CN103889109A

CN103889109A - 一种情绪控制led灯光颜色和亮度变化的驱动装置

Info

Publication number: CN103889109A
Application number: CN201410052341.3A
Authority: CN
Inventors: 戚克军; 赫娜
Original assignee: WUHAN ALADING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUHAN ALADING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2034-02-17
Also published as: CN103889109B

Abstract

本发明公开了一种情绪控制LED灯光颜色和亮度变化的驱动装置，它是基于语音中的基音、语速或语音停顿时间和语音强度三个基本声学特征量和平静、快乐、悲伤、愤怒四种情绪的关联，通过电路提取这些声学特征量并采用CIE颜色体系和工业HSL基色色环经特种算法运算后驱动LED灯光颜色和亮度变化，实现实时自动调节亮度的目的。同时本发明装置中结合了无线遥控、无线总线和通信技术、微处理器特殊算法、蓝牙音频传输技术和新工艺LED发光材料，实现一种非常具有情绪化、个性化、温馨浪漫、节能环保的“情绪-视频”转换的LED灯驱动控制装置，实现节能、照明、情绪宣泄与安抚和灯光艺术完美结合。

Description

一种情绪控制LED灯光颜色和亮度变化的驱动装置

技术领域

本发明属LED照明驱动控制领域。适用于LED灯光智能驱动控制，具体为一种情绪控制LED灯光颜色和亮度变化的驱动装置。

背景技术

基音、语速和音强是情绪声学特征参数中的重要参数，和人的喜怒哀乐有较强的关联性和规律性，也是目前人们研究的热门，并且普遍热衷于采样后数据的处理分析上，如果完全依靠数据分析所得到的特征信号去控制3色LED合成颜色和亮度变化，在没有高速处理器的情况下，实时效果是很差的。LED照明技术的不断发展，除了照明最基本的目的之外，LED灯光通过和蓝牙、网络、计算机和其它一些智能化技术的结合以满足人们心理和情绪等精神上的个性需求成为可能、也使满足各种园艺设计中的声光结合场景的需求成为可能。灯光设计已成为一门艺术，目前市场上已能见到丰富多彩的具有较好装饰和渲染效果的LED装饰品，但未见LED与情绪的声学特征完美结合的互动型LED产品。

发明内容

针对现有技术的状况，本发明提出了一种基于硬件提取基音、语速和音强的技术方案或电路，便于微处理器快速测出或计算出基于基音和语速的值及其变化，从而设定基于CIE标准的RGB值，达到了实时表达情绪的目的；音强信号可加载到可编程放大器上以实现实时自动调节亮度的目的。

为了实现上述目的，本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种情绪控制LED灯光颜色和亮度变化的驱动装置，包括电源模块、遥控解码器、FSK收发器、拾音器、蓝牙接收器、控制处理器、多路开关、低通滤波器、基音和语速及音强度提取电路、可编程放大器组、驱动器组和三色LED发光体；所述电源模块为系统内其他各个模块及元件供电；所述遥控解码器与控制处理器连接，遥控解码器接收无线遥控器控制信号传给控制处理器，用以选择工作模式；所述FSK收发器与控制处理器连接，FSK收发器接收PC机无线控制信号传给控制处理器，由控制处理器将来自PC机、智能遥控终端的颜色和强度数据或来自语音、蓝牙的颜色和强度数据经八位二选一开关加载到所述可编程放大器组控制驱动器组驱动三色LED发光体发光，其颜色和亮度在照明模式时，可由PC机上软件或智能终端遥控调节；在其它模式时，颜色和亮度均自动调节；所述拾音器采集外部声音信号，拾音器与多路开关连接；蓝牙接收器接收蓝牙音乐信号，蓝牙接收器与多路开关连接，拾音器和蓝牙接收器接收的信号经多路开关选择后，经所述低通滤波器后，再经所述基音和语速及音强度提取电路提取基音、语速和音强三个声学特征信号；所述基音和语速及音强度提取电路与控制器处理器连接，基音和语速及音强度提取电路提取的基音和语速信号分别以数据形式和脉冲方式送到控制处理器进行特定算法处理和计数处理以确定所述控制处理器送给可编程放大器组的RGB比例值，并且控制处理器能检测出基音数据和语速信号的变化自动实时修正RGB的比例值以满足表现情绪的要求，基音和语速及音强度提取电路提取的音强度以数据形式经八位二选一开关加载到可编程放大器组以控制其增益，达到语音或蓝牙信号输入时，颜色亮度随情绪变化自动调节的目的。

