一种磁流体音响电路、装置及节拍提取方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种磁流体音响电路、装置及节拍提取方法，涉及音响设备领域。一种磁流体音响电路，通过主控MCU模块将采集到的音频信号进行处理后分为三路输出，一路进行播放，另外两路经节拍提取后将信号发送给电磁铁驱动模块和灯效模块，驱动磁流体跳动以及节奏灯闪烁，实现音乐、磁流体、灯光三合一的声音和视觉享受。一种磁流体音响装置，包括外壳、磁流体容器、电磁铁模块、喇叭等部件，整体结构紧凑、体积小，实用性强。一种节拍提取方法，利用傅里叶变换将音频信号从时域转为频域，再通过计算短时/长时均值、方差和标准分数，找到音频的鼓点或节奏点，并通过自动增益控制对音频信号进行补偿，去除噪声，提高提取鼓点、节奏点位置的准确率。确率。确率。

【技术实现步骤摘要】
一种磁流体音响电路、装置及节拍提取方法


[0001]本专利技术涉及音响设备领域，具体而言，涉及一种磁流体音响电路、装置及节拍提取方法。

技术介绍

[0002]磁流体又称磁性液体或者磁液，是一种新型的功能材料，由纳米量级(10纳米以下)磁性固体颗粒、基载液以及界面活性剂三者混合而成，既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性。磁流体在较强磁场下可以产生复杂美观的流体运动模式，可以通过改变其周围的磁场让铁磁流体展现不同的变化，具有较高的观赏性。当通过电磁驱动将磁流体结合到音响上时，即可实现磁流体跟随音乐节拍进行变换的美观景象。
[0003]现有的磁流体音响通常采用分模块制作，但只通过电磁铁的驱动电路或者采用硬件的方式对音频信号进行处理，不仅结构复杂，而且成本高，对于音乐节拍的控制也不够完善，导致磁流体与节拍的配合度不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种磁流体音响电路、装置及节拍提取方法，其能够更加准确地提取出音频的节拍信号，驱动磁流体随音频节拍跳动，提高了磁流体与音频的配合度，并驱动LED灯随音频节奏闪烁，具有较高的观赏性，还可进行音乐播放，整体结构简单、成本低廉。
[0005]本专利技术的实施例是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种磁流体音响电路，其包括音频采集模块、主控MCU模块、音乐功放模块、电磁铁驱动模块、灯效模块和电源模块；
[0007]上述音频采集模块用于获取外界的音频信号，并将音频信号转换为电信号发送给上述主控MCU模块；
[0008]上述主控MCU模块的第一输出端用于将转换后的电信号发送给上述音乐功放模块进行放大，并通过喇叭进行播放；上述主控MCU模块的第二输出端用于将内部的节拍提取子模块提取出的节拍信号发送给上述电磁铁驱动模块，驱动磁流体跳动；上述主控MCU模块的第三输出端用于将节拍信号发送给上述灯效模块，驱动LED灯闪烁；
[0009]上述电源模块用于为所有功能模块供电。
[0010]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述音频采集模块包括无线子模块、接口子模块和咪头子模块，上述无线子模块用于通过无线传输方式接收外界的音频信号并发送给上述主控MCU模块，上述接口子模块用于通过有线传输方式接收外界的音频信号并发送给上述主控MCU模块，上述咪头子模块用于拾取外界的声音信号并发送给上述主控MCU模块。
[0011]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，还包括与上述主控MCU模块连接的切换模块，上述切换模块用于将模式控制信号发送给上述主控MCU模块，驱动主控MCU模块接收
通过无线子模块和接口子模块采集到的音频信号以及通过咪头子模块拾取的声音信号。
[0012]第二方面，本申请实施例提供一种磁流体音响装置，包括上述第一方面中任一项上述的电路中，该装置包括可拆卸连接的第一外壳和第二外壳，上述第一外壳上设有用于观看磁流体的观察窗、咪头和按键，上述第二外壳上设有用于传输声音的透音孔，上述第二外壳的底部安装有电路PCB板，上述第二外壳的内壁上固定安装有灯带；
[0013]上述灯带的左侧依次间隔设置有电磁铁、电磁铁支架和喇叭，上述电磁铁安装于上述电磁铁支架上，上述电磁铁支架远离上述电磁铁的一侧与上述喇叭连接，上述喇叭与上述透音孔对应，上述电磁铁支架通过上述喇叭与上述第二外壳连接；
[0014]上述灯带的右侧设置有用于盛装磁流体的磁流体容器，上述磁流体容器的一侧设有透明窗且上述透明窗与上述观察窗对应。
[0015]基于第二方面，在本专利技术的一些实施例中，上述第二外壳的内壁上设有用于容纳上述喇叭的喇叭槽，上述喇叭的一侧与上述透音孔对应，上述喇叭的另一侧与上述电磁铁支架连接，上述电磁铁支架盖设于上述喇叭槽上，并通过紧固件连接。
[0016]基于第二方面，在本专利技术的一些实施例中，上述装置还包括防尘网，上述喇叭通过上述防尘网与上述第二外壳连接。
