一种基于音乐节拍的灯效显示方法及终端技术

本发明专利技术公开了一种基于音乐节拍的灯效显示方法及终端，对采集到的音乐音频进行滤波，提取到音乐节拍，便于后续为音频适配更加准确的灯光效果；对音频信号进行归一化和加窗处理，并转换为声压级数据，之后进行指数预测及其变化值的计算，因此通过对音频信号的处理、转换和预测即可得到音频的变化值，提高了计算速度并减少了计算成本。当变化值达到触发条件时结合音乐节拍输出动态匹配的灯光效果，能够增加音乐节拍与灯光效果的关联性，提高灯光律动体验。动体验。动体验。

【技术实现步骤摘要】
一种基于音乐节拍的灯效显示方法及终端


[0001]本专利技术涉及灯效显示
，特别涉及一种基于音乐节拍的灯效显示方法及终端。

技术介绍

[0002]灯串通常使用在家庭装饰、派对节日装扮等场合，目前的智能LED灯串内置控制器以及与手机通信的无线模块，不仅能够根据用户在手机APP上的选择调整颜色，而且可以根据周围音乐信号的节奏变换灯效，LED灯本体亮度和闪烁方式便可根据音乐的节奏变化来变化闪烁，增加用户体验感和节日氛围。
[0003]目前，市面上的智能灯光元件在获取音频信号时，噪音过滤处理效果较差，容易受各类噪音的影响，简单根据音乐的强度持续点亮灯，在连续高强度的旋律中，提前到节拍的特征不明显，灯光效果可能出现连续高亮，或者被噪音杂波影响胡乱跳动，容易导致视觉上给人律动效果不明显的感觉，导致音频节奏点与灯效的关联性不强。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于音乐节拍的灯效显示方法及终端，能够提高音乐节奏点与灯效的关联性。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种基于音乐节拍的灯效显示方法，包括步骤：
[0007]接收定时采集到的音乐的音频信号，对所述音频信号进行滤波提取到音乐节拍，对所述音频信号进行归一化和加窗处理，并将音频信号转换为声压级数据；
[0008]对所述声压级数据进行指数预测，并通过一阶差分计算指数预测结果的变化值，当所述变化值达到触发条件时结合音乐节拍输出动态匹配的灯光效果。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：
[0010]一种基于音乐节拍的灯效显示终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种基于音乐节拍的灯效显示方法。
[0011]本专利技术的有益效果在于：对采集到的音乐音频进行滤波，提取到音乐节拍，便于后续为音频适配更加准确的灯光效果；对音频信号进行归一化和加窗处理，并转换为声压级数据，之后进行指数预测及其变化值的计算，因此通过对音频信号的处理、转换和预测即可得到音频的变化值，提高了计算速度并减少了计算成本。当变化值达到触发条件时结合音乐节拍输出动态匹配的灯光效果，能够增加音乐节拍与灯光效果的关联性，提高灯光律动体验。
附图说明
[0012]图1为本专利技术实施例的一种基于音乐节拍的灯效显示方法的流程图；
[0013]图2为本专利技术实施例的一种基于音乐节拍的灯效显示终端的示意图；
[0014]图3为本专利技术实施例的一种基于音乐节拍的灯效显示方法的模块图；
[0015]图4为本专利技术实施例的一种基于音乐节拍的灯效显示方法的具体步骤流程图；
[0016]图5为本专利技术实施例的loudness函数曲线图；
[0017]图6为本专利技术实施例的峰值门限图；
[0018]图7为本专利技术实施例的原始音频信号的曲线图；
[0019]图8为本专利技术实施例的已归一化的音频信号的曲线图；
[0020]图9为本专利技术实施例的已归一化和加窗的音频信号的曲线图；
[0021]图10为本专利技术实施例的声压级数据与灵敏度阈值的曲线图；
[0022]图11为本专利技术实施例的指数预测结果值与峰值阈值的曲线图。
[0023]标号说明：
[0024]1、一种基于音乐节拍的灯效显示终端；2、存储器；3、处理器。
具体实施方式
[0025]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0026]请参照图1，本专利技术实施例提供了一种基于音乐节拍的灯效显示方法，包括步骤：
[0027]接收定时采集到的音乐的音频信号，对所述音频信号进行滤波提取到音乐节拍，对所述音频信号进行归一化和加窗处理，并将音频信号转换为声压级数据；
[0028]对所述声压级数据进行指数预测，并通过一阶差分计算指数预测结果的变化值，当所述变化值达到触发条件时结合音乐节拍输出动态匹配的灯光效果。
