一种声音控制灯光变化的方法及系统技术方案

本申请提供了一种声音控制灯光变化的方法及系统，属于智能灯光控制领域，其包括：采集声音信号并进行运放、音量控制处理，得到输出信号；根据快速傅里叶变换算法对输出信号进行时域到频域的转换，得到第一信息数据；采用时域和/或频域的处理方式对输出信号和第一信息数据进行计算，得到第二信息数据；根据输出信号和第一信息数据对色彩信息的还原因素进行分析处理，得到还原系数代入预设灯光颜色调制公式中进行计算，得到第三信息数据；根据第二信息数据和第三信息数据对灯光的亮灭、亮度以及颜色进行控制。能够自适应地根据音乐风格和音频信息赋予显示灯光与之相匹配的颜色；并通过显示控制策略提供合适的灯光显示，为用户提供更好体验。供更好体验。供更好体验。

【技术实现步骤摘要】
一种声音控制灯光变化的方法及系统


[0001]本专利技术属于智能灯光控制领域，尤其涉及一种声音控制灯光变化的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着科技进步和生活水平的提高，人们对于品质生活的需求日益高涨。人们发现灯光除了提供照明功能外，还可以通过调节灯光颜色和明暗等，起到营造氛围的作用。自此各种以渲染场景气氛为目的的灯光系统纷纷在市场中出现，原本简单的照明灯光开始变得五颜六色、绚丽多姿起来。在各式各样的氛围照明技术中，有一种被称为灯光音乐律动的氛围照明技术对人们营造氛围、改善生活品质等方面产生了非常重要的影响。采用这种灯光技术的照明系统，其灯光通常会随着背景音乐的变化而产生有规律的变化，包括亮度变化、颜色变化等。
[0003]现有公开了一种随音乐律动显示系统(专利申请号为CN201910845112.X)，其包括：律动控制装置监测扬声器装置的声音音量，并输出控制命令给车载显示装置调整显示亮度；扬声器装置播放声音时，律动控制装置监测扬声器装置的声音频率，并输出控制命令给车载显示装置调整显示颜色。
[0004]还公开了一种车载音乐律动氛围灯电路(专利申请号为CN202011292584.6)，其包括电源电路、光感检测电路、恒压电路、发光电路、声音检测电路，所述电源电路经过恒压电路稳压后输出稳定电压给发光电路、声音检测电路供电，所述光感检测电路通过检测外部光信号的变化来控制所述恒压电路的通断，所述发光电路包括驱动电路和发光二极管LED1，所述声音检测电路通过检测外部声音信号的变化来控制所述驱动电路的通断，从而使得发光二极管LED1随着外部声音的变化而律动着亮灭。
[0005]上述两种现有方案都是先对声音进行采集然后进行分析处理再对灯光进行控制，实现声音与灯光的联动，即都是通过建立中间控制单元，实现声音对灯光变化的联动，但是这种方式存在时延性以及不准确性，灯光的线性变化不自然，不够饱和和鲜艳，灵活性差且容易出现错误。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种声音控制灯光变化的方法及系统，旨在解决上述声音与灯光变化的联动存在时延性、匹配性较差、线性变化不自然，灯光显示不够饱和、不够鲜艳等问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案，包括：
[0008]采集声音信号，对声音信号进行运放、音量控制处理，得到输出信号；
[0009]根据快速傅里叶变换算法对输出信号进行时域到频域的转换，得到第一信息数据；
[0010]采用时域和/或频域的信息处理方式对输出信号和第一信息数据进行计算，得到第二信息数据；
[0011]根据输出信号和第一信息数据对色彩信息的还原因素进行分析处理，得到还原系
数，将还原系数代入预设灯光颜色调制公式中进行计算，得到第三信息数据，还原因素包括声音音频信号、曲风旋律和视觉曲线；