[0017]第三方面，本申请实施例提供一种节拍提取方法，该方法应用于上述第一方面中任一项上述的电路中，其包括：
[0018]获取音频信号，并对音频信号进行傅里叶变换，得到频域数据；
[0019]基于频谱数据计算短时均值和方差，得到语音包络；
[0020]基于频谱数据计算长时均值和方差，并根据长时均值和方差勾勒出信号的重心线；
[0021]通过上述短时均值与上述重心线的偏差计算得到标准分数；
[0022]根据预设的目标增益与增益能力，计算得到增益表；
[0023]基于上述标准分数和上述语音包络在上述增益表中查询得到对应的增益值，并将增益值作用到音频信号。
[0024]基于第三方面，在本专利技术的一些实施例中，上述基于标准分数和语音包络在上述增益表中查询得到对应的增益值，并将增益值作用到音频信号的步骤包括：
[0025]若标准分数大于0，则将标志位设为1；反之，则将标志位设为0；
[0026]检测标志位，当标志位为1时，则根据上述语音包络在上述增益表中查询得到对应的增益值，并将增益值作用到音频信号。
[0027]相对于现有技术，本专利技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
[0028]第一方面，本申请实施例提供一种磁流体音响电路，其可通过切换模块在“音乐控制模式”和“声音控制模式”两种工作模式之间进行切换。在“音乐控制模式”下，首先通过无线子模块和接口子模块(即采用有线/无线的方式)获取音频信号并发送给主控MCU模块，然后通过主控MCU模块将音频信号分为三路输出，第一路通过音乐功放模块将信号进行放大并通过喇叭进行播放，实现音响的功能；第二路首先通过主控MCU模块内部的节拍提取子模块提取出音频信号的节拍，例如鼓点、节奏点，然后将节拍信号发送给电磁铁驱动模块，以驱动磁流体随着音乐节拍进行跳动，实现磁流体与音乐的良好配合；第三路将节拍信号发送给灯效模块，以驱动LED灯随着音乐节拍进行闪烁，实现音乐与灯效的良好结合。在“声音
控制模式”下，则是通过咪头子模块拾取外界的声音信号，例如人说话的声音，然后通过主控MCU模块分为三路输出，实现实时人声控制，增强了趣味性。另外，该电路的结构拓扑简单，不涉及各类电机，无需进行维护，也无其他噪音污染，更加易于实现。
[0029]第二方面，本申请实施例提供一种磁流体音响装置，其结构紧凑，体积小，配合上述磁流体音响系统，可实现音乐播放、磁流体跳动、LED灯闪烁的功能，提高视觉享受和声音享受，实用性强。
[0030]第三方面，本申请实施例提供一种节拍提取方法，首先，获取音频信号，并通过傅里叶变换将音频信号从时域转换到频域，然后，计算短时均值和方差，其能够描述语音包络的瞬时变化，准确反映语音的包络，并计算长时均值和方差，其体现了信号整体缓慢的变化趋势，可用于勾勒信号的重心线，接着，根据短时均值与重心线的偏差计算得到标准分数，如果标准分数大于0，则说明该部分包络位于重心线之上，意味着该部分包含了鼓点或节奏点，从而可提取出鼓点或节奏点的位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁流体音响电路，其特征在于，包括音频采集模块、主控MCU模块、音乐功放模块、电磁铁驱动模块、灯效模块和电源模块；所述音频采集模块用于获取外界的音频信号，并将音频信号转换为电信号发送给所述主控MCU模块；所述主控MCU模块的第一输出端用于将转换后的电信号发送给所述音乐功放模块进行放大，并通过喇叭进行播放；所述主控MCU模块的第二输出端用于将内部的节拍提取子模块提取出的节拍信号发送给所述电磁铁驱动模块，驱动磁流体跳动；所述主控MCU模块的第三输出端用于将节拍信号发送给所述灯效模块，驱动LED灯闪烁；所述电源模块用于为所有功能模块供电。2.如权利要求1所述的一种磁流体音响电路，其特征在于，所述音频采集模块包括无线子模块、接口子模块和咪头子模块，所述无线子模块用于通过无线传输方式接收外界的音频信号并发送给所述主控MCU模块，所述接口子模块用于通过有线传输方式接收外界的音频信号并发送给所述主控MCU模块，所述咪头子模块用于拾取外界的声音信号并发送给所述主控MCU模块。3.如权利要求2所述的一种磁流体音响电路，其特征在于，还包括与所述主控MCU模块连接的切换模块，所述切换模块用于将模式控制信号发送给所述主控MCU模块，驱动主控MCU模块接收通过无线子模块和接口子模块采集到的音频信号以及通过咪头子模块拾取的声音信号。4.一种磁流体音响装置，包括权利要求1至3中任一项所述的电路，其特征在于，还包括可拆卸连接的第一外壳和第二外壳，所述第一外壳上设有用于观看磁流体的观察窗、咪头和按键，所述第二外壳上设有用于传输声音的透音孔，所述第二外壳的底部安装有电路PCB板，所述第二外壳的内壁上固定安装有灯带；所述灯带的左侧依次间隔设置有电磁铁、电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱颖，吴钰鑫，李银城，刘锦龙，侯夏嘉，
申请(专利权)人：广州不眠者科技有限公司，
类型：发明
国别省市：