CN103793010A - 随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，包括多媒体播放设备的外壳体、设置于外壳体的发光单元、用于控制发光单元的控制单元，以及音频解码单元，音频解码单元实时地将多媒体播放设备所播放的音频信号解码并将所获得的解码信号量化后转换成控制信号，控制单元根据控制信号控制发光单元的发光方式。本发明将音乐动态效果表现在设备外部灯光上，优势是将各类音频的可视化效果扩展至设备外壳上实现，从而加强了可视化的视觉效果；将设备外部的灯光由静态发光变为动态发光，充分加强彩色灯光带给用户的视觉感受；将设备外部的灯光的明暗和颜色与播放的音频结合起来，加强设备表现力，给用户带来更加强烈的主观感受。

Description

随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及灯光控制硬件技术和计算机软件音频解码技术结合的交互应用技术领域，尤其是涉及到使用计算机所播放的音频的不同属性量值来改变灯光颜色、强弱、频率的直观性和互动性的装置和方法。

背景技术

现有技术中，市场上的PC机箱（台式机）或外壳（笔记本电脑）一般很少有大面积灯（例如LED）使用，个别的厂商提供发光的机箱也多是以DIY组件的形式提供，其效果通常由用户自主控制，不具有或仅具备简单的变化发光的功能，例如呼吸效果灯、跑马灯等，由于缺少与用户的交互而使得效果生硬而单调，往往在新鲜感过后被束之高阁。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于使多媒体外部可以按照所播放音频的不同频率、节奏、音调高低而呈现不同的颜色以及发光效果，将可视化效果与外壳中设置的灯光结合起来以加强外部可视化效果，使设备整体上看起来更智能化以达到营造人性化的人机交互氛围等效果。

为达到以上目的，本发明提供了一种随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，包括多媒体播放设备的外壳体、设置于所述的外壳体的发光单元、用于控制所述的发光单元的控制单元，以及音频解码单元，其中，所述的音频解码单元实时地将多媒体播放设备所播放的音频信号解码，并将所获得的解码信号量化后转换成控制信号，所述的控制单元根据所述的控制信号控制所述的发光单元的发光方式。

作为本发明进一步的改进，所述的解码信号包括音频信号的音量信息、频率分布状态信息、节奏速度信息。

作为本发明进一步的改进，所述的音频信号的音量信息通过操作系统反馈获取。

作为本发明进一步的改进，所述的频率分布状态信息包括低频部分占比、中频部分占比、高频部分占比。

作为本发明进一步的改进，所述的节奏速度信息通过测量信号强度的峰值间隔获取。

作为本发明进一步的改进，所述的发光单元采用多种颜色来进行复合调色，或采用RGB三基色通过调节比例来进行调色。

作为本发明进一步的改进，所述的发光单元设置于键盘背面、键盘周围、显示屏周围或显示屏背面中至少一处位置。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于如以上所述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法，包括如下步骤：

S1：音频解码单元实时地将多媒体播放设备所播放的音频信号解码以获得音频信号的音量信息、频率分布状态信息、节奏速度信息，音频播放时进行采样和解码的工作获得所播放音频的详细编码信息； 

S2：音频解码单元将所获得的解码信号量化后转换成控制信号以决定发光单元的发光方式； 

S3：控制单元根据所述的控制信号控制所述的发光单元以不同形式发光，实现多媒体播放设备外部的动态效果。

作为本发明进一步的改进，所述的频率分布状态信息包括低频部分占比、中频部分占比、高频部分占比，所述的发光单元的发光方式包括明暗程度、闪烁幅度、闪烁速度、灯光颜色。

作为本发明进一步的改进，所述的明暗程度与音量信息正相关，音量大则亮度大，反之则亮度小；所述的闪烁幅度与频率分布状态信息相关，若低频集中则闪烁幅度大，若中高频集中闪烁幅度小；所述的闪烁速度与信号强度峰值频率一致；所述的灯光颜色与节奏速度信息相关，当节奏较快时，灯光偏向红色，慢时偏向蓝紫色。

本发明将音频解码和灯光控制技术紧密结合，将音乐动态效果表现在设备外部灯光上。采用本方案之后的优势是： 

1、              将各类音频的可视化效果从显示器上扩展至设备外壳上实现，从而加强了可视化的视觉效果；

2、              将设备外部的灯光由静态发光变为动态发光，充分加强彩色灯光带给用户的视觉感受； 

3、              将设备外部的灯光的明暗和颜色与播放的音频结合起来，加强设备表现力，给用户带来更加强烈的主观感受。

附图说明

图1描述了根据本发明的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法的系统工作流程图；

图2描述了根据本发明的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法的算法示意图；

图3描述了根据本发明的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法的算法的音量与亮度对应关系；

图4描述了根据本发明的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的示意图，主要描述了设备外壳灯光位置；

图5描述了本发明实施例提供的利用三基色LED混色得到不同颜色的光的工作原理。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