[0012]根据第二信息数据和第三信息数据对灯光的亮灭、亮度以及颜色进行控制。
[0013]作为优选，根据快速傅里叶变换算法对输出信号进行时域到频域的转换，得到第一信息数据，包括：
[0014]根据输出信号对声音的频谱进行分析得到第一分析数据；或
[0015]根据输出信号对曲风旋律进行分析，计算色彩还原系数，得到第二分析数据。
[0016]作为优选，根据快速傅里叶变换算法对输出信号进行时域到频域的转换，得到第一信息数据，还包括：
[0017]根据输出信号对声音的频谱进行分析并增加听觉响应曲线增益，得到第三分析数据A
′
n＝An*S＝{an1·
S1，an2·
S2，......，an
m
·
S
m
}，其中An＝{an1，an2，......，an
m
}＝FFT(yn)为声音的频域分析数据，其中yn为输出信号的参数，S＝{S1，S2，......，S
m
}为听觉响度曲线增益。
[0018]作为优选，根据输出信号和第一信息数据对色彩信息的还原因素进行分析处理，得到还原系数，将还原系数代入预设灯光颜色调制公式中进行计算，得到第三信息数据，包括：
[0019]根据输出信号和第一信息数据并通过声音音频信号对色彩信息进行还原系数的计算，得到第一系数，第一系数包括计算，得到第一系数，第一系数包括其中Rn为红色光的信息，Gn为绿色光的信息，Bn为蓝色光的信息，M
R
和M
G
分别为对应红光和绿光的最高频谱段的序号，其中An＝{an1，an2，......，an
m
}＝FFT(yn)为声音的频域分析数据，其中yn为输出信号的参数，S＝{S1，S2，......，S
m
}为听觉响度曲线增益；
[0020]根据输出信号和第一信息数据并通过曲风旋律对色彩信息进行还原系数的计算，得到第二系数Cn＝{C
R
n,C
G
n,C
B
n}＝g(yn)；
[0021]根据输出信号和第一信息数据并通过视觉曲线对色彩信息进行还原系数的计算，得到第三系数Vn＝{V
R
n,V
G
n,V
B
n}；
[0022]将第一系数、第二系数和第三系数分别代入公式
[0023][0024]中进行计算，汇总得到第三信息数据，其中R％为红色灯光输出占比，G％为绿色灯光输出占比，B％为蓝色灯光输出占比。
[0025]作为优选，根据第二信息数据和第三信息数据对灯光的亮灭、亮度以及颜色进行控制，包括：
[0026]根据第二信息数据通过公式进行灯光变亮调节，其中，C
B
n(t)为采集点n的灯光亮度，C
B
nmax为采集点n的最大灯光显示亮度，ΔT为灯光上升至最大值的时间间隔；或
[0027]根据第二信息数据通过公式进行灯光变暗调节，其中，β∈(1，∞)；
[0028]根据第三信息数据并控制显示刷新频率和颜色切换状态进行灯光颜色的调节；
[0029]对灯光的亮灭、亮度以及颜色进行调节并按照点状或线性或面状方式进行灯光显示。
[0030]一种声音控制灯光变化的系统，包括：
[0031]声音采集模块：用于采集声音信号，对声音信号进行运放、音量控制处理，得到输出信号；
[0032]音频解码模块：用于根据快速傅里叶变换算法对输出信号进行时域到频域的转换，得到第一信息数据；
[0033]节奏计算模块：用于采用时域和/或频域的信息处理方式对输出信号和第一信息数据进行计算，得到第二信息数据；
[0034]颜色计算模块：用于根据输出信号和第一信息数据对色彩信息的还原因素进行分析处理，得到还原系数，将还原系数代入预设灯光颜色调制公式中进行计算，得到第三信息数据，还原因素包括声音音频信号、曲风旋律和视觉曲线；
