CN111712011A - 一种灯效控制方法、装置、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种灯效控制方法、装置、存储介质，涉及光学领域。包括以下步骤：音频接收单元获取音频信息并对音频信息进行放大，模拟信号单元对放大后的音频信息进行处理生成模拟信号，微控制单元根据模拟信号进行处理生成控制信号，控制信号调整光通量比例以及灯光颜色的变化。其能够根据音频的变化调整光通量以及灯光的颜色变化，使灯效更加多元化。此外本发明还提出了一种灯效控制装置，包括：接收模块，用于接收并放大音频信息，处理模块，用于对放大后的音频信息进行处理生成模拟信号，控制模块，用于根据模拟信号进行处理生成控制信号，控制信号调整光通量比例以及灯光的颜色变化。

Description

一种灯效控制方法、装置、存储介质

技术领域

本发明涉及光学领域，具体而言，涉及一种灯效控制方法、装置、存储介质。

背景技术

目前，LED幻彩灯带因其使用寿命长、节能环保、易于制造图形文字等特点被广泛应用于各种装饰行业。但市面上所售的大多数LED灯带控制器内置程序固化，灯带效果单一，以亮和灭为主，缺乏趣味性，容易造成审美疲劳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灯效控制方法，其能够根据音频的变化调整光通量，使灯效更加多元化。

本发明的另一目的在于提供一种灯效控制装置，其能够运行灯效控制方法。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种灯效控制方法，其包括如下步骤，音频接收单元获取音频信息并对音频信息进行放大，模拟信号单元对放大后的音频信息进行处理生成模拟信号，微控制单元根据模拟信号进行处理生成控制信号，控制信号调整光通量比例以及灯光颜色的变化。

在本发明的一些实施例中，当未启用音频接收单元时，微控制单元通过解析常规灯光控制效果文件进行灯光控制；当启用音频接收单元时，若未采集到音频信息，则通过解析常规灯光控制效果文件进行灯光控制；当启用音频接收单元时，且采集到音频信息，则执行根据控制信号对输入的音频信息进行奈奎斯特采样和傅里叶变换，得到音频等级和灯效等级，调整光通量比例以及灯光的颜色的步骤。

在本发明的一些实施例中，上述模拟信号单元包括：根据音频信息划分至少一个音频等级，至少一个音频等级对应至少一个控制信号。

在本发明的一些实施例中，上述微控制单元包括判断光通量是否满足第一预设条件，若是，则保持光通量比例以及灯光颜色不变，若不是，则调整光通量比例以及灯光的颜色。

在本发明的一些实施例中，上述第一预设条件包括：光效等级与音频等级相同。

在本发明的一些实施例中，上述微控制单元包括：判断音频信息是否满足第二预设条件，若是，则调整光通量比例以及灯光颜色，若不是，则保持光通量比例以及灯光颜色不变。

在本发明的一些实施例中，上述第二预设条件包括：音频等级较上时刻发生变化。

在本发明的一些实施例中，上述微控制单元包括：根据控制信号对灯效等级进行解析，得到灯光控制指令。

第二方面，本申请实施例提供一种等效控制装置，其包括：接收模块，用于接收并放大音频信息，处理模块，用于对放大后的音频信息进行处理生成模拟信号，控制模块，用于根据模拟信号进行处理生成控制信号，控制信号调整光通量比例以及灯光的颜色变化。

第三方面，本申请实施例提供一种存储介质，其包括存储介质用于存储计算机程序，计算机程序适用于处理器进行加载，用于执行任意上述的一种灯带控制方法。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：通过音频接收单元接收并放大音频信息，模拟信号单元处理音频信息生成控制信号发送给控制单元，根据控制信号调整光通量比例，从而可以达到光效跟随音频变化而变化的效果，可以设置灯效随音频同步变化，也可以设置灯效随音频延迟变化，而且对音频与灯效都划分了多个等级，不同的等级对应不同的灯光展示效果，使整个控制方式更加多元化，从而解决了如今灯光控制以颜色变化和亮灭为主，灯光效果较为单一的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种灯效控制方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种灯效控制方法具体步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的一种灯效控制方法具体步骤流程图；

图4为本发明实施例提供的一种灯效控制方法具体步骤流程图；

图5为本发明实施例提供的一种灯效控制方法光通量比例示意图；

图6为本发明实施例提供的一种灯效控制装置的结构框图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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”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。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例1

