專(zhuān)利名稱(chēng)：聲控變色燈及聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一系列聲音控制變色燈的構(gòu)造方法以及兩套聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的設(shè)計(jì)方案。
目前，在舞臺(tái)和歌舞廳中使用的照明燈具的每個(gè)照明單元只能出現(xiàn)一種顏色，并且其顏色不能隨著音樂(lè)的變化而有所改變。
本發(fā)明的任務(wù)就是對(duì)每一種聲音，按其音量、音色和旋律配以不同的顏色，并且用同一束光表現(xiàn)出來(lái)。
本發(fā)明是按以下的方式完成其任務(wù)的1.燈光部分燈光部分的任務(wù)是能夠提供不同顏色的光。
燈光部分由紅、綠(或黃)、蘭三種顏色的光源、加上透鏡和三角棱鏡組成。其中透鏡的功能可由曲面反射鏡來(lái)代替完成，棱鏡的功能可由光柵來(lái)代替完成。


圖1a是由紅、綠(或黃)、蘭三種顏色的光源、透鏡和三角棱鏡構(gòu)成的一種光源光路圖。
紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源的位置是這樣確定的當(dāng)一束白光從棱鏡的另一面入射時(shí)，將被分成紅、綠、黃、蘭等多種顏色的光，出射到不同的方向。紅、綠(或黃)、蘭光聚焦在透鏡L的焦面上的位置分別就是紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源應(yīng)在的位置。
燈光部分是按以下的方式完成其任務(wù)的當(dāng)紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源的光經(jīng)過(guò)透鏡L準(zhǔn)直擴(kuò)束后，分別沿原來(lái)紅、綠(或黃)、蘭三種光的光路反方向照射到棱鏡面上時(shí)，在原來(lái)白光的光路上將同時(shí)出現(xiàn)反方向傳播的紅、綠(或黃)、蘭三種光;三種光的強(qiáng)度比例不同，表現(xiàn)出的顏色也將不同，從而完成混光配色的任務(wù)。
當(dāng)綠(或黃)光以布魯斯特角入射、紅光和蘭光很接近布魯斯特角入射時(shí)，將得到最大透射光強(qiáng)。
圖1b是由光柵代替三角棱鏡后、與透鏡和紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源構(gòu)成的一種光源光路圖。其中紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源位置的確定原則與圖1a中的一致，即定位在紅、綠(或黃)、蘭三束光的散射方向上和透鏡L1的焦平面內(nèi)。當(dāng)紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源的光從反方向照射到光柵上時(shí)，將在原來(lái)白光入射的光路上進(jìn)行混光配色。
利用棱鏡或光柵，按以上的原則，可以構(gòu)成各種混光配色光路。
2.光源控制部分光源控制部分的任務(wù)就是按聲音的不同，分別給紅光源、綠(或黃)光源、蘭光源配以不同的強(qiáng)度。
光源控制部分是按聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換的方式完成其任務(wù)的。
光源控制部分包括聲音接收系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和燈光驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。
聲音接收系統(tǒng)的作用是接收外部傳來(lái)的聲音信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并按確定的比例進(jìn)行放大后，傳送給A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是將聲音接收系統(tǒng)傳送來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳送給聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是將A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)傳來(lái)的各種數(shù)字信號(hào)按選定的聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的顏色控制碼，并把顏色控制碼輸送到D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換口上。
D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是將聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)傳來(lái)的顏色控制碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的顏色控制模擬信號(hào)，分別輸送到燈光驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的控制極上。
燈光驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的作用是按D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供的控制信號(hào)，分別供給紅光源、綠(或黃)光源、蘭光源相應(yīng)的電壓和電流，使其分別發(fā)出控制信號(hào)所要求的光強(qiáng)。經(jīng)燈光部分進(jìn)行混光配色后，實(shí)現(xiàn)聲音/顏色編碼所要求的顏色。
圖2a給出了一種音量/顏色3-1編碼的真值表以及實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)換的邏輯函數(shù)和邏輯電路。音量/顏色3-1編碼的含義是按聲音音量的大小，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成三位二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)A2A1A0;通過(guò)編碼將A2A1A0分別轉(zhuǎn)換成一位二進(jìn)制信號(hào)R、G、B，用以控制紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源的強(qiáng)度。按圖2a中給出的真值表設(shè)計(jì)的邏輯電路，加上光源控制部分的其它部分，能夠在聲音的音量信號(hào)由弱變強(qiáng)時(shí)，使燈光顏色從黑(或灰)依次到紫、蘭、青、綠、黃、紅、白色，實(shí)現(xiàn)八種顏色的變化。圖2b中給出了音量/顏色3-1編碼變色燈光源控制部分的電路原理方框圖，具體電路將在本發(fā)明人的另外一個(gè)專(zhuān)利申請(qǐng)中給出。