进一步，所述基音和语速及音强度提取电路包括放大器A、检波器DEC、频率电压转换器F/V、模数转换器ADC1和ADC2、数字电位器VAR和电压比较器COMP。

进一步，所述的编程放大器组包括可编程电阻VR、VG和VB，数字电位器SVR、SVG和SVB，电阻RR、RG和RB，运算放大器AR、AG和AB。

进一步，所述工作模式主要包括照明模式、语音情绪共鸣型工作模式、语音情绪安抚型工作模式、蓝牙音乐情绪共鸣型工作模式、蓝牙音乐情绪安抚型工作模式，其中照明模式：三色LED发光体按色环指定颜色发光；语音情绪共鸣型工作模式：麦克风输入的语音信号所表现的怒、喜、平静和悲伤4种情绪分别按黄红、洋红、蓝和青绿基色为基调，情绪的强烈程度对应于这些颜色深浅的变化；语音情绪安抚型工作模式：麦克风输入的语音信号所表现的怒、喜、平静和悲伤4种情绪分别按青绿、洋红、蓝和黄红基色为基调，情绪的强烈程度对应于这些颜色深浅的变化；蓝牙音乐情绪共鸣型工作模式：蓝牙输入的音乐信号所表现的怒、喜、平静和悲伤4种情绪分别按黄红、洋红、蓝和青绿基色为基调，情绪的强烈程度对应于这些颜色深浅的变化；蓝牙音乐情绪安抚型工作模式：蓝牙输入的音乐信号所表现的怒、喜、平静和悲伤4种情绪分别按青绿、洋红、蓝和黄红基色为基调，情绪的强烈程度对应于这些颜色深浅的变化。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、实现了情绪与光色的结合，且光色随情绪的激烈程度连续变化；

2、通过情绪声学特征参数基音、语速和音强的快速提取，实现了情绪通过光的实时表现，包括共鸣与宣泄、和安抚，实现了光的实时自动调节；

3、实现了照明和情绪表现的一体化；

4、控制灵活多样：遥控器，PC机和智能手机终端；

5、可同时欣赏到蓝牙音乐声和情绪色的实时变化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明所述基音和语速及音强度提取电路示意图；

图3为本发明所述可编程放大器组电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，一种情绪控制LED灯光颜色和亮度变化的驱动装置，包括电源模块1、遥控解码器2、FSK收发器3、拾音器4、蓝牙接收器5、控制看处理器6、多路开关7、低通滤波器8、基音和语速及音强度提取电路9、八位二选一开关10、可编程放大器组11、驱动器组12、三色LED发光体13；所述电源模块1为系统内其他各个模块供电；所述遥控解码器2与控制处理器6连接，遥控解码器2接收无线遥控器控制信号传给控制处理器6，用以选择工作模式；所述FSK收发器3与控制处理器6连接，FSK收发器3接收PC机无线控制信号传给控制处理器6，由控制处理器6将来自PC机、智能遥控终端的颜色和强度数据或来自语音、蓝牙的颜色和强度数据经八位二选一开关10加载到可编程放大器组11控制驱动器组12驱动三色LED发光体13发光，其颜色和亮度在照明模式时，可由PC机上软件或智能终端遥控调节；在其它模式时，颜色和亮度均自动调节；所述拾音器4采集外部声音信号，蓝牙接收器5接收蓝牙音乐信号，所述拾音器4和蓝牙接收器5接收的信号经多路开关6选择后，经低通滤波器7后，再经基音和语速及音强度提取电路9提取基音、语速和音强三个声学特征信号，基音和语速及音强度提取电路9提取的基音和语速信号分别以数据形式和脉冲方式送到控制处理器6进行特定算法处理和计数处理以确定控制处理器6送给可编程放大器组11的RGB比例值，并且控制处理器6能检测出基音数据和语速信号的变化自动实时修正RGB的比例值以满足表现情绪的要求；基音和语速及音强度提取电路9提取的音强度以数据形式经八位二选一开关10加载到可编程放大器组11以控制其增益，达到语音或蓝牙信号输入时，颜色亮度随情绪变化自动调节的目的。

