CN105472846A - 灯光控制器及灯光控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种灯光控制器，用以根据外界环境的声音信号控制灯具的灯光节奏。所述灯光控制器包括声音采集模块、处理模块以及信号输出模块，通过处理模块将声音采集模块所采集到的声音信号进行音符和节拍的识别，再通过信号输出模块发送与此音符和节拍相应的控制信号至灯具，从而让灯具可以配合外界环境的音乐旋律或节奏的变换，让灯光的闪烁速率与当下的音乐旋律或节奏相呼应，而达到音乐节奏和灯光的闪烁节奏统一的炫丽效果。

Description

灯光控制器及灯光控制方法

技术领域

本申请涉及灯具技术领域，具体涉及一种灯具的灯光控制器及灯光控制方法。

背景技术

目前，随着人们生活水平的提高，在灯光照明领域，灯具不仅仅是为人们提供照明需求，还承载着带给人们带来视觉享受的作用。

目前市面上带有灯光闪烁的音乐相关设备，其灯光闪烁方式非常简单，只是固定几种模式内建于音乐相关设备里，其灯光闪烁方法固定单一，不能够针对不同的音乐播放做不同的处理，例如随着音乐的节奏统一控制的灯光的亮与灭，或随着音乐的节奏统一闪动方式或速率，从而达不到音乐节奏和灯光的闪烁节奏统一的炫丽效果。

发明内容

本申请的目的在于提供一种灯光控制器及灯光控制方法，用以解决现有的音乐相关设备无法有效统一音乐节奏和灯光的闪烁节奏的问题。

为了解决上述问题，本申请提供了一种灯光控制器，用以根据外界环境的声音信号控制灯具的灯光节奏。灯光控制器包括声音采集模块、处理模块以及信号输出模块，其中声音采集模块用以采集声音信号；处理模块耦接于声音采集模块，用以接收声音信号，以及识别并存储声音信号中的音符和节拍；信号输出模块耦接于处理模块，用以根据音符和节拍发送相应的控制信号至灯具。

进一步地，上述的灯光控制器还包括降噪模块，其耦接于声音采集模块与处理模块之间，用以对声音采集模块采集到的声音信号进行降噪处理。

进一步地，上述的灯光控制器还包括显示模块，其耦接于处理模块，用以显示操作菜单。

进一步地，在上述的灯光控制器中，声音采集模块设置有输入输出口，处理模块设置有定时器，处理模块根据定时器的预定时间侦测声音信号于输入输出口产生的频率，并且根据频率的周期判断音符的声调。

进一步地，在上述的灯光控制器中，音符对应于频率，节拍为音符的演奏时间。

进一步地，在上述的灯光控制器中，控制信号包括灯光熄灭信号、灯光熄灭的延时时间、灯光开启信号以及开关灯光的重复次数。

本申请同时提供了一种灯光控制方法，用以根据外界环境的声音信号控制灯具的灯光节奏。灯光控制方法包括：采集声音信号；识别声音信号中的音符和节拍；以及根据音符和节拍发送相应的控制信号至灯具。

进一步地，上述的灯光控制方法还包括对采集到的声音信号进行降噪处理；以及存储音符和节拍的操作。

进一步地，在上述的灯光控制方法中，识别声音信号中的音符和节拍的操作包括：在预定时间内侦测声音信号的频率；根据频率的周期判断音符的声调；以及根据音符的演奏时间定位节拍。

进一步地，在上述的灯光控制方法中，根据音符和节拍发送相应的控制信号至灯具的操作包括：在延时时间内熄灭灯光；在延时时间后开启灯光；根据周期及节拍决定重复熄灭灯光与开启灯光的操作次数；以及重复熄灭灯光与开启灯光的操作。

与现有技术相比，本申请可以获得包括以下技术效果：

本申请所提供的灯光控制器可以根据外界环境的声音信号控制灯具的灯光节奏。灯光控制器包括声音采集模块、处理模块以及信号输出模块，通过处理模块将声音采集模块所采集到的声音信号进行音符和节拍的识别，再通过信号输出模块发送与此音符和节拍相应的控制信号至灯具，从而让让灯具可以配合外界环境的音乐旋律或节奏的变换，让灯光的闪烁速率与当下的音乐旋律或节奏相呼应，而达到音乐节奏和灯光的闪烁节奏统一的炫丽效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请第一实施例的灯光控制器的一方块示意图；

图2是本申请第二实施例的灯光控制器的一方块示意图；

图3是本申请第二实施例的灯光控制器的又一方块示意图；

图4是本申请第三实施例的灯光控制方法的一流程图；

图5是本申请第三实施例的灯光控制方法的又一流程图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”或“电性连接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其它装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者***中还存在另外的相同要素。

