[發(fā)明專利]一種麥克風(fēng)陣列識別音樂節(jié)奏控制燈帶的裝置和方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710696123.7
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107660034A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜華;徐佳;袁亭;林若瑜;劉超
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)鹽城大數(shù)據(jù)研究院有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;G10L15/06;G10L21/0208;G10L25/48;G10L21/0216
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1.一種麥克風(fēng)陣列識別音樂節(jié)奏控制燈帶的裝置和方法，其特征在以下兩個方面：

(1)硬件部分：

將四個高靈敏、高信噪比麥克風(fēng)通過一定距離進(jìn)行組合，形成環(huán)形的陣列；其中的距離是通過對麥克風(fēng)采集到的信號進(jìn)行互相關(guān)，尋找到相關(guān)信號的最大值，得到兩信號之間的延時τ，再乘以聲波傳播速度C₀，得到距離d＝C₀τ；如圖3所示，AINLP-AINLN和AINRP-AINRN表示的是ADC芯片的兩個差分輸入，其用來作為麥克風(fēng)的接口，并且一個ADC芯片只能接兩路ADC；而實現(xiàn)四個麥克風(fēng)的陣列則需要兩個ADC芯片，該ADC支持TDM模式可以用來級聯(lián)多個ADC；在TDM模式中，至多可以級聯(lián)4個，并且這些ADC數(shù)據(jù)之間沒有相位差；麥克風(fēng)陣列實時采集聲音，數(shù)據(jù)從AINLP-AINLN和AINRP-AINRN進(jìn)入，經(jīng)過I2S總線輸入進(jìn)MCU中，經(jīng)過外圍電路，最后由識別音樂節(jié)奏引擎控制燈帶；其中I2S由MCLK，SCLK，LRCK，SDOUT組成，該芯片不僅支持I2S，還支持左對齊和DSP-A/B的數(shù)字格式，主從模式；另外該芯片選擇AD0(Pin17)、AD1(Pin8)、CCLK和CDATA作I2C的總線；該芯片利用I2C的端口來控制內(nèi)部寄存器的讀寫，使其工作在合適的模式下，簡單可靠，其發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的速率可高達(dá)400kbps；

(2)軟件部分：

步驟1：預(yù)先訓(xùn)練、存儲音樂節(jié)奏的特征值模型到系統(tǒng)中硬件部分的通用MCU中；

步驟2：系統(tǒng)中高靈敏、高信噪比麥克風(fēng)實時采集語音并輸入進(jìn)獨立16位的ADC芯片；

步驟3：兩個獨立16位的ADC芯片通過I2S或SPI接口把語音實時送入通用MCU；

步驟4：通用MCU實時運行預(yù)處理算法，進(jìn)行回聲消除、降噪；

步驟5：通用MCU實時計算預(yù)處理后的音樂聲學(xué)特征參數(shù)；

步驟6：通用MCU根據(jù)計算值，實時轉(zhuǎn)換為pwm信號，實時控制燈帶閃爍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種麥克風(fēng)陣列識別音樂節(jié)奏控制燈帶的裝置和方法，其特征在于所述步驟1中的預(yù)先訓(xùn)練、存儲音樂節(jié)奏的特征值模型，為通過深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于多首歌曲提取出的音樂節(jié)奏特征參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種麥克風(fēng)陣列識別音樂節(jié)奏控制燈帶的裝置和方法，其特征在于所述步驟2中的利用多麥克風(fēng)陣列，對實時采集的語音利用ABF算法進(jìn)行增強、去混響后輸入進(jìn)獨立16位的ADC芯片。