如图2所示，基音和语速及音强度提取电路9包括放大器A、检波器DEC、频率电压转换器F/V、模数转换器ADC1和ADC2、数字电位器VAR和电压比较器COMP；语音或音乐信号经放大器A放大后，一方面送到检波器DEC检测出音节包络，经模数转换器ADC1转换成8位数据，再经图1中八位二选一开关10可加载到图1中可编程放大器组11的可编程电阻器VR、VG和VB上，用于对可编程放大器组11各放大器的增益控制，从而达到对语音或音乐信号所对应光亮度实时自动调节作用；另一方面，经放大器A放大后的语音或音乐信号经频率电压转换器F/V后，对背景噪声产生了较好的抑制作用并提取了以电压表示的基音频率信号，该信号被分成两路，一路经模数转换器ADC2转换成数据后上传给图1中的控制处理器6，用于确定基音频率及其变化，另一路和独立控制的并可通过控制处理器6串行设置阈值的数字电位器VAR及COMP构成的比较器进行比较，比较器输出脉冲供控制处理器6计数从而测出语速或音节流速及其变化，控制处理器6通过语速变化和基音频率变化进行关联分析计算出当前的RGB值后，准实时地将其分送到可编程放大器组11中的数字电位器SVR、SVG和SVB相应的R、G和B寄存器中，从而决定了当前CIE标准颜色。

如图3所示，可编程放大器组11包括可编程电阻VR、VG和VB，数字电位器SVR、SVG和SVB，电阻RR、RG和RB，运算放大器AR、AG和AB。其中可编程电阻VR、VG和VB用于接受来自于图1中的控制处理器6或基音和语速及音强度提取电路9中数模转换器ADC1的信号强度编码，并和电阻RR、RG和RB和运算放大器AR、AG和AB达到控制运算放大器AR、AG和AB一起构成对R、G、B三元色的同步增益控制；数字电位器SVR、SVG和SVB用于接受来自于图1中的控制处理器6串行设置的RGB值。

本发明是基于语音中的基音、语速或语音停顿时间和语音强度三个基本声学特征量和平静、快乐、悲伤、愤怒四种情绪的关联，通过电路提取这些声学特征量并采用CIE颜色体系和工业HSL基色色环经特种算法运算后驱动LED灯光颜色和亮度变化，实现实时自动调节亮度的目的；同时该装置中结合了无线遥控、无线总线和通信技术、微处理器特殊算法、蓝牙音频传输技术和新工艺LED发光材料，实现一种非常具有情绪化、个性化、温馨浪漫、节能环保的“情绪-视频”转换的LED灯驱动控制装置，实现节能、照明、情绪宣泄与安抚和灯光艺术完美结合。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种情绪控制LED灯光颜色和亮度变化的驱动装置，其特征是，包括电源模块、遥控解码器、FSK收发器、拾音器、蓝牙接收器、控制处理器、多路开关、低通滤波器、基音和语速及音强度提取电路、八位二选一开关、可编程放大器组、驱动器组和三色LED发光体；所述电源模块为系统内其他各个模块及元件供电；所述遥控解码器与控制处理器连接，遥控解码器接收无线遥控器控制信号传给控制处理器，用以选择工作模式；所述FSK收发器与控制处理器连接，FSK收发器接收PC机无线控制信号传给控制处理器，由控制处理器将来自PC机、智能遥控终端的颜色和强度数据或来自语音、蓝牙的颜色和强度数据经八位二选一开关加载到所述可编程放大器组控制驱动器组驱动三色LED发光体发光，其颜色和亮度在照明模式时，可由PC机上软件或智能终端遥控调节；在其它模式时，颜色和亮度均自动调节；所述拾音器采集外部声音信号，拾音器与多路开关连接；蓝牙接收器接收蓝牙音乐信号，蓝牙接收器与多路开关连接，拾音器和蓝牙接收器接收的信号经多路开关选择后，经所述低通滤波器后，再经所述基音和语速及音强度提取电路提取基音、语速和音强三个声学特征信号；所述基音和语速及音强度提取电路与控制器处理器连接，基音和语速及音强度提取电路提取的基音和语速信号分别以数据形式和脉冲方式送到控制处理器进行特定算法处理和计数处理以确定所述控制处理器送给可编程放大器组的RGB比例值，并且控制处理器能检测出基音数据和语速信号的变化自动实时修正RGB的比例值以满足表现情绪的要求，基音和语速及音强度提取电路提取的音强度以数据形式经八位二选一开关加载到可编程放大器组以控制其增益，达到语音或蓝牙信号输入时，颜色亮度随情绪变化自动调节的目的。

2.根据权利要求1所述的一种情绪控制LED灯光颜色和亮度变化的驱动装置，其特征是，所述基音和语速及音强度提取电路包括放大器A、检波器DEC、频率电压转换器F/V、模数转换器ADC1和ADC2、数字电位器VAR和电压比较器COMP。

3.根据权利要求1所述的一种情绪控制LED灯光颜色和亮度变化的驱动装置，其特征是，所述的编程放大器组包括可编程电阻VR、VG和VB，数字电位器SVR、SVG和SVB，电阻RR、RG和RB，运算放大器AR、AG和AB。