CN109287046B - 一种氛围灯控制方法、装置和系统 - Google Patents

一种氛围灯控制方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种氛围灯控制方法、装置和系统，该方法包括：播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据；依据频谱特征对音频数据进行分段处理；将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；氛围灯控制器校验时间戳中的报文信息，监测报文信息的正确性，依据时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间。上述方法，当播放目标音乐源时，通过对音频数据进行预读，预先读取了当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，对该音频数据进行了分段处理，提高了音频数据的处理效率，有利于保证控制的实时性，进一步的，减少了系统链路延时的影响，充分利用了整车资源，增强了系统的安全性和稳定。

Description

一种氛围灯控制方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及氛围灯技术领域，尤其涉及一种氛围灯控制方法、装置和系统。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对乘车体验提高的要求与日俱增，手动变换颜色的或随温度等简单输入变换颜色的氛围灯已经无法满足需求，随音乐律动变换的氛围灯成为新的需求。目前市场上有一些随音乐律动的氛围灯产品，通过获取音乐音频的模拟信号作为氛围灯的输入，依据该模拟信号实现了氛围灯的灯光随音乐的变化而变化。
发明人对现有的氛围灯的控制过程进行研究发现，虽然实现了氛围灯随音乐变化而进行灯光变化，但是，实时处理的数据量受限，导致对音乐特征的识别受局限，音乐中有规律的东西基本上被打破，氛围灯显示不太规律的颜色、亮度变化，造成表达音乐表现力差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种氛围灯控制方法、装置和系统，用以解决现有技术中实时处理的数据量受限，导致对音乐特征的识别受局限，音乐中有规律的东西基本上被打破，氛围灯显示不太规律的颜色、亮度变化，造成表达音乐表现力差的问题。具体方案如下：
一种氛围灯控制方法，包括：
播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据；
依据频谱特征对所述音频数据进行分段处理；
将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
所述氛围灯控制器校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间。
上述的方法，可选的，所述依据频谱特征对所述音频数据进行分段处理，包括：
获取所述音频数据的频域分布；
依据所述频域分布，获取所述音频数据的幅频特征；
将所述幅频特征位于同一阈值范围内的所述音频数据划分为一个频段。
上述的方法，可选的，还包括：
计算各个频段内各个所述幅频特征的幅值和频率值的均值，或，总和的归一化值，作为对应的频段的幅频特征。
上述的方法，可选的，还包括：将各个频段内最大的幅值和频率值，作为对应频段的幅频特征。
上述的方法，可选的，所述读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据包括：
依据预设的采样频率对当前时刻预设时长之后的预设时间段内的所述目标音乐源进行采样；
读取第一预设数量采样点中任意一个或指定采样点的音频数据。
上述的方法，可选的，所述读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据包括：
依据预设的采样频率对所述当前时刻预设时长之后预设的时间段内的所述目标音乐源进行采样；
计算第二预设数量的相邻采样点的音频数据的均值或总和，读取所述均值或总和。
上述的方法，可选的，所述氛围灯控制器校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，包括：
获取与播放音频长度对应的第一时间戳和与报文数量对应的第二时间戳；
判断所述第一时间戳与所述氛围灯控制器中当前的播放音频长度对应的时间戳和所述第二时间戳与所述氛围灯控制器中当前播放报文数量对应的时间戳是否相同；
若是，判定所述报文信息发送正确。
一种氛围灯控制装置，包括：
预读模块，用于播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据；
分段模块，用于依据频谱特征对音频数据进行分段处理；
发送模块，用于将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
控制模块，用于所述氛围灯控制器校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间。
上述的装置，可选的，所述分段模块包括：
频域分布获取单元，用于获取所述音频数据的频域分布；
幅频特征获取单元，用于依据所述频域分布，获取所述音频数据的幅频特征；
分段单元，用于将幅频特征位于同一阈值范围内的所述音频数据划分为一个频段。
