CN105913536A - 一种自动音乐摇奖机及摇奖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动音乐摇奖机及摇奖方法，摇奖机包括音频信号发生器,用于发出随机音频信号；音频信号采集器,用于采集所述音频信号发生器发出的随机音频信号；信号转换器,用于将采集到的随机音频信号转换为第一随机数字信号；控制器，用于发出开奖控制指令；开奖号码生成器,用于将第一随机数字信号放入伪随机数基序列中，生成真随机数基序列；并根据控制器发出的开奖控制指令，从真随机数基序列中产生开奖号码。本发明自动化程度高，随机性强，不可预测性高，符合现代快速自动开奖的需求。

Description

一种自动音乐摇奖机及摇奖方法

技术领域

本发明属于彩票游戏技术领域，具体涉及一种自动音乐摇奖机及摇奖方法。

背景技术

随着全热线技术的逐渐普及和完善，对短开奖周期游戏的需求日益增强，但目前已形成的一套人工开奖流程，严格限制了开奖周期，半小时开奖几乎成为人工开奖的最短极限，再要缩短开奖周期，特别是像西方国家流行的KENO那样每5分钟开奖一次，是根本不可能。如果非要勉为其难而为之，必将付出很大的代价和风险。因此开发一套自动开奖系统将是解决这一问题的有效方法。

自动开奖系统怎样才能够与机械摇奖机那样做到不可预知性和安全可靠，首先要解决随机数来自哪里？以及怎样处理才能做到完全避免人为因素并且广大彩民接受？其次要考虑如何保证自动开奖系统连续不间断运行安全可靠性。

众所周知，计算机的伪随机数生成器产生的伪随机数是有高度确定性、可预测性、重复性，因此自动开奖系统的随机开奖号码不能直接来自计算机本身随机产生。国际上常见是采用温度、电荷、噪音等传感器，采集其真随机数据作为随机源来产生开奖号码。但是由于温度、电荷等的随机变化性不大，若环境噪音很小时，如机房的环境噪音，基本没有变化，随机性不强，因此，自动开奖系统有高度的确定性、可预测性和重复性，不能满足自动开奖系统的需求。

发明内容

本发明为了解决自动开奖系统的确定性、可预测性和重复性的技术问题，提供一种不确定性、不可预测性的自动音乐摇奖机和自动音乐摇奖的方法。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述自动音乐摇奖机，包括:

音频信号发生器,用于发出随机音频信号；

音频信号采集器,用于采集所述音频信号发生器发出的随机音频信号；

信号转换器,用于将采集到的随机音频信号转换为第一随机数字信号；

控制器，用于发出开奖控制指令；

开奖号码生成器,用于将第一随机数字信号放入伪随机数序列中，生成真随机数序列；并根据控制器发出的开奖控制指令，从真随机数序列中产生开奖号码。

进一步地，所述信号转换器，根据以下数学模型，将音频信号转换为第一随机数字信号F(x)；

F(x)＝(C/D)*K

其中：D为总峰值与均值偏差的绝对值，C为中间峰值与均值偏差的绝对值，K为开奖号码最大值；

D＝|((Max_s-Min_s)/2-B)|；

C＝|((Max_one-Min_one)/2-B)|；

其中，Max_s为i个样本中最大值，Min_s为i个样本中最小值，Max_one为中间的N个样本中筛选出的最大值，Min_one为中间的N个样本中筛选出的最小值，B为样本的绝对平均值；