3.聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的任務(wù)是這樣提出的隨著對(duì)聲音選取的參量的增多和A/D轉(zhuǎn)換以及D/A轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)的位數(shù)的增加，可實(shí)現(xiàn)的顏色的種數(shù)將成冪指數(shù)增長(zhǎng)，可采用的聲音/顏色的編碼組合的數(shù)量將成冪級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。同時(shí)隨著可選擇性的增加，用變色燈的排列組合來(lái)實(shí)現(xiàn)音樂(lè)顏色的空間組合和時(shí)間組合也就成為可能。應(yīng)該提供一種方法和手段，使得燈光的使用者能夠根據(jù)其實(shí)際需要，選擇或改變聲音/顏色的編碼以及燈光組合，以實(shí)現(xiàn)其所希望的燈光效果。
本發(fā)明人在本專(zhuān)利申請(qǐng)中提出了兩套完成以上任務(wù)的聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的設(shè)計(jì)方案，方案中的每個(gè)系統(tǒng)的功能都可以利用現(xiàn)有技術(shù)綜合完成，這些具體的技術(shù)細(xì)節(jié)將在本發(fā)明人另外相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)中給出。
聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案1圖3給出了聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案1的方框示意圖。
設(shè)計(jì)方案1中的聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)包含聲音接收處理系統(tǒng)、編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和燈光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三個(gè)大部分。
一、聲音接收處理系統(tǒng)的作用是(1)用含有麥克風(fēng)的聲音接收系統(tǒng)接收聲音信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并進(jìn)行放大;然后分成三路分別輸送到音量、音色和旋律三個(gè)處理單元分別進(jìn)行處理。
(2)音量處理單元直接將接收系統(tǒng)傳來(lái)的模擬電信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，然后輸送到編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。
(3)音色處理單元將接收系統(tǒng)傳來(lái)的模擬電信號(hào)進(jìn)行頻譜分析處理。頻譜分析處理的方法是利用帶通選頻技術(shù)，將信號(hào)在音色分析精度所要求的頻率段按選定頻率帶寬分解成音色的特征頻譜;然后將音色的特征頻譜按頻率范圍分別傳送到相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換單元中對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換輸入口上，A/D轉(zhuǎn)換單元分別將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào);最后分別輸送到編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。
(4)旋律處理單元包括音量變化、音色變化兩個(gè)處理單元。
音量變化處理單元利用微分電路對(duì)接收系統(tǒng)傳來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行微分處理后，再對(duì)其微分信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，輸送到編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。
音色變化處理單元首先利用帶通選頻技術(shù)，將從接收系統(tǒng)傳來(lái)的模擬信號(hào)，在音色變化分析精度所要求的頻率段，按選定的頻率帶寬，分解成音色的特征頻譜;然后將音色的特征頻譜按頻率范圍分別傳送到相應(yīng)的微分電路的輸入端，分別在其輸出端得到相應(yīng)的微分信號(hào)，即得到音色變化的特征頻譜;再將這些微分信號(hào)按頻率范圍分別輸送到多路A/D轉(zhuǎn)換單元相應(yīng)的轉(zhuǎn)換輸入口上，A/D轉(zhuǎn)換單元將其分別轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)后，分別輸送到編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。
二、編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)，主要進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的編碼處理。編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、旋律/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)和調(diào)試監(jiān)控顯示系統(tǒng)。