实施例描述

本申请所提出的灯光控制器是用以根据外界环境的声音信号控制灯具的灯光节奏，例如让灯具可以配合外界环境的音乐旋律或节奏的变换，让灯光的闪烁速率与当下的音乐旋律或节奏相呼应，而达到音乐节奏和灯光的闪烁节奏统一的炫丽效果。

实施例1

如图1所示，为本申请第一实施例所揭露的灯光控制器的方框示意图。所述灯光控制器10可以是采用外接电源的模式进行操作，或者是采用填充电池的方式来提供电源，对于其具体的供电模式本实施例并不具体限定，可以想到的是若外接电源，如交流电等需要连接电源适配器，以对不符合规格的电压进行变压。

灯光控制器10包括声音采集模块110、处理模块120以及信号输出模块130。

所述处理模块120分别耦接于声音采集模块110与信号输出模块130。声音采集模块110用以采集声音信号，因此，声音采集模块110可以是但并不局限于麦克风或其他形式的收音装置。处理模块120包括有主控集成电路芯片，用以从声音采集模块110接收声音信号以及识别此声音信号中的音符和节拍，并且将识别后的声音信号中的音符和节拍进行存储。信号输出模块130包括有通讯芯片，用以根据音符和节拍发送相应的控制信号至灯具，因此在信号输出模块130和灯具上分别配置有相应的信号收发装置，例如适用于DMX512格式的信号收发装置，让信号输出模块130可以发送控制信号来驱动灯具的灯光开启或关闭的频率。在这里，所述控制信号可以包括DMX512信号，其遵守DMX512协议，其具有的简单性、可靠性以及灵活性使其迅速成为资金允许情况下选择的协议，除了调光器外，一系列不断增长的控制设备就是证据。DMX512仍然是科学上的一个新领域，具有在规则基础上产生的各种奇妙技术。

具体地，所述处理模块120从声音采进模块110接收声音信号，并且对声音信号中的音符和节拍进行识别，其中，当声音信号通过声音采集模块上所配置的输入输出口(I/O口)时，会在输入输出口上产生频率，此时通过处理模块120将此频率取回，并且通过处理模块120上所配置的定时器在预定时间内关闭而中断处理模块对声音信号的侦测及取回，也就是在预定时间内侦测所述声音信号的频率。以标准音高A为例：A的频率f＝400Hz，其对应的周期为：T＝1/f＝1/400＝2272μs。利用处理模块120的中断触发方式采集，如采集到此时的周期为2272μs，则识别此时演奏的音符的声调为A，也就是根据频率的周期判断所述音符的声调。此外，如果在某一段时间采集的声调为A，通过处理模块120的对比发现声调变为B，此时处理模块即判断声调A演奏了多长时间，然后将这段音符的演奏时间定位为节拍，也就是根据音符的演奏时间定位节拍。

如下表1所示，为通过处理模块所识别的不同音符与节拍。

声调	1	1”	2	2”	3	4	4”	5	5”	6	6”	7
													音符	523	553	586	621	658	697	739	783	830	879	931	987
节拍	1.2	1.5	1.7	1.3	1.5	1.6	1.3	1.2	0.5	0.7	1.3	2

表1

如此一来，所述声音采集模块110接收进来的声音信号(例如歌曲)的音符和节拍以量化数据的形式呈现，并且存储在所述处理模块120中。

然后，信号输出模块130从处理模块120取得声音信号的音符和节拍，并且根据这些音符和节拍发送相应的控制信号至灯具(步骤S120)，其中，控制信号包括灯光熄灭信号、灯光熄灭的延时时间、灯光开启信号以及开关灯光的重复次数等，让灯具可以在延时时间内熄灭灯光；在延时时间后开启灯光；并且，根据周期及节拍决定重复熄灭灯光与开启灯光的操作次数；以及重复熄灭灯光与所述开启灯光的操作等。例如，对于音符频率为525Hz、节拍为1.2秒(s)的声调1而言，信号输出模块130所发出的控制信号可以是先包含有数据字段全为0的一串数据，此时灯具的灯光全灭，并且在1916μs(周期T＝1/525)的延时时间后，再发送另一数据字段全为1的一串数据，此时灯具的灯光亮，从而实现声调1的音符。接着，重复上述灯光熄灭与开启的动作626次(1.2秒内)，即实现声调1的节拍。