请参阅图1，图1所示为本申请实施例提供的一种灯效控制方法流程图，具体包括如下步骤：

步骤S110，获取音频信息并对音频信息进行放大；

具体的，对放大后的音频信号进行滤波，得到指定频率的音频信号；对指定频率的音频信号进行傅里叶变换，将音频信号从时域变换到频域，并进行频率提取，得到音频信息。

在一些实施方式中，采用正相放大电路和差动放大电路，对输入的音频信号放大，以提高A/D在量化范围内的精度，利用滤波器对放大后的音频信号进行滤波，滤波器优选为巴特沃斯低通滤波器，一方面可剔除高频音乐信号，另一方面剔除高频信号的低频分量。例如，可以滤波后只提取小于5000HZ的音频，利用频谱处理器，使用128个采样点数的蝶形运算快速傅里叶变化算法，对指定频率的音频信号进行傅里叶变换，将音频信号从时域变换到频域，之后通过所获得的频谱进行频率提取，即某频率节奏的提取，得到音频信息。

步骤S120，对放大后的音频信息进行处理生成模拟信号；

具体的，将音频信息放大后生成模拟信号，将模拟信号传递给控制板进行处理生成控制信号，控制板可以是Arduino Mega 2560单片机，通过软件编程，控制板将检测到的声音大小分成几个等级，比如，一级、二级、三级等。每个等级可以设置不同的灯光效果和持续时间，比如，初始时灯效持续时间为0，一级灯效持续时间为1秒，二级灯效持续时间为2秒，三级灯效持续时间为3秒。

步骤S130，根据模拟信号进行处理生成控制信号，控制信号调整光通量比例以及灯光的颜色变化；

请参照图5，具体的，上述一级、二级、三级均为声音等级对应的目标灯效等级，在一些实施方式中，目标灯效颜色可以采用CIE1931色度图来描述，目标灯效在CIE1931色度图中坐标为O，目标色调O由参与调色的第三基础灯珠的Z轴色度坐标C与第一基础灯珠的X轴色度坐标A、第二基础灯珠的Y轴色度坐标B确定。X轴色度坐标表示红基色的比例系数，Y轴色度坐标表示绿基色的比例系数，Z轴色度坐标表示蓝基色的比例系数，三者比例系数和为1。通过调节第一基础灯珠、第二基础灯珠和第三基础灯珠的电流实现预设光通量比例，从而实现调节灯珠亮度达到目标灯效亮度的要求。由于色度图为二维图像，所以第三基础灯珠的Z轴未在图5中出现，通过C＝1-A-B可以推算出第三基础灯珠的Z轴色度坐标C。

实施例2

请参阅图2，图2所示为本发明实施例提供的一种灯效控制方法具体步骤流程图，具体包括如下步骤：

步骤S200，判断是否启用音频接收单元；若是，则进行步骤S210，若不是，则进行步骤S230；

具体的，微处理器进行判断是否启用音频接收单元对外部音频进行获取，若判断结果为已启用音频接收单元，则进行步骤S210,若判断结果为未启用音频接收单元，则进行步骤S230。

步骤S210，判断是否采集到音频信息，若是则进行步骤S220，若不是，则进行步骤S230；

具体的，微处理器进行判断MAX4466微功率运算放大器是否采集到音频信息，若判断结果为采集到音频信息，则进行步骤S220，若判断结果为未采集到的音频因袭，则进行步骤S230。

步骤S220，根据控制信号对输入的音频信息进行奈奎斯特采样和傅里叶变换，得到音频等级和灯效等级，调整光通量比例以及灯光的颜色；

具体的，根据微处理器内预设程序对输入的音频信息进行奈奎斯特算法和傅里叶变换，得到音频等级和灯效等级，然后通过奈奎斯特算法对滤波后的音频信号进行采样，得到时域的采样信号，之后，对时域的采样信号进行倒序排列，以利于蝶形算法的运算，根据蝶形算法，将倒序排列的采样信号变换到频域，并进行频率提取，得到音频等级和对应的灯效等级，根据灯效等级调整光通量比例，实现当声音大小的等级发生变化时，灯光效果随之变化。

步骤S230，通过解析常规灯光控制效果文件进行灯光控制；

具体的，常规灯光控制效果文件可以是使灯光常亮、灯光长灭、灯光长暗等。在一些实施方式中，微控制单元解析常规灯光控制效果文件进行灯光控制，例如，常规灯光控制效果文件为灯光长灭。

