[發明專利]復雜網絡聲音同步演示系統及演示方法有效
| 申請號： | 201210442240.8 | 申請日： | 2012-11-07 |
| 公開（公告）號： | CN103021204A | 公開（公告）日： | 2013-04-03 |
| 發明（設計）人： | 劉歌群;郝陳祥;郭東逸;朱春香;江琨;任冠琦;馬小美;辛辰;李文惠 | 申請（專利權）人： | 上海理工大學 |
| 主分類號： | G09B5/00 | 分類號： | G09B5/00;G10L17/26;G10L17/08;G10L19/018 |
| 代理公司： | 上海德昭知識產權代理有限公司 31204 | 代理人： | 郁旦蓉 |
| 地址： | 200093 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 復雜 網絡 聲音 同步 演示 系統 方法 | ||
1.一種復雜網絡聲音同步演示系統，其特征在于：
A1.包括監控計算機系統(1)、投影儀(2)、網絡拓撲結構投影板(3)、通訊總線（12）和若干個智能鳴叫節點(4)；
A2.監控計算機系統(1)與所有的智能鳴叫節點(4)通過通訊總線（12）相連；
A3.投影儀(2)連接到監控計算機系統(1)，投影儀(2)的畫面投射到網絡拓撲結構投影板(3)上；
A4.所有的智能鳴叫節點(4)呈單繞環狀安裝在網絡拓撲結構投影板(3)上，繞環所包圍的區域為投影儀(2)的投射區域；
A5.監控計算機系統(1)安裝有演示監控軟件(6)，演示監控軟件(6)包含網絡拓撲結構設定與顯示子模塊(7)、聲音同步參數設定子模塊(8)和監控通訊子模塊(10)；
A6.智能鳴叫節點(4)包含嵌入式最小系統(13)、揚聲器驅動電路(14)、揚聲器(15)、聲音采集電路(16)、麥克風(17)、時鐘電路（19）和通訊接口(18)；
A7.智能鳴叫節點(4)中安裝有節點智能軟件（21），節點智能軟件（21）包含節點通訊子模塊（22）、聲音檢測子模塊（24）、其他節點鳴叫時刻識別子模塊（36）、耦合關系模擬子模塊（23）、鳴叫時刻計算子模塊（25）和鳴叫輸出子模塊（26）。
2.一種基于權利要求1所述復雜網絡聲音同步演示系統的多節點音頻身份識別與鳴叫時刻確認方法，其特征在于包括以下步驟：
B1.選定一種動物的鳴叫聲作為原始基音(37)；
B2.在原始基音(37)的頻帶范圍之外為N個智能鳴叫節點(4)選定N種水印載波頻率fi(i=1，2,…,N)；
B3.依次用中心阻帶頻率為fi(i=1，2,…,N)的N個帶阻濾波器(44)對原始基音(37)進行濾波得到基音信號(38)；
B4.為每個智能鳴叫節點(4)指定一個身份識別ID號(39)，把ID號的二進制數據(40)作為待嵌入水印數據，其頻率選為遠小于fi(i=1,2,…,N)的f0；
B5.用第i個節點的待嵌入水印數據(40)對頻率為fi的正弦波載波(41)進行調制，把調制后的信號幅值調整到基音信號平均幅值數倍以下然后加到基音信號(38)中，添加時刻統一為基音信號的t0時刻，由此得到各個節點的鳴叫音頻信號(42)；
B6.各智能鳴叫節點(4)在既定時刻ti(i=1,2,…,N)輸出一次自己的鳴叫音頻信號(42)，所有節點的鳴叫聲此起彼伏相互疊加組成合鳴音(43)；
B7.各智能鳴叫節點(4)對合鳴音(43)進行采樣檢測；
B8.各節點依次先用中心通帶頻率為fi(i=1,2,…,N)的帶通濾波器(45)對合鳴音信號(43)進行濾波，再用通帶頻率為f0的低通濾波器(46)進行濾波，由此得到其他所有節點的ID水印數據(40)及鳴叫時刻ti。
3.一種基于權利要求1所述復雜網絡聲音同步演示系統和權力要求2所述多節點音頻身份識別與鳴叫時刻確認方法的復雜網絡聲音同步演示方法，其特征在于包括以下步驟：
S1.通過網絡拓撲結構設定與顯示子模塊(7)設定網絡拓撲結構（30）；
S2.網絡拓撲結構設定與顯示子模塊(7)通過投影儀(2)將網絡拓撲結構投射到網絡拓撲結構投影板(3)上，所投射的拓撲結構反映以智能鳴叫節點(4)為代表的網絡節點之間的連接關系；
S3.通過聲音同步參數設定子模塊(8)設定節點動力學特性（31）、節點初始鳴叫時刻（33）、網絡內耦合關系和網絡耦合強度；
S4.演示監控軟件(6)通過監控通訊子模塊(10)將所設定的網絡拓撲結構（30）和聲音同步參數發送給所有智能鳴叫節點(4)；
S5.每個智能鳴叫節點(4)通過節點通訊子模塊（22）獲得所設定的網絡拓撲結構（30）和聲音同步參數；
S6.每個智能鳴叫節點(4)根據所設定的節點初始鳴叫時刻（33），利用鳴叫輸出子模塊（26）通過揚聲器驅動電路(14)輸出步驟B5中得到的本節點鳴叫音頻信號(42)；
S7.所有智能鳴叫節點(4)按控制節拍循環反復執行以下步驟（S71-S75）：
S71.利用聲音采集電路(16)和麥克風(17)通過聲音檢測子模塊（24）執行步驟B7，對本控制節拍中的合鳴音(43)進行采樣檢測；
S72.利用其他節點鳴叫時刻識別子模塊（36）執行步驟B8，獲得其他節點在本節拍的鳴叫時刻ti；
S73.根據所設定的網絡拓撲結構（30）和聲音同步參數利用耦合關系模擬子模塊（23）計算耦合作用輸入值（29）；
S74.根據本節點在本節拍的鳴叫時刻、所計算的耦合作用輸入值（29）和所設定的節點動力學特性（31）利用鳴叫時刻計算子模塊（25）計算本節點下一節拍應鳴叫的時刻ti；
S75.根據所計算的本節點下一節拍應鳴叫時刻ti，利用鳴叫輸出子模塊（26）通過揚聲器驅動電路(14)輸出步驟B5中得到的本節點鳴叫音頻信號(42)。
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