一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统的制作方法

本发明涉及智能影音设备光电联动控制，尤其涉及一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统。

背景技术：

1、在家用智能投影仪影音联动控制技术应用场景下，投影仪氛围灯系统属于提升视听沉浸体验的重要组件；现有氛围灯控制机制主要依赖预设的固定时间程序组件执行照明任务，并且时间程序组件固化特定的颜色轮播时间节点，从而依据时钟脉冲单向触发光色切换指令。在音频特征提取层面，现有声音采集模块仅能感知空间整体声压强度变量，随后控制主板将声压幅度大小直接转换为基础模拟电信号，进而仅能进行单一维度的灯光亮度明暗调节，前述技术方案构成了当前智能影音设备环境光渲染的基础控制架构。

2、当前投影仪灯光系统普遍缺乏数字信号处理单元，基础控制主板无法对连续时域声波信号进行频域解析运算，前述处理组件缺陷必然导致应用层面产生技术缺陷，具体表现为投影仪灯光系统无法解析音频频域，造成光色变化与声音节拍完全脱节的技术痛点。例如当多媒体设备播放交响乐视听文件时，重低音鼓点对应低频信号，且长笛乐器高音对应高频信号，现有控制模块无法提取具体音频数据帧的能量峰值参量与频率重心参量；由于控制主板无法将低频信号精确映射为特定颜色的光色联动控制指令，同时也无法将高频信号转换为差异化的光色控制参量，最终造成视觉发光矩阵色彩闪烁状态与听觉音频节拍存在严重延迟错位，前述错位现象彻底破坏了智能设备声光多模态融合控制的同步感官体验。

技术实现思路

1、针对现有技术不足，本发明提供一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，本发明解决由于现有投影仪灯光系统无法解析音频频域，造成光色变化与声音节拍脱节的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明的具体内容如下：

3、本发明提供的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，包括受控装置以及控制装置，所述控制装置通信连接所述受控装置；

4、所述受控装置包括投影主体、光电发光组件以及音频输入组件；所述光电发光组件分布于所述投影主体外部轮廓；所述音频输入组件布置于所述投影主体内部空间；

5、所述控制装置包括：

6、音频获取模块，接收所述音频输入组件采集的时域音频信号，将所述时域音频信号转换为数字音频信号流，将所述数字音频信号流发送至频域解析模块；

7、频域解析模块，接收所述数字音频信号流，对所述数字音频信号流进行加窗分帧处理，生成包括多个音频帧的频域能量分布矩阵，从所述频域能量分布矩阵中提取每个所述音频帧内包括的能量峰值特征以及频谱重心特征，将所述能量峰值特征以及所述频谱重心特征发送至频域映射模块；

8、频域映射模块，接收所述能量峰值特征以及所述频谱重心特征，根据所述频谱重心特征确定所述频谱重心特征所属的信号频段；当所述信号频段为第一频段时，将所述频谱重心特征转换为第一色彩调节参数；当所述信号频段为第二频段时，将所述频谱重心特征转换为第二色彩调节参数；将所述能量峰值特征转换为光亮度调整参数；将所述第一色彩调节参数、所述第二色彩调节参数以及所述光亮度调整参数发送至光色驱动模块；

9、光色驱动模块，接收所述第一色彩调节参数、所述第二色彩调节参数以及所述光亮度调整参数，利用所述第一色彩调节参数、所述第二色彩调节参数以及所述光亮度调整参数生成光效控制指令，将所述光效控制指令下发至所述光电发光组件，调控所述光电发光组件的输出电压幅度以及发光波段。

10、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述频域解析模块包括：

11、傅里叶变换单元，利用短时傅里叶变换算法对所述数字音频信号流进行加窗分帧处理，构建具有时间标识的频域能量分布矩阵作为所述频域能量分布矩阵，将所述频域能量分布矩阵发送至特征提取单元；

12、特征提取单元，接收所述频域能量分布矩阵，从所述频域能量分布矩阵内提取所述能量峰值特征以及所述频谱重心特征。

13、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述频域映射模块包括：

14、第一频率处理子模块，接收所述频谱重心特征，当判定所述信号频段为所述第一频段时，将所述频谱重心特征转换为红色发光控制参数，作为所述第一色彩调节参数；

15、第二频率处理子模块，接收所述频谱重心特征，当判定所述信号频段为所述第二频段时，将所述频谱重心特征转换为蓝色发光控制参数，作为所述第二色彩调节参数。

16、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述受控装置还包括环境感知组件，所述控制装置还包括模式切换模块：