B＝Sum(|M|)/i，i为样本数，M为样本振幅数值，样本数量为根据设定的音频信号的频率为每秒1/i，音频信号采集器采集i个振幅样本数据。

进一步地，所述开奖号码生成器，包括

真随机序列产生器，获取第一真随机数字信息F(x)，对伪随机数序列rand()进行F(x)次运算，将伪随机数序列变为真随机数序列；

开奖号码产生器，根据开奖号码最大数、最小数、个数、组数规则从真随机数序列中产生开奖号码Num[组][个]；

判断输出器，判断产生的开奖号码是否符合开奖的规则，若是，输出开奖号码Num[组][个]，若否，开奖号码产生器重新产生开奖号码，直至符合开奖规则。

进一步地，所述随机音频信号发生器为收音机和/或随机播放音乐音频的播放器。

进一步地，包括两个独立的音频信号采集器；

所述信号转换器转换成第一随机数字信号的音频信号，由一音频信号采集器采集或由两音频信号采集器采集到音频信号后混合而成。

一种自动音乐摇奖的方法，包括以下步骤：

S1、发出随机音频信号，并采集所述随机音频信号；

S2、将采集到的随机音频信号转换为第一随机数字信号；

S3、将第一随机数字信号放入伪随机数基序列，生成真随机数基序列；

S4、发出开奖指令，从真随机数基序列中产生该时刻的开奖号码；

S5、接收S4中的开奖号码，并将开奖号码公开。

进一步地，所述S2中，通过以下数学模型，将音频信号转换为第一随机数字信号F(x)：0

F(x)＝(C/D)*K

其中：D为总峰值与均值偏差的绝对值，C为中间峰值与均值偏差的绝对值，K为开奖号码最大值；

D＝|((Max_s-Min_s)/2-B)|；

C＝|((Max_one-Min_one)/2-B)|；

其中，Max_s为i个样本中最大值，Min_s为i个样本中最小值，Max_one为中间的N个样本中筛选出的最大值，Min_one为中间的N个样本中筛选出的最小值，B为样本的绝对平均值；

B＝Sum(|M|)/i；

其中，i为样本数，M为样本振幅数值，样本数量为根据设定的音频信号的频率为每秒1/i，音频信号采集器采集i个振幅样本数据。

进一步地，其中S3中，

S31、获取第一直随机数字信息F(x)；

S32、对伪随机数序列rand()进行F(x)次运算，将伪随机数序列变为真随机数序列；

S33、根据开奖号码最大数、最小数、个数、组数规则从真随机数序列中产生开奖号码Num[组][个]；

S34、判断产生的开奖号码是否符合开奖的规则；

S35、若是，输出开奖号码Num[组][个]，若否，重复步骤S33，直至开奖号码符合开奖规则。

进一步地，所述S1中采集的音频信号，来自于电脑随机播放的音乐信号、或/和电台播放的音频信号。

进一步地，所述S1是通过第一系统采集音频信号；所述S2是通过第二系统生成第一随机数字信号，所述第一系统与第二系统之间仅通过音频信号线连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过音频信号发生器发出随机音频信号，采集随机得到的音频信号，通过将音频信号转换为第一随机数字信号，从而得到真随机数基序列，由于音频信号经过音频信号发生器随机播放的，增加了随机性，产生出真随机开奖号码，自动化程度高，随机性强，不可预测性高，符合现代快速自动开奖的需求。

(2)本发明通过严格的数学模型，将音频信号转换为第一随机数字信号，然后得到真随机开奖号码，计算严格，随机性强，而且快速，能满足快速开奖的需求，而且确保开奖数安全可靠。

(3)本发明设置两个音频信号采集器，采集两组随机的音频数据，在增加音频的随机性的同时，也避免了由于自动音乐摇奖机由于长时间，快速开奖造成音频信号采集器损坏，另音频信号采集器可备用，保证了设备的正常使用，避免了不必要的损失。

(4)将音频信号采集器与信号转换器分别设置在不同的系统，系统之间仅音频信号线连接，避免了人为因素影响开奖信号，同时加强了开奖号码真随机性和不可预知性。

(5)本发明不仅能让公众的认可接受度和增加摇奖趣味性，又能排除人为预定开奖结果的可能，并具不确定性、不可预测性、无重复性，而且相对简单易行。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明所述自动音乐摇奖机的控制原理图；

图2是本发明所述自动音乐摇奖机的步骤S2的工作原理图；

图3是本发明所述自动音乐摇奖机的步骤S3的工作原理图；

图4是本发明所述自动音乐摇奖机的双音频分频器的结构示意图；

图5是本发明所述自动音乐摇奖机的双音频分频器的内部结构示意图；

图6是本发明所述自动音乐摇奖机测试1-9数字出现的概率分布图；

图7是本发明所述自动音乐摇奖机测试三位数000-999数字出现的次数统计表；

图8是本发明所述自动音乐摇奖机测试三位数000-999数字出现的概率分布图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图5所示，本发明所述自动音乐摇奖机，包括音频信号发生器、音频信号采集器、信号转换器、开奖号码生成器、控制器。

所述音频信号发生器，用于发出随机的音频信号，音频信号发生器可以是接收电台播放的音频信号的收音机、随机播放音乐信号的播放器中的一种或多种。

所述音频信号采集器，用于采集所述随机音频信号发生器发出的音频信号，可以单独使用播放器随机播放的音乐信号，也可以是收音机接收的电台音频信号，或者是音乐信号与电台音频信号混合的音频信号。