[0029]从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：对采集到的音乐音频进行滤波，提取到音乐节拍，便于后续为音频适配更加准确的灯光效果；对音频信号进行归一化和加窗处理，并转换为声压级数据，之后进行指数预测及其变化值的计算，因此通过对音频信号的处理、转换和预测即可得到音频的变化值，提高了计算速度并减少了计算成本。当变化值达到触发条件时结合音乐节拍输出动态匹配的灯光效果，能够增加音乐节拍与灯光效果的关联性，提高灯光律动体验。
[0030]进一步地，对所述音频信号进行归一化包括：
[0031]将所述音频信号中的每一帧的各个元素值减去每一帧的元素平均值：
[0032][0033]x'[i]＝x
v0
[i]‑
x
ave
[t]；
[0034]式中，t表示每t时段的一帧数据，m表示每帧数据里采集到的元素的数据点数序号，1≤i≤m，x
v0
[i]表示每一帧的第i个元素值，x
ave
[t]表示每t时段的一帧数据的元素平均值，x
’
[i]表示归一化后的音频信号。
[0035]由上述描述可知，对音频信号进行归一化，以保证每一帧的均值均为0，便于后续进行数据处理。
[0036]进一步地，对所述音频信号进行加窗包括：
[0037]为每一帧已归一化的音频信号加汉明窗函数，将已归一化的音频信号与窗函数相
乘：
[0038][0039]x
v
[i]＝x'[i]×
ω(i)；
[0040]式中，ω(i)表示窗函数，x
v
[i]表示加窗后的音频信号。
[0041]由上述描述可知，对音频信号进行分帧加窗等处理，能够防止频谱泄露。
[0042]进一步地，所述将音频信号转换为声压级数据包括：
[0043]计算已处理的音频信号的声压级数据x
spl
[t]：
[0044][0045][0046]式中，x
v
[i]表示已归一化并加窗后的音频信号，P表示待测声压，P0表示参考声压；
[0047]对所述声压级数据进行标准化：
[0048]x'
spl
[t]＝M
‑
x
spl
[t]/D
peak
；
[0049]式中，x
spl
’
[t]表示已标准化的声压级数据，M表示标准化的预设上界值，Dpeak表示预设相对沉默值。
[0050]由上述描述可知，将音频信号转换成声压级，相较于平常声强级的数据，能够更加直观地看出声音的变化。实际中距离、环境等的不同会导致音量大小不稳定，这种情况会影响语音识别分析，因此进行音量标准化，便于后续预测分析。
[005本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于音乐节拍的灯效显示方法，其特征在于，包括步骤：接收定时采集到的音乐的音频信号，对所述音频信号进行滤波提取到音乐节拍，对所述音频信号进行归一化和加窗处理，并将音频信号转换为声压级数据；对所述声压级数据进行指数预测，并通过一阶差分计算指数预测结果的变化值，当所述变化值达到触发条件时结合音乐节拍输出动态匹配的灯光效果。2.根据权利要求1所述的一种基于音乐节拍的灯效显示方法，其特征在于，对所述音频信号进行归一化包括：将所述音频信号中的每一帧的各个元素值减去每一帧的元素平均值：x'[i]＝x
v0
[i]
‑
x
ave
[t]；式中，t表示每t时段的一帧数据，m表示每帧数据里采集到的元素的数据点数序号，1≤i≤m，x
v0
[i]表示每一帧的第i个元素值，x
ave
[t]表示每t时段的一帧数据的元素平均值，x
’
[i]表示归一化后的音频信号。3.根据权利要求2所述的一种基于音乐节拍的灯效显示方法，其特征在于，对所述音频信号进行加窗包括：为每一帧已归一化的音频信号加汉明窗函数，将已归一化的音频信号与窗函数相乘：x
v
[i]＝x'[i]
×
ω(i)；式中，ω(i)表示窗函数，x
v
[i]表示加窗后的音频信号。4.根据权利要求2所述的一种基于音乐节拍的灯效显示方法，其特征在于，所述将音频信号转换为声压级数据包括：计算已处理的音频信号的声压级数据x
spl
[t]：[t]：式中，x
v
[i]表示已归一化并加窗后的音频信号，P表示待测声压，P0表示参考声压；对所述声压级数据进行标准化：x'
spl
[t]＝M
‑
x
spl
[t]/D
peak
；式中，x
spl
’
[t]表示已标准化的声压级数据，M表示标准化的预设上界值，D
peak
表示预设相对沉默值。5.根据权利要求4所述的一种基于音乐节拍的灯效显示方法，其特征在于，对所述音频信号的声压级数据进行指数预测：计算所述已标准化的声压级数据的二次幂离散信号：x
t
[t]＝x
spl
’2[t]；
根据所述二次幂离散信号进行三次指数预测：设置一次指数平滑预测的初始值为t
gain
[0]＝1e
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林辅飞，张慧荣，王东，
申请(专利权)人：福州爱国者之星光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：