(1)聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含各種聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼。聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼的全碼包括音量轉(zhuǎn)換、音色轉(zhuǎn)換和燈光空間位置轉(zhuǎn)換三個(gè)部分。采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)一旦選定一套聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼后，聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)就根據(jù)選定的編碼，將聲音數(shù)字信號(hào)按音量、音色轉(zhuǎn)換成特定的顏色控制數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)燈光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸送到燈光矩陣中特定的變色燈的控制端，以控制其發(fā)射特定顏色的燈光。
(2)旋律/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含各種聲音變化/顏色的轉(zhuǎn)換編碼。旋律/顏色轉(zhuǎn)換編碼的全碼包括音量變化轉(zhuǎn)換、音色變化轉(zhuǎn)換和燈光空間位置轉(zhuǎn)換三個(gè)部分。采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)一旦選定一套旋律/顏色轉(zhuǎn)換編碼后，旋律/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)就根據(jù)選定的編碼，將聲音變化數(shù)字信號(hào)按照音量變化、音色變化轉(zhuǎn)換成特定的顏色變化控制數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)燈光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸送到燈光矩陣中特定的變色燈的控制端，使其產(chǎn)生特定顏色的燈光變化。
(3)采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)的作用是提供一種人機(jī)對(duì)話(huà)、選擇或改變聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼和旋律/顏色轉(zhuǎn)換編碼、以及實(shí)施燈光驅(qū)動(dòng)控制和燈光效果監(jiān)控的手段。
使用者可以利用采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)對(duì)特定的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣，然后根據(jù)使用者的需要，配以特定的顏色，并把這些選配以編碼的方式儲(chǔ)存起來(lái)，以備用來(lái)控制燈光照明。使用者也可以選擇或改變編碼系統(tǒng)庫(kù)中提供的參考編碼，以構(gòu)成一套新的聲色轉(zhuǎn)換編碼，存儲(chǔ)起來(lái)，以備使用。編碼的效果可以通過(guò)多路選擇單元選擇調(diào)試監(jiān)控顯示系統(tǒng)進(jìn)行模擬照明顯示。
采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)控制多路選擇單元，可以分別進(jìn)行調(diào)試監(jiān)控顯示、燈光驅(qū)動(dòng)控制或同時(shí)進(jìn)行燈光驅(qū)動(dòng)控制以及照明效果顯示。
(4)調(diào)試監(jiān)控顯示系統(tǒng)的作用是進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)顯示、聲色轉(zhuǎn)換編碼修改顯示、聲色編碼轉(zhuǎn)換燈光效果顯示和在實(shí)際燈光照明控制中監(jiān)視燈光照明效果。
三、燈光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)力分配控制系統(tǒng)，它的作用是在采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)的控制下，將編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)傳來(lái)的各種數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的模擬控制信號(hào);用這些模擬控制信號(hào)控制對(duì)燈光矩陣中的每個(gè)變色燈中的每個(gè)光源的電力供給，以實(shí)現(xiàn)編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所要求的色彩分布和色彩變化。
聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案2
圖4給出了聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案2的方框示意圖。
聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的設(shè)計(jì)方案2與聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的設(shè)計(jì)方案1的區(qū)別在于對(duì)聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案1中聲音接收處理系統(tǒng)中的A/D轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行了如下改動(dòng)(1)用采樣時(shí)序控制系統(tǒng)控制取樣保持并列開(kāi)關(guān)Q系列的開(kāi)關(guān)過(guò)程，將聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案1中的同時(shí)并行的多路A/D轉(zhuǎn)換處理，改變成按時(shí)間序列取樣的單路A/D轉(zhuǎn)換處理;處理后的數(shù)字信號(hào)仍分別存儲(chǔ)在相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。