所述信号转换器，根据以下数学模型，将音频信号采集器采集到的音频信号转换为第一随机数字信号F(x)；

F(x)＝(C/D)*K

其中：D为总峰值与均值偏差的绝对值，C为中间峰值与均值偏差的绝对值，K为开奖号码最大值；

D＝|((Max_s-Min_s)/2-B)|；

C＝|((Max_one-Min_one)/2-B)|；

其中，Max_s为i个样本中最大值，Min_s为i个样本中最小值，Max_one为中间的N个样本中筛选出的最大值，Min_one为中间的N个样本中筛选出的最小值，B为样本的绝对平均值；

B＝Sum(|M|)/i，i为样本数，M为样本振幅数值，样本数量为根据设定的音频信号的频率为每秒1/i，音频信号采集器采集i个振幅样本数据。

控制器，用于发出开奖控制指令。

所述开奖号码生成器，用于将第一随机数字信号放入伪随机数基序列中，生成真随机数基序列；并根据控制器发出的开奖控制指令，从真随机数基序列中产生开奖号码。

所述开奖号码生成器，包括：

真随机序列产生器，获取第一真随机数字信息F(x)，对伪随机数序列rand()进行F(x)次运算，将伪随机数序列变为真随机数序列。

开奖号码产生器，根据开奖号码最大数、最小数、个数、组数规则从真随机数序列中产生开奖号码Num[组][个]。

判断输出器，判断产生的开奖号码是否符合开奖的规则，若是，输出开奖号码Num[组][个]，若否，开奖号码产生器重新产生开奖号码，直至符合开奖规则。

以时时乐游戏为例：MaxWinNum＝999；MinWinNum＝0；WinDigit＝3；WinGroupN。

运算和符号的说明(以下说明以时时乐为例)：

for(i＝0；i<F(x)；i++)rand()；：对伪随机数序列rand()进行真随机F(x)次运算，这样伪随机数序列就变成真随机数序列；

int p,q0,q1；：定义p,q0,q1三个整型数；

p＝1；：p整型数赋值为1；

for(i＝0；i<WinDigit-seri-1；i++)

p＝p*10；：按照开奖号码个数和序数对p整型数进行10的倍数处理，如：第1个序数开奖数为0，则WinDigit-seri-1＝2，p＝100，如此类推p＝10、1；

q1＝(MaxWinNum/p)％10；：计算q1均为9；

q0＝(MinWinNum/p)％10；：计算q0均为0；

Num[Group][seri]＝rand()*(q1-q0+1)/(RAND_MAX+1)；：此时的伪随机数序列rand()就依照真随机序列数的规则计算各组各个序数的开奖号码；

while(Num[Group][seri]<q0||Num[Group][seri]>q1)

Num[Group][seri]＝rand()*(q1-q0+1)/(RAND_MAX+1)；

最后对各组各个序数的开奖号码进行检验，如果没有越界正确，则完成开奖号码生成；如果越界，会依上述规则进行纠正，确保开出的号码正确。

其中，int MaxWinNum为开奖号码最大数,MinWinNum为开奖号码最小数,WinDigit为开奖号码个数,WinGroupN为开奖号码组数。

所述控制器，还接收开奖号码生成器传送过来的开奖号码，并将开奖号码公布。

本发明包括两个独立的音频信号采集器，其设置在双音频分频器内，如图4-图5所示，所述双音频分频器内包括了第一音频信号采集器和第二音频信号采集器，所述第一音频信号采集器和第二音频信号采集器独立设置，所述双音频分频器上设置有第一音频接口1和第二音频接口4、第一电源开关2和第二电源开关5、第一电源接入口8和第二电源接入口9、以及第一控制板6和第二控制板7，所述第一音频信号采集器包括第一控制板6、第一电源接入口8、第一电源开关2和第一音频接口1。所述第二音频信号采集器包括第二控制板7、第二电源接入口9、第二电源开关5和第二音频接口4。

所述信号转换器转换成第一随机数字信号的音频信号，由第一音频信号采集器采集、或第二音频信号采集器采集、或由两音频信号采集器采集到音频信号后混合而成。

两音频信号采集器采集到的音频信号后混合而成，提高了随机性。由于自动音乐摇奖机连续高速地开奖，若其中一音频信号采集器损坏，另一音频信号采集器可单独使用，确保了自动音乐摇奖机的正常使用，避免了彩民正在玩时，自动音乐摇奖机损坏，影响彩民的兴致，引起不必要的损失。

所述音频信号采集器和信号转换器、开奖号码生成器所在的系统不同，音频信号采集器设置在双音频分频器内，其与信号转换器和开奖号码生成器所在的系统仅采用音频信号线连接，避免了人为因素影响开奖信号，同时加强了开奖号码真随机性和不可预知性。

