频强度阈值的上限；判断平均音频强度是否小于平均音频强度阈值的下限，若是则减小所述第一时间阈值，直至平均音频强度大于平均音频强度阈值的下限。6.根据权利要求1所述的灯光音联动控制方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟斌，
申请(专利权)人：深圳思码威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44