如此一来，便可以使灯具的灯光节奏与音乐节奏达成一致，而产生炫丽的声光效果。

实施例2

请参考图2，为本申请第二实施例所揭露的灯光控制器的方框示意图，本实施例是在实施例一的基础上，所述控制器10还可以选择性的加入降噪模块140和/或显示模块150。

所述降噪模块140耦接于声音采集模块110与处理模块120之间，用以对声音采集模块110采集到的声音信号进行降噪处理和/或消除回音处理等声音优化程序，让处理模块120对音符和节拍的识别更加精准。

所述显示模块150耦接于处理模块120，用以在灯光控制器10上显示操作菜单，从而在灯光控制器10的操作上增加了便利性。

请参考图3，在本申请其他较佳的实施例中，所述控制器10还可以选择性的加入存储模块160、JTAG编程接口模块170、供电模块180以及稳压器模块190中的一个或者多个。

所述存储模块160用于为所述理模块120提供存储空间，以便于所述声音信号中的音符和节拍。

所述JTAG编程接口模块170耦接于所述处理模块120，用于对所述处理模块120进行测试以及升级维护。在这里，所述JTAG编程接口模块170主要是对与所述处理模块120的主芯片进行测试、维护以及升级等，以保证所述处理模块120具有较好的性能。

所述供电模块180耦接于所述处理模块120，用于对所述控制器10进行供电。进一步地，所述稳压器模块190在所述处理模块120与所述供电模块180之间，用于对所述供电模块180进行稳压处理，以保证对所述处理模块120的宫殿安全。在这里，以所述处理模块120为ARM公司的Cortex-A8处理器为例，其数字I/O口均耐至5V电压，而VS1003芯片正常工作需要2.5V和3.3V同时供电，***需要选取不同的稳压芯片进行稳压。本***中所选的5V稳压芯片是线性三端稳压芯片LM7805,3.3V和2.5V稳压芯片选用的是AMS1117系列稳压芯片中的3.3V和2.5V稳压芯片。3.4.1LM7805稳压芯片目前，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的lm78系列和负电压输出的lm79系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。LM7805是lm78系列中的一种，其电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的lm78或lm79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如本设计用到的lm7805表示输出电压为正5V。

以上所举的实例只是本发明的其中若干种实现形式，可以想到的是在本发明的构思下可以衍生出其他多种实现形式，但应当理解为属于本发明的思想范畴，应落入本发明的保护范围。

实施例3

请参考图4，为本申请第三实施例的灯光控制器的灯光控制方法流程图，所述方法包括：

步骤S100，采集声音信号；

步骤S200，识别声音信号中的音符和节拍；以及

步骤S300，根据音符和节拍发送相应的控制信号至灯具。

在步骤100中，在待机状态下，灯光控制器的声音采集模块侦测是否有声音信号传递至灯光控制器，若有，声音采集模块采集此声音信号；若没有所述声音采集模块会继续侦测，可以想到的是所述声音采集模块为实时侦测否有声音信号传递至灯光控制器。

承接上述步骤S100，在步骤S200中，处理模块从声音采进模块接收声音信号，并且对声音信号中的音符和节拍进行识别。请参考图5，为本申请第三实施例的灯光控制器的灯光控制方法的又一流程图，识别所述声音信号中的音符和节拍的方法包括：

步骤S210，在预定时间内侦测所述声音信号的频率；

步骤S220，根据所述频率的周期判断所述音符的声调；

步骤S230，根据所述音符的演奏时间定位所述节拍。

具体地，当声音信号通过声音采集模块上所配置的输入输出口(I/O口)时，会在输入输出口上产生频率，此时通过处理模块将此频率取回，并且通过处理模块上所配置的定时器在预定时间内关闭而中断处理模块对声音信号的侦测及取回，也就是在预定时间内侦测所述声音信号的频率。以标准音高A为例：A的频率f＝400Hz，其对应的周期为：T＝1/f＝1/400＝2272μs。利用处理模块120的中断触发方式采集，如采集到此时的周期为2272μs，则识别此时演奏的音符的声调为A，也就是根据频率的周期判断所述音符的声调。此外，如果在某一段时间采集的声调为A，通过处理模块120的对比发现声调变为B，此时处理模块即判断声调A演奏了多长时间，然后将这段音符的演奏时间定位为节拍，也就是根据音符的演奏时间定位节拍。

如下表2所示，为通过处理模块所识别的不同音符与节拍。

声调	1	1”	2	2”	3	4	4”	5	5”	6	6”	7
													音符	523	553	586	621	658	697	739	783	830	879	931	987
节拍	1.2	1.5	1.7	1.3	1.5	1.6	1.3	1.2	0.5	0.7	1.3	2

