[发明专利]一种麦克风阵列识别音乐节奏控制灯带的装置和方法

权利要求书

1.一种麦克风阵列识别音乐节奏控制灯带的装置和方法，其特征在以下两个方面：

(1)硬件部分：

将四个高灵敏、高信噪比麦克风通过一定距离进行组合，形成环形的阵列；其中的距离是通过对麦克风采集到的信号进行互相关，寻找到相关信号的最大值，得到两信号之间的延时τ，再乘以声波传播速度C₀，得到距离d＝C₀τ；如图3所示，AINLP-AINLN和AINRP-AINRN表示的是ADC芯片的两个差分输入，其用来作为麦克风的接口，并且一个ADC芯片只能接两路ADC；而实现四个麦克风的阵列则需要两个ADC芯片，该ADC支持TDM模式可以用来级联多个ADC；在TDM模式中，至多可以级联4个，并且这些ADC数据之间没有相位差；麦克风阵列实时采集声音，数据从AINLP-AINLN和AINRP-AINRN进入，经过I2S总线输入进MCU中，经过外围电路，最后由识别音乐节奏引擎控制灯带；其中I2S由MCLK，SCLK，LRCK，SDOUT组成，该芯片不仅支持I2S，还支持左对齐和DSP-A/B的数字格式，主从模式；另外该芯片选择AD0(Pin17)、AD1(Pin8)、CCLK和CDATA作I2C的总线；该芯片利用I2C的端口来控制内部寄存器的读写，使其工作在合适的模式下，简单可靠，其发送、接收数据的速率可高达400kbps；

(2)软件部分：

步骤1：预先训练、存储音乐节奏的特征值模型到系统中硬件部分的通用MCU中；

步骤2：系统中高灵敏、高信噪比麦克风实时采集语音并输入进独立16位的ADC芯片；

步骤3：两个独立16位的ADC芯片通过I2S或SPI接口把语音实时送入通用MCU；

步骤4：通用MCU实时运行预处理算法，进行回声消除、降噪；

步骤5：通用MCU实时计算预处理后的音乐声学特征参数；

步骤6：通用MCU根据计算值，实时转换为pwm信号，实时控制灯带闪烁。

2.根据权利要求1所述的一种麦克风阵列识别音乐节奏控制灯带的装置和方法，其特征在于所述步骤1中的预先训练、存储音乐节奏的特征值模型，为通过深度神经网络基于多首歌曲提取出的音乐节奏特征参数。

3.根据权利要求1所述的一种麦克风阵列识别音乐节奏控制灯带的装置和方法，其特征在于所述步骤2中的利用多麦克风阵列，对实时采集的语音利用ABF算法进行增强、去混响后输入进独立16位的ADC芯片。