目前常见的多媒体播放设备（例如个人计算机、音乐播放器、平板电脑、智能手机等）是大众用户经常使用的办公娱乐设备，软件上的音频解码技术和硬件上的彩色灯光技术（例如LED灯）都已经发展的非常成熟，因此灵活地结合上述两种技术，将音乐的动态效果通过灯光展现可以实现。由此，将计算机所播放的音频通过解码，获得不同的属性与量值，从而来控制灯光，达到将音乐动态效果表现在灯光上的目的。

参见附图1与附图2所示，描述了一种随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法，包括如下步骤：

S1：系统初始化后当开始播放音频信号时，首先通过声卡可以获得所播放的音频的数字信号，然后软件层面的解码器可以对其解码，结合操作系统，综合获得音频的相关信息。音频解码单元实时地将多媒体播放设备所播放的音频信号解码以获得音频信号的音量信息、频率分布状态信息、节奏速度信息，音频播放时进行采样和解码的工作获得所播放音频的详细编码信息； 

S2：音频解码单元将所获得的解码信号采用预定算法量化后转换成控制信号以决定发光单元的发光方式细节； 

S3：控制单元根据控制信号通过Micom控制外壳的发光单元以不同形式发光，实现多媒体播放设备外部的动态效果。

音频信号的音量信息通过操作系统反馈获取。计算机操作系统定义了系统音量的值由小到大为0至100，通过系统可以方便地获取当前的音量；频率分布状态信息包括低频部分占比、中频部分占比、高频部分占比，软件解码后可以获得音频中不同频率的信号所占的比例；节奏速度信息通过测量信号强度的峰值间隔获取。通过以上对频率信号的采集和统计，可以大致判断音频（歌曲）的类型：通过动态积累获得的音频频率分布，可以大致的判定所播放声音的类型，例如信号中高频比例所占较多的，多为人声占多的抒情歌曲；各频率占比较为平均的，多为普通流行乐；低频占比较多的，多为摇滚或节奏感强的激烈歌曲。综合上述可以通过对音频信号解码获取的信息，可以通过不同倾向性的算法来转换成控制命令，通过控制灯光的电路，使用不同的命令来控制灯光。 

发光单元的发光方式包括明暗程度、闪烁幅度、闪烁速度、灯光颜色。明暗程度与音量信息正相关，音量大则亮度大，反之则亮度小；闪烁幅度与频率分布状态信息相关，若低频集中则闪烁幅度大，若中高频集中闪烁幅度小；闪烁速度与信号强度峰值频率一致；灯光颜色与节奏速度信息相关，当节奏较快时，灯光偏向红色，慢时偏向蓝紫色。

参见附图2所示，描述了根据本发明的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法的算法示意图。例如，采样得知音乐节奏速度较为缓慢时，外部灯箱/灯带显示为柔和的蓝紫色，若音乐节奏较快，则依次显示其他颜色，节奏最快时则显示激烈的大红色。再者，根据音频采样获得的不同频段的信号分布（例如摇滚的鼓声多分布于低频，抒情柔和的人声多分布在高频）来确定颜色闪烁的明暗变化差别，灯光闪烁的明暗差别可以指示音乐的激烈程度，差别大时给人激烈的感觉，差别小时可给人较为平缓轻松的视觉感受：低频信号占多数，则一般为摇滚，则灯光闪烁明暗差别大；三频信号较为均衡，则一般为普通流行乐，则闪烁明暗差别适中；信号主要集中在高频，则一般为舒缓人声的抒情歌曲，则闪烁明暗差别小。

同时，如附图3所示，若用户调整音乐的音量，灯光颜色也会发生相应的变化。设定最亮时为LED的100%亮度，则系统音量调节至最小时LED仍有20%亮度（须保证LED始终发光）在此区间内LED亮度与系统音量成正比。

实施例一：例如用户将系统音量调至最大（100%），播放摇滚乐。首先从操作系统可以获得当前音量（100%），算法得出结果是灯光亮度也应为最亮（100%）；因为信号强度峰值距离很近（例如0.5s一个峰值），说明节奏较快，软件算法认为是快速音乐，则灯光闪烁频率也较快且与峰值间隔一致，且灯光应偏红（RGB合成值设置偏红）；信号多集中于低频（鼓声造成），软件算法认为偏向于激烈的摇滚，则灯光闪烁幅度也较大（例如在30%至100%的亮度范围内闪烁）。通过算法量化后转换成控制信号，再通过计算机硬件系统控制灯光电路将以上量化值体现在灯光发光方式上。用户最终看见的，则是明亮的红色灯光，并且闪烁幅度较大、速度节奏于音乐近似，实现了音乐可视化的外部效果。

实施例二：又例如，用户将系统音量调至较小（30%），播放女声舒缓歌曲。首先从操作系统可以获得当前音量（30%），算法得出结果是灯光亮度也应为较暗（30%）；因为信号强度峰值距离较远（例如2.5s一个峰值），说明节奏较缓，软件算法认为是慢速音乐，则灯光闪烁频率也较慢且与峰值间隔一致，且灯光应偏蓝（RGB合成值设置偏蓝或简单仅蓝色灯光亮起）；信号多集中于中高频（人声造成），软件算法认为偏向于柔和的抒情，则灯光闪烁幅度也较小（例如在20%至30%的亮度范围内闪烁）。通过算法量化后转换成控制信号，再通过计算机硬件系统控制灯光电路将以上量化值体现在灯光发光方式上。用户最终看见的，则是较暗的蓝色灯光，并且闪烁幅度较小、速度节奏于音乐近似，实现了与上一个例子有明显区别、差异化的音乐可视化的外部效果。