(2)采樣時(shí)序控制系統(tǒng)受采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)的控制。采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)通過(guò)采樣時(shí)序控制系統(tǒng)可以對(duì)采樣方式、采樣時(shí)間、采樣范圍、頻譜分析范圍和精度進(jìn)行調(diào)整。
聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案2中的其他部分與聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案1中的相應(yīng)的部分相同。
權(quán)利要求
1.用聲音控制其照明光顏色變化的照明裝置，在實(shí)現(xiàn)聲音/顏色轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)方法上具有的基本特征是將聲音信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，用數(shù)字編碼的方法將聲音與顏色對(duì)應(yīng)起來(lái)，將聲音數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成顏色控制數(shù)字信號(hào)，然后將顏色控制信號(hào)從數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)變成模擬信號(hào)，用以控制紅、綠(或黃)、蘭光源的強(qiáng)度分配。
2.用聲音控制其照明光顏色變化的照明裝置，在實(shí)現(xiàn)其燈光顏色變化的方法上具有的基本特征是利用紅光源、綠(或黃)光源和蘭光源三個(gè)光源作為基本光源，利用三角棱鏡和光柵的散色性，反其道而用之，通過(guò)分別調(diào)整紅光、綠(或黃)光和蘭光的入射角度，使經(jīng)過(guò)三角棱鏡或光柵后的散射光會(huì)合到同一方向上，進(jìn)行混光配色。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2，用聲音控制其照明光顏色變化的照明裝置包含燈光部分和燈光光源控制部分，在實(shí)現(xiàn)用聲音控制其照明顏色變化的設(shè)計(jì)上具有的特征是(1)燈光部分的任務(wù)是能夠提供不同顏色的光。①燈光部分由紅、綠(或黃)、蘭三種顏色的光源、加上透鏡和三角棱鏡組成。其中透鏡的功能可由曲面反射鏡來(lái)代替完成，棱鏡的功能可由光柵來(lái)代替完成。紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源的位置是這樣確定的當(dāng)一束白光從棱鏡的另一面入射時(shí)，將被分成紅、綠、黃、蘭等多種顏色的光，出射到不同的方向。紅、綠(或黃)、蘭光聚焦在透鏡L的焦面上的位置分別就是紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源應(yīng)在的位置。燈光部分是按以下的方式完成其任務(wù)的當(dāng)紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源的光經(jīng)過(guò)透鏡L準(zhǔn)直擴(kuò)束后，分別沿原來(lái)紅、綠(或黃)、蘭三種光的光路反方向照射到棱鏡面上時(shí)，在原來(lái)白光的光路上將同時(shí)出現(xiàn)反方向傳播的紅、綠(或黃)、蘭三種光;三種光的強(qiáng)度比例不同，表現(xiàn)出的顏色也將不同，從而完成混光配色的任務(wù)。當(dāng)綠(或黃)光以布魯斯特角入射、紅光和蘭光很接近布魯斯特角入射時(shí)，將得到最大透射光強(qiáng)。②由光柵代替三角棱鏡后、與透鏡和紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源構(gòu)成的光源光路，其中的紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源位置的確定原則與(1)中的一致，即定位在紅、綠(或黃)、蘭三束光的散射方向上和透鏡L1的焦平面內(nèi)。當(dāng)紅、綠(或黃)、蘭三個(gè)光源的光從反方向照射到光柵上時(shí)，將在原來(lái)白光入射的光路上進(jìn)行混光配色。(2)光源控制部分的任務(wù)就是按聲音的不同，分別給紅光源、綠(或黃)光源、蘭光源配以不同的強(qiáng)度。光源控制部分是按聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換的方式完成其任務(wù)的。光源控制部分包括聲音接收系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和燈光驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。聲音接收系統(tǒng)的作用是接收外部傳來(lái)的聲音信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并按確定的比例進(jìn)行放大后，傳送給A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是將聲音接收系統(tǒng)傳送來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳送給聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是將A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)傳來(lái)的各種數(shù)字信號(hào)按選定的聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的顏色控制碼，并把顏色控制碼輸送到D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換口上。D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的作用是將聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)傳來(lái)的顏色控制碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的顏色控制模擬信號(hào)，分別輸送到燈光驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的控制極上。