请参阅图3，图3所示为本发明实施例提供的一种灯效控制方法具体步骤流程图，具体包括如下步骤：

步骤S300，音频接收单元接收并放大音频信息；

具体的，对放大后的音频信号进行滤波，得到指定频率的音频信号；对指定频率的音频信号进行傅里叶变换，将音频信号从时域变换到频域，并进行频率提取，得到音频信息。

在一些实施方式中，采用正相放大电路和差动放大电路，对输入的音频信号放大，以提高A/D在量化范围内的精度，利用滤波器对放大后的音频信号进行滤波，滤波器优选为巴特沃斯低通滤波器，一方面可剔除高频音乐信号，另一方面剔除高频信号的低频分量。例如，可以滤波后只提取小于5000HZ的音频，利用频谱处理器，使用128个采样点数的蝶形运算快速傅里叶变化算法，对指定频率的音频信号进行傅里叶变换，将音频信号从时域变换到频域，之后通过所获得的频谱进行频率提取，即某频率节奏的提取，得到音频信息。也可以选用MAX4466微功率运算放大器，它提供了优化的增益带宽产品与电源电流的理想组合，以及超小型封装中的低电压工作。MAX4466具有增益稳定性，仅需24μA的电源电流即可提供200kHz的增益带宽。经过解压缩，可实现+5V/V的最小稳定增益，并提供600kHz增益带宽积。此外，这些放大器还具有轨到轨输出，高AVOL，以及出色的电源抑制和共模抑制比，适合在嘈杂环境中工作。

步骤S310，根据音频信息划分至少一个音频等级，所述至少一个音频等级对应至少一个控制信号；

具体的，控制板可以是Arduino Mega 2560单片机，通过软件编程，控制板将检测到的声音大小分成几个等级，比如，一级、二级、三级等。每个等级对应至少一个控制信号，控制信号为不同的灯光效果和持续时间，比如，初始时灯效持续时间为0，一级灯效为最明亮且持续时间为1秒，二级灯效为普通明亮且持续时间为2秒，三级灯效为教暗且持续时间为3秒。

步骤S320，判断光通量是否满足第一预设条件，若是，则进行步骤S330，若不是，则进行步骤S340；

具体的，第一预设条件为光效等级与音频等级相同，在一些实施方式中，微处理器判断光通量所在的光效等级，与音频等级是否相同，若相同，则进行步骤S330，若不相同，则进行步骤S340；

步骤S330，保持光通量比例不变；

具体的，LED灯带效果保持不变。

步骤S340，调整光通量比例；

具体的，调整光通量比例至于音频等级相同的光效等级所对应的光通量比例。在一些实施例中，将检测出的原光通量比例对应的一级光效等级，调整为二级光效等级对应的光通量比例。

步骤S350，根据控制信号对灯效等级进行解析，得到灯光控制指令。具体的，控制板将检测到的声音大小分成几个等级，比如，一级、二级、三级等。每个等级对应至少一个控制信号，控制信号为不同的灯光效果和持续时间，在一些实施方式中，可以使用使用Arduino mega2560单片机作为控制板，控制板根据控制信号对灯效等级进行解析，解析得到灯光控制指令，灯光控制指令与灯效等级对应，等效等级对应光通量比例的划分。

请参阅图4，图4所示为本发明实施例提供的一种灯效控制方法具体步骤流程图，具体包括如下步骤：

步骤S400，音频接收单元接收并放大音频信息；

具体的，对放大后的音频信号进行滤波，得到指定频率的音频信号；对指定频率的音频信号进行傅里叶变换，将音频信号从时域变换到频域，并进行频率提取，得到音频信息。

步骤S410，根据音频信息划分至少一个音频等级，所述至少一个音频等级对应至少一个控制信号；

具体的，控制板可以是Arduino Mega 2560单片机，通过软件编程，控制板将检测到的声音大小分成几个等级，比如，一级、二级、三级等。每个等级对应至少一个控制信号，控制信号为不同的灯光效果和持续时间，比如，初始时灯效持续时间为0，一级灯效为最明亮且持续时间为1秒，二级灯效为普通明亮且持续时间为2秒，三级灯效为教暗且持续时间为3秒。

步骤S420，判断音频信息是否满足第二预设条件，若是，则进行步骤S430，若不是，则进行步骤S440；具体的，第二预设条件可以是音频等级较上时刻发生变化，在一些实施方式中，微处理器判断音频信息所对应的音频等级较上时刻是否发生了变化，若结果为发生了变化，则进行步骤S430，若没有发生变化，则进行步骤S440。

步骤S430，调整光通量比例；

具体的，调整光通量比例至于音频等级相同的光效等级所对应的光通量比例。在一些实施例中，将检测出的原光通量比例对应的二级光效等级，调整为三级光效等级对应的光通量比例。

步骤S440，保持光通量比例不变；

具体的，LED灯带效果保持不变。

步骤S450，根据控制信号对灯效等级进行解析，得到灯光控制指令。

具体的，控制板将检测到的声音大小分成几个等级，比如，一级、二级、三级等。每个等级对应至少一个控制信号，控制信号为不同的灯光效果和持续时间，在一些实施方式中，可以使用使用Arduino mega2560单片机作为控制板，控制板根据控制信号对灯效等级进行解析，解析得到灯光控制指令，灯光控制指令与灯效等级对应，等效等级对应光通量比例的划分。