一种氛围灯控制系统，包括：人机交互输入界面、车载主机、第一传输线、第二传输线、氛围灯控制器和氛围灯，其中：
所述人机交互界面，用于氛围灯模式和音乐源的选择；
所述车载主机，用于播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，依据频谱特征对音频数据进行分段处理，将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
所述第一传输线，用于将所述车载主机和所述氛围灯控制器相连接；
所述氛围灯控制器，用于接收添加了时间戳周期的处理后的音频数据，校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间；
所述第二传输线，用于将所述氛围灯控制器和所述氛围灯相连接；
所述氛围灯，用于接收所述氛围灯控制器的控制指令，依据控制指令进行响应。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明公开了一种氛围灯控制方法、装置和系统，当播放目标音乐源时，通过对音频数据进行预读，预先读取了当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，对该音频数据进行了分段处理，提高了音频数据的处理效率，有利于保证控制的实时性，进一步的，减少了系统链路延时的影响，充分利用了整车资源，增强了系统的安全性和稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种氛围灯控制方法流程图；
图2为本发明实施例公开的一种氛围灯控制方法又一流程图；
图3为本发明实施例公开的一种氛围灯控制方法又一流程图；
图4为本发明实施例公开的一种预读取方法示意图；
图5为本发明实施例公开的一种氛围灯控制系统示意图；
图6为本发明实施例公开的一种氛围灯控制系统结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明公开了一种氛围灯控制方法、装置及系统，所述方法应用在汽车电子领域，更进一步的，所述方法可以应用通过音频对氛围灯进行控制的相关场所，在本发明实施例中，以对汽车中氛围灯的控制为例进行说明，所述控制方法的执行流程如图1所示，包括步骤：
实施例一
S101、播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据；
本发明实施例中，所述目标音乐源可以为通过存储介质、广播、视频或者其它优选形式播放的音乐源，其中，所述目标音乐源可以为广播、音乐、视频或者其它音频形式，以音乐为例，对所述目标音乐源进行解码、缓存和数模转换等处理，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据。
S102、依据频谱特征对音频数据进行分段处理；
本发明实施例中，对所述音频数据进行频谱分析，确定所述音频数据的频域分布，依据所述频域分布，获取所述音频数据的各个幅频特征，将所述各个幅频特征进行分类，将幅频特征位于同一阈值范围内的所述音频数据划分为一个频段，其中，阈值范围的确定依据具体的情况进行设定。
S103、将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
本发明实施例中，将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器，其中，时间戳用于标记处理后的音频数据长度和报文数量，具有增强安全性的作用。
S104、所述氛围灯控制器校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间。
本发明实施例中，所述氛围灯控制器接收到处理后的音频数据后，对所述时间戳中的报文信息进行校验，其中，所述时间戳包括：与播放音频长度对应的第一时间戳和与报文数量对应的第二时间戳，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间。其中，所述氛围灯控制指令为按序列输出氛围灯颜色、亮度或者模式的指令。
本发明公开了一种氛围灯控制方法，该方法包括：当播放目标音乐源时，通过对音频数据进行预读，预先读取了当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，对该音频数据进行了分段处理，提高了音频数据的处理效率，有利于保证控制的实时性，进一步的，减少了系统链路延时的影响，充分利用了整车资源，增强了系统的安全性和稳定。
实施例二
本发明实施例中，播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据的方法流程如图2所示，包括步骤：
S201、依据预设的采样频率对当前时刻预设时长之后的预设时间段内的所述目标音乐源进行采样；
本发明实施例中，所述预设的采样频率为低于现有技术中普遍采用的频率，依据预设的采样频率对当前时刻预设时长之后的预设时间段内的所述目标音乐源进行采样，实现了降采样处理，减少了音频数据的数据量。
S202、读取第一预设数量采样点中任意一个或指定采样点的音频数据。
本发明实施例中，当采样完成时，读取预设数量采样点中任意一个或指定采样点的音频数据，得到当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，其中，所述第一预设数量的选取可以依据经验值或者实际情况进行设定。例如，按照1/10的采样频率降采样的读取音频数据，可以读取每10个音频数据输出10个音频数据中的一个。
