[发明专利]基于OpenGL的音乐喷泉模拟系统

权利要求书

1.一种基于OpenGL的音乐喷泉模拟系统，其特征在于，包括：

音乐特征提取单元，对音乐进行特征提取，选取合适的特征向量表征一首歌曲；

音乐特征信号融合单元，用于根据特征向量进行音乐风格分类，不同音乐风格对应水型库中不同的喷泉水型，经过音乐风格分类确定当前歌曲对应的喷泉水型，在对音乐风格进行分类后，提取当前歌曲的节拍，使用信号能量的变化大小来描述音乐的起伏程度，在所有节拍所对应的时间点中，选择前后能量变化大于设定阈值的时间点作为喷泉水型改变的时间点；

音乐喷泉模拟软件后台，使用基于OpenGL的粒子系统，在粒子系统的渲染方面使用双缓存技术，将变换之后的图元存放在一个缓存Transform Feedback中，每次在下一帧的渲染时，上一帧输出的顶点信息在这一帧中作为顶点缓存使用，在对水滴进行渲染的时候，使用广告牌技术，建立一种始终朝向摄像机的四边形，当相机在场景中发生运动时，渲染出来的图形也随之转动；

音乐喷泉控制前台在音乐媒体播放器的基础上加入了音乐喷泉控制按钮，同时加入了增添歌曲自动分析，选择歌曲自动与后台通信，歌曲控制功能结合可以控制音乐喷泉的功能按钮使用户自定义喷泉水型以及改变喷泉的形态，同时也可以同步观察音乐喷泉的演示效果。

2.如权利要求1所述的一种基于OpenGL的音乐喷泉模拟系统，其特征在于，所述音乐特征信号融合单元采用基于逻辑回归的OneVSall算法进行音乐风格分类，在逻辑回归中，使用的损失函数如下式(1)所示：

式(1)中，J(θ)是损失函数；θ是模型参数向量；m是训练样本个数；x⁽ⁱ⁾代表第i个训练样本；y⁽ⁱ⁾代表第i个训练样本对应的标签；h_θ(x)是激活函数，

3.如权利要求1所述的一种基于OpenGL的音乐喷泉模拟系统，其特征在于，所述音乐特征信号融合单元依据节拍跟踪的评价函数从提取的所有节拍中剔除一些不需要喷泉水型变化的节拍点，最终输出喷泉水型变化时间点，其中，节拍跟踪的评价函数如下式(2)所示：

式(2)中，{t_i}是音乐的时间序列；C({t_i})是节拍识别的评价函数；O(t_i)是音频强度的包络；α平衡两部分的平衡系数；F(t_i-t_i-1,τ_p)是衡量拍子间隔和目标拍子间隔一致性的评价指标；τ_p是目标拍子间隔。