实施例3

请参阅图6，图6为本发明实施例提供的一种灯效控制装置的一种示意性结构框图，包括：

接收模块，用于接收过滤并放大音频信息，在一些实施方式中，接通电源，启动装置后，LED幻彩灯带进入初始效果状态同时MAX4466声音接收模块为微功率运算放大器，能够把低于30HZ的声音，比如风声过滤掉；同时抑制16HZ以上的无用高频率干扰；内置电路可以将电流取样转为电压，通过运算放大电路进行放大。通过声音接收模块检测到周围环境声音的大小，并将声音大小数据传递给控制板进行处理。通过软件编程，控制板将检测到的声音大小分成几个等级，每个等级设置不同的灯光效果和持续时间，比如初始时灯效持续时间为0。声音接收模块持续检测，当声音大小的等级发生变化时，灯光效果随之变化。整个装置硬件成本低，操作实现简单。

过滤运放模块，用于过滤抑噪或者二级放大电信号。例如，第一级电压放大，第二级功率放大。在一些实施方式中，KTV的麦克风为第一级收取人声信号，第二级继续放大，连接音响，播放歌声。

处理模块，可以是软件编程或任一种处理器，用于处理音频信息生成控制信号，将音频信息传递给控制板进行处理生成控制信号。

控制模块，可以用Arduino mega2560单片机作为控制板，控制板连接MAX4466声音接收模块、处理模块和LED幻彩灯带。Arduino系列单片机是一款流行全球的开源硬件，具有较为成熟的开发平台。Arduino mega2560优秀的硬件性能使其具有快速处理数据和执行复杂灯光效果程序的能力，性价比高。通过修改程序，可以随时改变LED灯带光效及持续时长，增强了LED灯带的实用性以及装饰性。

存储器可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

可以理解，图5所示的结构仅为示意，灯效控制装置还可包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。图5中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本申请实施例提供的一种灯效控制方法、装置、存储介质，通过音频接收单元接收并放大音频信息，模拟信号单元处理音频信息生成模拟信号，控制单元处理模拟信号后生成控制信号，根据控制信号调整光通量比例以及灯光的颜色，从而可以达到光效跟随音频的变化而变化。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。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，本申请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申请内。

Claims (10)

1.一种灯效控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

音频接收单元获取音频信息并对音频信息进行放大；

模拟信号单元对放大后的所述音频信息进行处理生成模拟信号；

微控制单元根据所述模拟信号进行处理生成控制信号，所述控制信号调整光通量比例以及灯光的颜色变化。

2.如权利要求1所述的一种灯效控制方法，其特征在于：

当未启用所述音频接收单元时，所述微控制单元通过解析常规灯光控制效果文件进行灯光控制；

当启用所述音频接收单元时，若未采集到所述音频信息，则通过解析常规灯光控制效果文件进行灯光控制；

当启用所述音频接收单元时，且采集到所述音频信息，则执行根据所述控制信号对输入的音频信息进行奈奎斯特采样和傅里叶变换，得到音频等级和灯效等级，调整光通量比例以及灯光的颜色的步骤。

3.如权利要求1所述的一种灯效控制方法，其特征在于，所述模拟信号单元包括：

根据音频信息划分至少一个音频等级，所述至少一个音频等级对应至少一个控制信号。

4.如权利要求1所述的一种灯效控制方法，其特征在于，所述微控制单元包括：

判断光通量是否满足第一预设条件，若是，则保持光通量比例以及灯光颜色不变，若不是，则调整光通量比例以及灯光的颜色。

5.如权利要求4所述的一种灯效控制方法，其特征在于，所述第一预设条件包括：

光效等级与音频等级相同。

6.如权利要求1所述的一种灯效控制方法，其特征在于，所述微控制单元包括：

判断音频信息是否满足第二预设条件，若是，则调整光通量比例以及灯光颜色，若不是，则保持光通量比例以及灯光颜色不变。

7.如权利要求6所述的一种灯效控制方法，其特征在于，第二预设条件包括：

音频等级较上时刻发生变化。

8.如权利要求1所述的一种灯效控制方法，其特征在于，所述微控制单元包括：

根据所述控制信号对灯效等级进行解析，得到灯光控制指令。

9.一种灯效控制装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收并放大音频信息；

处理模块，用于对放大后的所述音频信息进行处理生成模拟信号；

控制模块，用于根据所述模拟信号进行处理生成控制信号，所述控制信号调整光通量比例以及灯光的颜色变化。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序适用于处理器进行加载，用于执行权利要求1-8任意一项所述的一种灯带控制方法。

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