本发明实施例中，上述的方法，通过读取第一预设数量采样点中任意一个或指定采样点的音频数据的方式进行降采样，减少了音频数据的数据量，提高了数据处理的效率。
实施例三
本发明实施例中，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据的另一方法流程如图3所示，包括步骤：
S301、依据预设的采样频率对所述当前时刻预设时长之后预设的时间段内的所述目标音乐源进行采样；
本发明实施例中，S301与S201处理方式相同，在此不再赘述。
S302、计算第二预设数量的相邻采样点的音频数据的均值或总和，读取所述均值或总和。
本发明实施例中，当采样完成时，计算第二预设数量的相邻采样点的音频数据的均值或总和，读取所述均值或总和，得到当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，所述第一预设数量的选取可以依据经验值或者实际情况进行设定。例如，读取每10个音频数据输出此10个音频数据的均值或总和。
本发明实施例中，通过计算第二预设数量的相邻采样点的音频数据的均值或总和，读取所述均值或总和的方式进行降采样，减少了音频数据的数据量。
本发明实施例中，为减少对第一传输线负载率的影响，依据频谱特征对音频数据进行分段处理的处理过程如下，例如：
频段1为0-400Hz内幅频特征；
频段2为400-1000Hz内幅频特征；
……
频段N-1为10k-15kHz内幅频特征；
频段N为15k-20kHz内幅频特征；
将幅频特征位于同一阈值范围内的所述音频数据划分为一个频段；
其中，若某一个或者几个频段中不包含与其对应的幅频特征时，则将该频段对应的幅频值进行置零处理。为了便于统一标准，优选的，包括：计算各个频段内各个幅频特征的幅值和频率值的均值，或，总和的归一化值，作为对应的频段的幅频特征，或，将各个频段内最大的幅值和频率值，作为对应频段的幅频特征。
本发明实施例中，通过读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频的方式对所述音频视频数据进行预读取处理，由于数据预读可以提前一定时间缓存音频数据。数据预读有两点好处，一是预读可以提前获取后续音频数据，对于一些时间敏感的音乐特征(如长高音、节奏变化等)的识别非常重要；二是可以缓解从主机到控制器再到节点整条链路上的数据延迟。
数据预读量取决于主机资源和策略，通常情况下，缓存的数据量越大，存储、处理所需的空间和时间越多。在不影响主机正常工作的前提下，减少播放等待时间的影响，可采用直接预读后续音频的方法进行操作，例如图4所示，若定义预读2s音频数据，则在选择歌曲并开始播放时，主机直接预读和处理第2s时Δt时间内的音频数据。即当播放到tx时刻音频时，预读tx+2时刻Δt时间内的音频数据。Δt为音频处理和发送时间间隔，例如控制器局域网络CAN(Controller Area Network)通讯。
其中，①：开始播放歌曲，IHU缓存数据，处理2000-2010ms段音频数据，发送本音乐第一帧报文内容；
②：处理2010-2020ms段音频数据，更新报文内容；
本发明实施例中，基于上述的氛围灯控制方法本发明实施例还提供了一种氛围灯控制系统，所述控制系统的示意图如图5所示，包括：
人机交互输入界面、车载主机、第一传输线、第二传输线、氛围灯控制器和氛围灯，其中：
所述人机交互界面，用于氛围灯模式和音乐源的选择；
所述车载主机，用于播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，依据频谱特征对音频数据进行分段处理，将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
所述第一传输线，用于将所述车载主机和所述氛围灯控制器相连接；
所述氛围灯控制器，用于接收添加了时间戳周期的处理后的音频数据，校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间；
所述第二传输线，用于将所述氛围灯控制器和所述氛围灯相连接；
所述氛围灯，用于接收所述氛围灯控制器的控制指令，依据控制指令进行响应。
本发明实施例中，所述氛围灯模式与控制策略相对应，氛围灯模式选取的不同，控制策略不同，针对同一音频数据，不同的氛围灯模式，实现的控制效果不同，所述控制效果可以为变或不变颜色呼吸、跑马、跳跃、推拉等效果，其中，控制策略是预先建立的。
本发明实施例中，不同的整车架构，第一传输线的形式会不同，也可能有多种形式组合。可能是CAN总线、FlexRay总线+CAN总线等情况。根据控制的节点数和效果不同，第二传输线也可能采用不同形式。通常采用LIN总线、硬线等多种方式控制。
本发明实施例中，基于上述的一种氛围灯控制方法，本发明实施例中还提供了一种氛围灯控制装置，所述控制装置的结构框图如图6所示，包括：
预读模块401、分段模块402、发送模块403和控制模块404。
其中，所述预读模块401，用于播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据；
所述分段模块402，用于依据频谱特征对音频数据进行分段处理；
所述发送模块403，用于将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