本发明所述自动音乐摇奖的方法，包括以下步骤：

S1、通过电脑随机播放音乐、或收音机接收电台音频信号，发出随机音频信号，并通过信号采集器采集所述音频信号。

S2、通过以下数学模型，将采集到的音频信号转换为第一随机数字信号。

F(x)＝(C/D)*K

其中，C为中间峰值与均值偏差的绝对值，D为总峰值与均值偏差的绝对值，K为开奖号码最大值；

中间峰值与均值偏差C＝|((Max_one-Min_one)/2-B)|

总峰值与均值偏差D＝|((Max_s-Min_s)/2-B)|

其中，Max_s为i个样本中最大值，Min_s为i个样本中最小值，Max_one为中间的N个样本中筛选出的最大值，Min_one为中间的N个样本中筛选出的最小值，B为样本的绝对平均值；

B＝Sum(|M|)/i，i为样本数，M为样本振幅数值，样本数量为根据设定的音频信号的频率为每秒1/i，音频信号采集器采集i个振幅样本数据。

S3、将第一随机数字信号放入伪随机数基序列，生成真随机开奖号码，包括以下步骤

S31、获取第一直随机数字信息F(x)；

S32、对伪随机数序列rand()进行F(x)次运算，将伪随机数序列变为真随机数序列；

S33、根据开奖号码最大数、最小数、个数、组数规则从真随机数序列中产生开奖号码Num[组][个]；

S34、判断产生的开奖号码是否符合开奖的规则；

S35、若是，输出开奖号码Num[组][个]，若否，重复步骤S33，直至开奖号码符合开奖规则。

以时时乐游戏为例：MaxWinNum＝999；MinWinNum＝0；WinDigit＝3；WinGroupN。

运算和符号的说明(以下说明以时时乐为例)：

for(i＝0；i<F(x)；i++)rand()；：对伪随机数序列rand()进行真随机F(x)次运算，这样伪随机数序列就变成真随机数序列；

int p,q0,q1；：定义p,q0,q1三个整型数；

p＝1；：p整型数赋值为1；

for(i＝0；i<WinDigit-seri-1；i++)

p＝p*10；：按照开奖号码个数和序数对p整型数进行10的倍数处理，如：第1个序数开奖数为0，则WinDigit-seri-1＝2，p＝100，如此类推p＝10、1；

q1＝(MaxWinNum/p)％10；：计算q1均为9；

q0＝(MinWinNum/p)％10；：计算q0均为0；

Num[Group][seri]＝rand()*(q1-q0+1)/(RAND_MAX+1)；：此时的伪随机数序列rand()就依照真随机序列数的规则计算各组各个序数的开奖号码；

while(Num[Group][seri]<q0||Num[Group][seri]>q1)

Num[Group][seri]＝rand()*(q1-q0+1)/(RAND_MAX+1)；

最后对各组各个序数的开奖号码进行检验，如果没有越界正确，则完成开奖号码生成；如果越界，会依上述规则进行纠正，确保开出的号码正确。

S4、控制器发出开奖指令，开奖号码生成器产生该时刻的开奖号码。

S5、控制器接收S4中的开奖号码，并将开奖号码公开。

本发明的测试数据分析

以下图6至图8是本发明对于选3游戏开奖时测试得到的数据及其分析图。

图6为对0～9这10个数字出现的概率的分析图，由图中数据可以看出，在1000次时的统计，出现频率最大的数字是6，占了10.79％，出现频率最小的数字是9，占8.92％。但是到了10000次时，出现频率最大的数字为1，占10.42％，出现得最少的数字是8，占9.63％。由此可见，并不是某个数字一直都出现的很多，而另一个数字一直都出现得很少的，而且最大频率和最小频率值是一直都在逐渐收敛的。由此我们可以得出一个结论，那就是0～9这十个数字在音乐摇奖机中产生的概率是平均的。

那么就000～999这1000个3位数来说是否出现的概率也是平均的呢？让我们来看看图7和图8，在1087次的测试中，由于每个数字(000～999共1000个，下同)出现的平均概率约为1，因此这些数字里出现0次、1次和2次的最多，在对2059次的统计可以看出，大多数数字都是出现0～4次(理论平均值应为2)，而对10036次的统计说明，大多数数字都出现了8～12次(理论平均值应为10)，可见测试值和理论值是很吻合的。从图8我们还可以看到，在整个测试中数字出现的次数的概率分布都是以理论平均值为轴线的抛物线，可见完整的3位数出现的概率也是平均的和离散的。

本发明通过采集随机得到的音频信号，通过将音频信号转换为第一随机数字信号，从而得到真随机开奖号码，由于音频信号的经过随机音频信号发生器随机播放的，增加了随机性，产生出真随机开奖号码，自动化程度高，随机性强，不可预测性高，符合现代快速自动开奖的需求。

