基于音频信号频谱分析的混合光效设计与实现

频谱分析可快速提取信号特征,由于快速傅里叶变换(FFT)具有快速、高效的特性,可以大大降低离散傅里叶变换(DFT)中的运算量,因此被应用于频谱分析中.以FFT为基础,针对采集的音频信号对算法中的倒序位和蝶形运算进行优化,然后利用优化后的算法对不同格式的音频信号进行频谱分析.通过微控制器,利用串行外围设备接口(SPI)协议对SD卡或U盘等物理介质上的多种数字音乐文件进行读取,然后利用音频译码器将数字信号转换为模拟信号进行播放.在播放音乐同时,利用A/D转换器采集模拟信号,利用优化的FFT算法对其进行分析、提取特征值,然后通过微控制器和脉冲宽度调制(PWM)技术,产生不同占空比的脉冲信号,进而驱动多种色彩的发光二极管(LED)实现多种灯光的动态混合效果.

音乐播放中RGB-LED混光呈现匹配研究与实现

音乐与色彩的联觉效果是受人关注的研究方向,虽然得到了应用,但一直存在音乐与色彩不匹配的问题.在对音乐与色彩研究的基础上,得到音乐的各种和弦所对应的色彩,对各种音乐和弦进行频谱分析;对播放中的时域音频信号,进行实时频域变换;通过对和弦的频谱及播放中的音频的频谱进行对比,判别与播放中的音频相近的和弦,从而得到其所对应的色彩,达到色彩与音乐的匹配效果.采用小波变换技术对音频信号进行去噪处理,以提高识别的准确度.研制音频播放实验平台,通过实验测试,优化音频信号处理参数,实现最佳RGB-LED混光.达到对任意随机播放的音乐,自动实时呈现出与其相匹配色彩的效果.该研究从频谱的角度揭示音乐与色彩关系,促进色彩音乐的发展,在城市景观、舞台灯光、以及心理治疗等方面有广阔的应用前景.