所述控制模块，用于所述氛围灯控制器校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间。
本发明公开了一种氛围灯控制装置，该装置包括：当播放目标音乐源时，通过对音频数据进行预读，预先读取了当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，对该音频数据进行了分段处理，提高了音频数据的处理效率，有利于保证控制的实时性，进一步的，减少了系统链路延时的影响，充分利用了整车资源，增强了系统的安全性和稳定。
本发明实施例中，所述分段模块402包括：
频域分布获取单元，幅频特征获取单元和分段单元。
其中，所述频域分布获取单元，用于获取所述音频数据的频域分布；
所述幅频特征获取单元，用于依据所述频域分布，获取所述音频数据的幅频特征；
所述分段单元，用于将幅频特征位于同一阈值范围内的所述音频数据划分为一个频段。
本发明实施例中，所述分段模块通过所述音频数据的频域分布，获取所述音频数据的幅频特征，依据幅频特征对所述音频数据进行分段，针对每一个频段进行传输，减少了对所述第一传输线负载率的影响。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种氛围灯控制方法、装置和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种氛围灯控制方法，其特征在于，包括：
播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据；
依据频谱特征对所述音频数据进行分段处理；
将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
所述氛围灯控制器校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据频谱特征对所述音频数据进行分段处理，包括：
获取所述音频数据的频域分布；
依据所述频域分布，获取所述音频数据的幅频特征；
将所述幅频特征位于同一阈值范围内的所述音频数据划分为一个频段。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
计算各个频段内各个所述幅频特征的幅值和频率值的均值，或，总和的归一化值，作为对应的频段的幅频特征。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：将各个频段内最大的幅值和频率值，作为对应频段的幅频特征。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据包括：
依据预设的采样频率对当前时刻预设时长之后的预设时间段内的所述目标音乐源进行采样；
读取第一预设数量采样点中任意一个或指定采样点的音频数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据包括：
依据预设的采样频率对所述当前时刻预设时长之后预设的时间段内的所述目标音乐源进行采样；
计算第二预设数量的相邻采样点的音频数据的均值或总和，读取所述均值或总和。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氛围灯控制器校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，包括：
获取与播放音频长度对应的第一时间戳和与报文数量对应的第二时间戳；
判断所述第一时间戳与所述氛围灯控制器中当前的播放音频长度对应的时间戳和所述第二时间戳与所述氛围灯控制器中当前播放报文数量对应的时间戳是否相同；
若是，判定所述报文信息发送正确。
8.一种氛围灯控制装置，其特征在于，包括：
预读模块，用于播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据；
分段模块，用于依据频谱特征对音频数据进行分段处理；
发送模块，用于将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
控制模块，用于所述氛围灯控制器校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分段模块包括：
频域分布获取单元，用于获取所述音频数据的频域分布；
幅频特征获取单元，用于依据所述频域分布，获取所述音频数据的幅频特征；
分段单元，用于将幅频特征位于同一阈值范围内的所述音频数据划分为一个频段。
10.一种氛围灯控制系统，其特征在于，包括：人机交互输入界面、车载主机、第一传输线、第二传输线、氛围灯控制器和氛围灯，其中：
所述人机交互界面，用于氛围灯模式和音乐源的选择；
所述车载主机，用于播放目标音乐源，读取当前时刻预设时长之后的预设时间段内音频数据，依据频谱特征对音频数据进行分段处理，将处理后的音频数据添加时间戳周期并发送给氛围灯控制器；
所述第一传输线，用于将所述车载主机和所述氛围灯控制器相连接；
所述氛围灯控制器，用于接收添加了时间戳周期的处理后的音频数据，校验所述时间戳中的报文信息，监测所述报文信息的正确性，依据所述时间戳中的播放音频长度信息，计算氛围灯控制指令发送时间；
所述第二传输线，用于将所述氛围灯控制器和所述氛围灯相连接；
所述氛围灯，用于接收所述氛围灯控制器的控制指令，依据控制指令进行响应。
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