本实施例所述自动音乐摇奖机的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自动音乐摇奖机，其特征在于包括:

音频信号发生器,用于发出随机音频信号；

音频信号采集器,用于采集所述音频信号发生器发出的随机音频信号；

信号转换器,用于将采集到的随机音频信号转换为第一随机数字信号；

控制器，用于发出开奖控制指令；

开奖号码生成器,用于将第一随机数字信号放入伪随机数序列中，生成真随机数序列；并根据控制器发出的开奖控制指令，从真随机数序列中产生开奖号码。

2.根据权利要求1所述自动音乐摇奖机，所述信号转换器，根据以下数学模型，将音频信号转换为第一随机数字信号F(x)；

F(x)＝(C/D)*K

其中：D为总峰值与均值偏差的绝对值，C为中间峰值与均值偏差的绝对值，K为开奖号码最大值；

D＝|((Max_s-Min_s)/2-B)|；

C＝|((Max_one-Min_one)/2-B)|；

其中，Max_s为i个样本中最大值，Min_s为i个样本中最小值，Max_one为中间的N个样本中筛选出的最大值，Min_one为中间的N个样本中筛选出的最小值，B为样本的绝对平均值；

B＝Sum(|M|)/i，i为样本数，M为样本振幅数值，样本数量为根据设定的音频信号的频率为每秒1/i，音频信号采集器采集i个振幅样本数据。

3.根据权利要求2所述自动音乐摇奖机，所述开奖号码生成器，包括

真随机序列产生器，获取第一真随机数字信息F(x)，对伪随机数序列rand()进行F(x)次运算，将伪随机数序列变为真随机数序列；

开奖号码产生器，根据开奖号码最大数、最小数、个数、组数规则从真随机数序列中产生开奖号码Num[组][个]；

判断输出器，判断产生的开奖号码是否符合开奖的规则，若是，输出开奖号码Num[组][个]，若否，开奖号码产生器重新产生开奖号码，直至符合开奖规则。

4.根据权利要求1所述自动音乐摇奖机，所述随机音频信号发生器为收音机和/或随机播放音乐音频的播放器。

5.根据权利要求1所述自动音乐摇奖机，包括两个独立的音频信号采集器；

所述信号转换器转换成第一随机数字信号的音频信号，由一音频信号采集器采集或由两音频信号采集器采集到音频信号后混合而成。

6.一种自动音乐摇奖的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、发出随机音频信号，并采集所述随机音频信号；

S2、将采集到的随机音频信号转换为第一随机数字信号；

S3、将第一随机数字信号放入伪随机数基序列，生成真随机数基序列；

S4、发出开奖指令，从真随机数基序列中产生该时刻的开奖号码；

S5、接收S4中的开奖号码，并将开奖号码公开。

7.根据权利要求6所述自动音乐摇奖方法，所述S2中，通过以下数学模型，将音频信号转换为第一随机数字信号F(x)：0

F(x)＝(C/D)*K

其中：D为总峰值与均值偏差的绝对值，C为中间峰值与均值偏差的绝对值，K为开奖号码最大值；

D＝|((Max_s-Min_s)/2-B)|；

C＝|((Max_one-Min_one)/2-B)|；

其中，Max_s为i个样本中最大值，Min_s为i个样本中最小值，Max_one为中间的N个样本中筛选出的最大值，Min_one为中间的N个样本中筛选出的最小值，B为样本的绝对平均值；

B＝Sum(|M|)/i；

其中，i为样本数，M为样本振幅数值，样本数量为根据设定的音频信号的频率为每秒1/i，音频信号采集器采集i个振幅样本数据。

8.根据权利要求6所述自动音乐摇奖的方法，其中S3中，

S31、获取第一直随机数字信息F(x)；

S32、对伪随机数序列rand()进行F(x)次运算，将伪随机数序列变为真随机数序列；

S33、根据开奖号码最大数、最小数、个数、组数规则从真随机数序列中产生开奖号码Num[组][个]；

S34、判断产生的开奖号码是否符合开奖的规则；

S35、若是，输出开奖号码Num[组][个]，若否，重复步骤S33，直至开奖号码符合开奖规则。

9.根据权利要求6至8任一项所述自动音乐摇奖的方法，所述S1中采集的音频信号，来自于电脑随机播放的音乐信号、或/和电台播放的音频信号。

10.根据权利要求9所述自动音乐摇奖的方法，所述S1是通过第一系统采集音频信号；所述S2是通过第二系统生成第一随机数字信号，所述第一系统与第二系统之间仅通过音频信号线连接。