17、所述环境感知组件布置于所述投影主体外表面，采集外部环境的环境光照度以及静音触发电平，将所述环境光照度以及所述静音触发电平发送至所述模式切换模块；

18、所述模式切换模块接收所述环境光照度以及所述静音触发电平，根据所述环境光照度以及所述静音触发电平调整所述光电发光组件的工作状态。

19、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述模式切换模块包括：

20、节能调控单元，接收所述静音触发电平，当识别到所述静音触发电平处于静音状态时，切断所述光电发光组件的工作电流，保留维持待机状态的待机电平。

21、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述控制装置还包括：

22、数据记忆模块，内嵌于固态存储阵列中，记录设定的发光占空比、色彩过渡时间参数以及呼吸渐变频率作为色彩偏好参数，累积构建历史交互数据，将所述历史交互数据发送至模型预测模块；

23、模型预测模块，通信连接所述频域解析模块以及所述数据记忆模块，接收所述数据记忆模块发送的所述历史交互数据，接收所述频域解析模块发送的所述频域能量分布矩阵、所述能量峰值特征以及所述频谱重心特征，利用内置轻量化模型对所述频域能量分布矩阵进行特征提取，利用所述历史交互数据预测情绪特征参数，输出对应所述情绪特征参数的推荐色彩方案至所述光色驱动模块。

24、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述模型预测模块包括：

25、特征关联单元，接收所述能量峰值特征、所述频谱重心特征以及所述历史交互数据，将所述能量峰值特征、所述频谱重心特征同所述历史交互数据内的所述色彩偏好参数建立映射关系，生成映射关系网络，将所述映射关系网络发送至配色下发单元；

26、配色下发单元，接收所述频域能量分布矩阵以及所述映射关系网络，根据所述映射关系网络识别所述频域能量分布矩阵对应的目标频谱特征，当识别到所述目标频谱特征呈现第一频谱特征时，输出第一预设光效控制指令；当识别到所述目标频谱特征呈现第二频谱特征时，输出第二预设光效控制指令。

27、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述光电发光组件包括发光二极管阵列；所述第一色彩调节参数与所述第二色彩调节参数为不同数值的可见光谱波段控制信号，所述光亮度调整参数为用于控制所述发光二极管阵列工作占空比的脉宽调制控制参数。

28、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述音频输入组件包括拾音阵列；

29、所述拾音阵列拾取声压信号，将所述声压信号转化为所述时域音频信号，将所述时域音频信号发送至所述音频获取模块。

30、进一步地，本发明所述的一种可自定义且随音乐律动的投影仪氛围灯系统，所述光电发光组件包括发光二极管阵列以及外围驱动电路板；

31、所述外围驱动电路板电连接所述控制装置的输出端口，接收所述光效控制指令；

32、所述外围驱动电路板根据所述光效控制指令调节驱动输出电压数值，改变所述发光二极管阵列的瞬时发光亮度。

33、本发明有益效果：

34、本发明利用频域解析模块对数字音频信号流进行加窗分帧处理，提取出每个音频帧内包含的能量峰值特征以及频谱重心特征。频域映射模块随后将不同信号频段准确转换为对应的色彩调节参数，并将能量峰值特征转换为光亮度调整参数。前述控制机制彻底解决了现有投影仪灯光系统无法解析音频频域，造成光色变化与声音节拍完全脱节的技术痛点。

35、本发明配置的环境感知组件实时采集外部环境的静音触发电平。当识别到静音状态时，模式切换模块内的节能调控单元主动切断光电发光组件的工作电流，系统仅保留维持待机状态的待机电平。前述设计克服了传统系统无法根据环境状态进行动态功耗管理的缺陷，有效降低了系统整体能耗。

36、本发明的数据记忆模块持续记录用户的色彩偏好参数，累积构建为历史交互数据。模型预测模块将当前生成的频域特征与历史交互数据共同送入轻量化模型，预测情绪特征参数并输出推荐色彩方案。本发明实现了基于用户偏好的个性化配色推荐，提升了系统的视听沉浸体验。