燈光驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的作用是按D/A轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供的控制信號(hào)，分別供給紅光源、綠(或黃)光源、蘭光源相應(yīng)的電壓和電流，使其分別發(fā)出控制信號(hào)所要求的光強(qiáng)。經(jīng)燈光部分進(jìn)行混光配色后，實(shí)現(xiàn)聲音/顏色編碼所要求的顏色。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2，聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的設(shè)計(jì)特征是聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)包含聲音接收處理系統(tǒng)、編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和燈光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三個(gè)大部分。一、聲音接收處理系統(tǒng)的作用是(1)用含有麥克風(fēng)的聲音接收系統(tǒng)接收聲音信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并進(jìn)行放大;然后分成三路分別輸送到音量、音色和旋律三個(gè)處理單元分別進(jìn)行處理。(2)音量處理單元直接將接收系統(tǒng)傳來(lái)的模擬電信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，然后輸送到編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。(3)音色處理單元將接收系統(tǒng)傳來(lái)的模擬電信號(hào)進(jìn)行頻譜分析處理。頻譜分析處理的方法是利用帶通選頻技術(shù)，將信號(hào)在音色分析精度所要求的頻率段按選定頻率帶寬分解成音色的特征頻譜;然后將音色的特征頻譜按頻率范圍分別傳送到相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換單元中對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換輸入口上，A/D轉(zhuǎn)換單元分別將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào);最后分別輸送到編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。(4)旋律處理單元包括音量變化、音色變化兩個(gè)處理單元。音量變化處理單元利用微分電路對(duì)接收系統(tǒng)傳來(lái)的模擬信號(hào)進(jìn)行微分處理后，再對(duì)其微分信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，變成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，輸送到編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。音色變化處理單元首先利用帶通選頻技術(shù)，將從接收系統(tǒng)傳來(lái)的模擬信號(hào)，在音色變化分析精度所要求的頻率段，按選定的頻率帶寬，分解成音色的特征頻譜;然后將音色的特征頻譜按頻率范圍分別傳送到相應(yīng)的微分電路的輸入端，分別在其輸出端得到相應(yīng)的微分信號(hào)，即得到音色變化的特征頻譜;再將這些微分信號(hào)按頻率范圍分別輸送到多路A/D轉(zhuǎn)換單元相應(yīng)的轉(zhuǎn)換輸入口上，A/D轉(zhuǎn)換單元將其分別轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)后，分別輸送到編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。二、編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的編碼處理。編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、旋律/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)和調(diào)試監(jiān)控顯示系統(tǒng)組成。(1)聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含各種聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼。聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼的全碼包括音量轉(zhuǎn)換、音色轉(zhuǎn)換和燈光空間位置轉(zhuǎn)換三個(gè)部分。采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)一旦選定一套聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼后，聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)就根據(jù)選定的編碼，將聲音數(shù)字信號(hào)按音量、音色轉(zhuǎn)換成特定的顏色控制數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)燈光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸送到燈光矩陣中特定的變色燈的控制端，以控制其發(fā)射特定顏色的燈光。(2)旋律/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包含各種聲音變化/顏色的轉(zhuǎn)換編碼。旋律/顏色轉(zhuǎn)換編碼的全碼包括音量變化轉(zhuǎn)換、音色變化轉(zhuǎn)換和燈光空間位置轉(zhuǎn)換三個(gè)部分。