需要指出的是，对于分析音频量值得出属性的算法，首先有默认的设置，也可以由用户的偏好来做出调整。例如用户认为某种音频强度下灯光亮度不够，可以通过调整亮度的最低值来提高。其他值同理，可由用户来决定范围。由此可以提高定制度和趣味性，使之适合不同的偏好。

本发明实施例通过结合软件音频解码技术和彩色灯光复合技术，使灯光可以通过音频不同类型属性而变换不同发光效果，以实现直观性和交互性的结合，对音频解码技术和灯光控制技术起到更好的推广效果。重点就在于结合了软件解码技术和硬件控制技术，且灯光设置方式、复合方式可以由需求和客观条件灵活做出改变，通过这样的方式保证了本发明的灵活性。

参见附图4，图4描述了根据本发明的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的示意图，包括多媒体播放设备的外壳体、设置于外壳体的发光单元、用于控制发光单元的控制单元，以及音频解码单元，其中，音频解码单元实时地将多媒体播放设备所播放的音频信号解码，并将所获得的解码信号量化后转换成控制信号，控制单元根据控制信号控制发光单元的发光方式。发光单元设置于键盘背面、键盘周围、显示屏周围或显示屏背面中至少一处位置，例如本实施例中的显示屏周围A、键盘背面B、键盘周围的掌托处C均设置有发光单元。而彩色灯光的变色方案，一种是利用灯带/灯箱中提供的多种不同的颜色的灯泡来进行简单复合，得到有限的色彩选择；或者使用RGB三基色灯，通过调节不同的R/G/B的值来改变三基色强度配比，从而得到不同颜色的灯光，如附图5所示的原理图进行调色。

由于将音频解码和灯光控制技术紧密结合，将音乐动态效果表现在设备外部灯光上。采用本方案之后的优势是： 

1、              将各类音频的可视化效果从显示器上扩展至设备外壳上实现，从而加强了可视化的视觉效果，使外壳可以按照所播放音频的不同频率、节奏、音调高低而呈现不同的颜色以及发光效果；

2、              将设备外部的灯光由静态发光变为动态发光，充分加强彩色灯光带给用户的视觉感受； 

3、              将设备外部的灯光的明暗和颜色与播放的音频结合起来，加强机器表现力，给用户带来更加强烈的主观感受，使机箱看起来更智能化，以及达到营造人性化的人机交互氛围等效果。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰均涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，其特征在于：包括多媒体播放设备的外壳体、设置于所述的外壳体的发光单元、用于控制所述的发光单元的控制单元，以及音频解码单元，其中，所述的音频解码单元实时地将多媒体播放设备所播放的音频信号解码，并将所获得的解码信号量化后转换成控制信号，所述的控制单元根据所述的控制信号控制所述的发光单元的发光方式。

2.根据权利要求1所述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，其特征在于：所述的解码信号包括音频信号的音量信息、频率分布状态信息、节奏速度信息。

3.根据权利要求2述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，其特征在于：所述的音频信号的音量信息通过操作系统反馈获取。

4.根据权利要求2述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，其特征在于：所述的频率分布状态信息包括低频部分占比、中频部分占比、高频部分占比。

5.根据权利要求2述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，其特征在于：所述的节奏速度信息通过测量信号强度的峰值间隔获取。

6.根据权利要求1所述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，其特征在于：所述的发光单元采用多种颜色来进行复合调色，或采用RGB三基色通过调节比例来进行调色。

7.根据权利要求6所述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备，其特征在于：所述的发光单元设置于键盘背面、键盘周围、显示屏周围或显示屏背面中至少一处位置。

8.一种用于如以上任一权利要求所述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：音频解码单元实时地将多媒体播放设备所播放的音频信号解码以获得音频信号的音量信息、频率分布状态信息、节奏速度信息； 

S2：音频解码单元将所获得的解码信号量化后转换成控制信号以决定发光单元的发光方式； 

S3：控制单元根据所述的控制信号控制所述的发光单元以不同形式发光，实现多媒体播放设备外部的动态效果。

9.根据权利要求8所述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法，其特征在于：所述的频率分布状态信息包括低频部分占比、中频部分占比、高频部分占比，所述的发光单元的发光方式包括明暗程度、闪烁幅度、闪烁速度、灯光颜色。

10.根据权利要求9所述的随韵律动态变换外壳色彩的多媒体播放设备的控制方法，其特征在于：所述的明暗程度与音量信息正相关，音量大则亮度大，反之则亮度小；所述的闪烁幅度与频率分布状态信息相关，若低频集中则闪烁幅度大，若中高频集中闪烁幅度小；所述的闪烁速度与信号强度峰值频率一致；所述的灯光颜色与节奏速度信息相关，当节奏较快时，灯光偏向红色，慢时偏向蓝紫色。

Images