[0035]灯光显示模块：用于根据第二信息数据和第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声音控制灯光变化的方法，其特征在于，包括：采集声音信号，对声音信号进行运放、音量控制处理，得到输出信号；根据快速傅里叶变换算法对输出信号进行时域到频域的转换，得到第一信息数据；采用时域和/或频域的信息处理方式对输出信号和第一信息数据进行计算，得到第二信息数据；根据输出信号和第一信息数据对色彩信息的还原因素进行分析处理，得到还原系数，将还原系数代入预设灯光颜色调制公式中进行计算，得到第三信息数据，还原因素包括声音音频信号、曲风旋律和视觉曲线；根据第二信息数据和第三信息数据对灯光的亮灭、亮度以及颜色进行控制。2.根据权利要求1所述的一种声音控制灯光变化的方法，其特征在于，根据快速傅里叶变换算法对输出信号进行时域到频域的转换，得到第一信息数据，包括：根据输出信号对声音的频谱进行分析得到第一分析数据；或根据输出信号对曲风旋律进行分析，计算色彩还原系数，得到第二分析数据。3.根据权利要求2所述的一种声音控制灯光变化的方法，其特征在于，根据快速傅里叶变换算法对输出信号进行时域到频域的转换，得到第一信息数据，还包括：根据输出信号对声音的频谱进行分析并增加听觉响应曲线增益，得到第三分析数据A
′
n＝An*S＝{an1·
S1，an2·
S2，......，an
m
·
S
m
}，其中An＝{an1，an2，......，an
m
}＝FFT(yn)为声音的频域分析数据，其中yn为输出信号的参数，S＝{S1，S2，......，S
m
}为听觉响度曲线增益。4.根据权利要求1所述的一种声音控制灯光变化的方法，其特征在于，根据输出信号和第一信息数据对色彩信息的还原因素进行分析处理，得到还原系数，将还原系数代入预设灯光颜色调制公式中进行计算，得到第三信息数据，包括：根据输出信号和第一信息数据并通过声音音频信号对色彩信息进行还原系数的计算，得到第一系数，第一系数包括得到第一系数，第一系数包括其中Rn为红色光的信息，Gn为绿色光的信息，Bn为蓝色光的信息，M
R
和M
G
分别为对应红光和绿光的最高频谱段的序号，其中An＝{an1，an2，......，an
m
}＝FFT(yn)为声音的频域分析数据，其中yn为输出信号的参数，S＝{S1，S2，......，S
m
}为听觉响度曲线增益；根据输出信号和第一信息数据并通过曲风旋律对色彩信息进行还原系数的计算，得到第二系数Cn＝{C
R
n,C
G
n,C
B
n}＝g(yn)；根据输出信号和第一信息数据并通过视觉曲线对色彩信息进行还原系数的计算，得到第三系数Vn＝{V
R
n,V
G
n,V
B
n}；将第一系数、第二系数和第三系数分别代入公式将第一系数、第二系数和第三系数分别代入公式将第一系数、第二系数和第三系数分别代入公式中进行计算，汇总得到第三信息数
据，其中R％为红色灯光输出占比，G％为绿色灯光输出占比，B％为蓝色灯光输出占比。5.根据权利要求1所述的一种声音控制灯光变化的方法，其特征在于，根据第二信息数据和第三信息数据对灯光的亮灭、亮度以及颜色进行控制，包括：根据第二信息数据通过公式进行灯光变亮调节，其中，C
B
n(t)为采集点n的灯光亮度，C
B
nmax为采集点n的最大灯光显示亮度，ΔT为灯光上升至最大值的时间间隔；或根据第二信息数据通过公式进行灯光变暗调节，其中，β∈(1，∞)；根据第三信息数据并控制显示刷新频率和颜色切换状态进行灯光颜色的调节；对灯光的亮灭、亮度以及颜色进行调节并按照点状或线性或面状方式进行灯光显示。6.一种声音控制灯光变化的系统，用于实现如权利要求1所述的一种声音控制灯光变化的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶奇峰，刘冬，徐卫洪，蔡天晨，
申请(专利权)人：浙江意博高科技术有限公司，
类型：发明
国别省市：