采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)一旦選定一套旋律/顏色轉(zhuǎn)換編碼后，旋律/顏色編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)就根據(jù)選定的編碼，將聲音變化數(shù)字信號(hào)按照音量變化、音色變化轉(zhuǎn)換成特定的顏色變化控制數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)燈光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸送到燈光矩陣中特定的變色燈的控制端，使其產(chǎn)生特定顏色的燈光變化。(3)采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)的作用是提供一種人機(jī)對(duì)話(huà)、選擇或改變聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼和旋律/顏色轉(zhuǎn)換編碼、以及實(shí)施燈光驅(qū)動(dòng)控制和燈光效果監(jiān)控的手段。使用者可以利用采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)對(duì)特定的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣，然后根據(jù)使用者的需要，配以特定的顏色，并把這些選配以編碼的方式儲(chǔ)存起來(lái)，以備用來(lái)控制燈光照明。使用者也可以選擇或改變編碼系統(tǒng)中提供的參考編碼，以構(gòu)成一套新的聲色轉(zhuǎn)換編碼，存儲(chǔ)起來(lái)，以備使用。編碼的效果可以通過(guò)多路選擇單元選擇調(diào)試監(jiān)控顯示系統(tǒng)進(jìn)行模擬照明顯示。采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)控制多路選擇單元，可以分別進(jìn)行調(diào)試監(jiān)控顯示、燈光驅(qū)動(dòng)控制或同時(shí)進(jìn)行燈光驅(qū)動(dòng)控制以及照明效果顯示。(4)調(diào)試監(jiān)控顯示系統(tǒng)的作用是進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)顯示、聲色轉(zhuǎn)換編碼修改顯示、聲色編碼轉(zhuǎn)換燈光效果顯示和在實(shí)際燈光照明控制中監(jiān)視燈光照明效果。三、燈光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)力分配控制系統(tǒng)，它的作用是在采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)的控制下，將編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)傳來(lái)的各種數(shù)字控制信號(hào)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的模擬控制信號(hào);用這些模擬控制信號(hào)控制對(duì)燈光矩陣中的每個(gè)變色燈中的每個(gè)光源的電力供給，以實(shí)現(xiàn)編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)所要求的色彩分布和色彩變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2和權(quán)利要求4，聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的設(shè)計(jì)特征是對(duì)聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)的權(quán)利要求4中的聲音接收處理系統(tǒng)中的A/D轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行了如下改動(dòng)(1)用采樣時(shí)序控制系統(tǒng)控制取樣保持并列開(kāi)關(guān)Q系列的開(kāi)關(guān)過(guò)程，將聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)權(quán)利要求4中的同時(shí)并行的多路A/D轉(zhuǎn)換處理，改變成按時(shí)間序列取樣的單路A/D轉(zhuǎn)換處理;處理后的數(shù)字信號(hào)仍分別存儲(chǔ)在相應(yīng)的寄存器中，以備編碼轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取。(2)采樣時(shí)序控制系統(tǒng)受采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)的控制。采樣編碼調(diào)試系統(tǒng)通過(guò)采樣時(shí)序控制系統(tǒng)可以對(duì)采樣方式、采樣時(shí)間、采樣范圍、頻譜分析范圍和精度進(jìn)行調(diào)整。聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)設(shè)計(jì)方案中的其他部分與權(quán)利要求4中的相應(yīng)的部分相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2和權(quán)利要求3，聲控變色燈的轉(zhuǎn)換控制部分采用音量/顏色3-1編碼真值表。
全文摘要
本發(fā)明涉及一系列聲音控制變色燈的構(gòu)造方法以及兩套聲音/顏色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)的設(shè)計(jì)方案。本發(fā)明能夠?qū)γ恳环N聲音，按其音量、音色和旋律，用數(shù)字編碼轉(zhuǎn)換的方法，配以不同的顏色；并且將其顏色利用三角棱鏡和光柵的散色性，用不同強(qiáng)度的紅、綠(或黃)、藍(lán)光混合配色，并用同一束光表現(xiàn)出來(lái)。聲色編碼轉(zhuǎn)換機(jī)是用來(lái)選擇、修改、調(diào)試聲音/顏色轉(zhuǎn)換編碼和控制變色燈光照明的控制裝置。
文檔編號(hào)H05B37/02GK1097854SQ9312058
公開(kāi)日1995年1月25日 申請(qǐng)日期1993年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年11月23日
發(fā)明者劉顯鋼 申請(qǐng)人:劉顯鋼