表2

如此一来，通过以上的方法就可以把声音采集模块接收进来的声音信号(例如歌曲)的音符和节拍以量化数据的形式呈现，并且存储在处理模块中。

另外，在本申请其他较佳的实施例中，在识别所述声音信号中的音符和节拍之前，要对所述采集到的所述声音信号进行降噪处理，以保证音符和节拍的识别更加精准。

承接上述步骤S200，步骤S300中，信号输出模块从处理模块取得声音信号的音符和节拍，并且根据这些音符和节拍发送相应的控制信号至灯具，其中，控制信号包括灯光熄灭信号、灯光熄灭的延时时间、灯光开启信号以及开关灯光的重复次数等，让灯具可以在延时时间内熄灭灯光；在延时时间后开启灯光；并且，根据周期及节拍决定重复熄灭灯光与开启灯光的操作次数；以及重复熄灭灯光与所述开启灯光的操作等。例如，对于音符频率为525Hz、节拍为1.2秒(s)的声调1而言，信号输出模块所发出的控制信号可以是先包含有数据字段全为0的一串数据，此时灯具的灯光全灭，并且在1916μs(周期T＝1/525)的延时时间后，再发送另一数据字段全为1的一串数据，此时灯具的灯光亮，从而实现声调1的音符。接着，重复上述灯光熄灭与开启的动作626次(1.2秒内)，即实现声调1的节拍。

需要指出的是，所述控制信号的类型可以包括DMX512信号，其遵守DMX512协议，其具有的简单性、可靠性以及灵活性使其迅速成为资金允许情况下选择的协议，除了调光器外，一系列不断增长的控制设备就是证据。DMX512仍然是科学上的一个新领域，具有在规则基础上产生的各种奇妙技术。

如此一来，便可以使灯具的灯光节奏与音乐节奏达成一致，而产生炫丽的声光效果。

以上所举的实例只是本发明的其中若干种实现形式，可以想到的是在本发明的构思下可以衍生出其他多种实现形式，但应当理解为属于本发明的思想范畴，应落入本发明的保护范围。

另外，需要指出的是，以上所举控制器的控制方法实施例和控制器的装置实施例可以相互参考，若其一不够清楚，请参考另一实施例。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种灯光控制器，用以根据外界环境的声音信号控制灯具的灯光节奏，其特征在于，包括：

声音采集模块，用以采集所述声音信号；

处理模块，耦接于所述声音采集模块，用以接收所述声音信号，并且识别并存储所述声音信号中的音符和节拍；以及

信号输出模块，耦接于所述处理模块，用以根据所述音符和所述节拍发送相应的控制信号至所述灯具。

2.如权利要求1所述的灯光控制器，其特征在于，还包括：

降噪模块，耦接于所述声音采集模块与所述处理模块之间，用以对所述声音采集模块采集到的所述声音信号进行降噪处理。

3.如权利要求1所述的灯光控制器，其特征在于，还包括：

显示模块，耦接于所述处理模块，用以显示操作菜单。

4.如权利要求1所述的灯光控制器，其特征在于，所述声音采集模块设置有输入输出口，所述处理模块设置有定时器，所述处理模块根据所述定时器的预定时间侦测所述声音信号于所述输入输出口产生的频率，并且根据所述频率的周期判断所述音符的声调。

5.如权利要求4所述的灯光控制器，其特征在于，所述音符对应于所述频率，所述节拍为所述音符的演奏时间。

6.如权利要求1所述的灯光控制器，其特征在于，所述控制信号包括灯光熄灭信号、灯光熄灭的延时时间、灯光开启信号以及开关灯光的重复次数。

7.一种灯光控制方法，用以根据外界环境的声音信号控制灯具的灯光节奏，其特征在于，包括：

采集声音信号；

识别所述声音信号中的音符和节拍；以及

根据所述音符和所述节拍发送相应的控制信号至所述灯具。

8.如权利要求7所述的灯光控制方法，其特征在于，还包括：

对采集到的所述声音信号进行降噪处理；以及

存储所述音符和所述节拍。

9.如权利要求7所述的灯光控制方法，其特征在于，所述识别所述声音信号中的音符和节拍的操作包括：

在预定时间内侦测所述声音信号的频率；

根据所述频率的周期判断所述音符的声调；以及

根据所述音符的演奏时间定位所述节拍。

10.如权利要求8所述的灯光控制方法，其特征在于，所述根据所述音符和所述节拍发送相应的控制信号至所述灯具的操作包括：

在延时时间内熄灭灯光；

在延时时间后开启灯光；

根据所述周期及所述节拍决定重复所述熄灭灯光与所述开启灯光的操作次数；以及

重复所述熄灭灯光与所述开启灯光的操作。