日常生活中，我們一般可根據(jù)音量、音調(diào)和音色來反映聲音的幅度、頻率和品質(zhì)。那么，在音樂噴泉中，到底是如何根據(jù)聲音來控制噴泉水柱的呢？本文就音樂噴泉控制系統(tǒng)中對音樂信號的識別與處理作相應介紹。
1、音調(diào)及其提取方法
音量、音調(diào)和音色是反映聲音特征的3個主觀量，它們共同反映了人耳對聲音的感受，其中音調(diào)反映的是人耳對聲音調(diào)子高低的主觀感受。雖然音調(diào)大小也與聲壓等其他因素有關，但它主要取決于頻率。所以一般頻率越高，音調(diào)也就越高，反之頻率越低則音調(diào)越低。
頻率決定音調(diào)，所以音調(diào)的檢測主要是基頻的檢測，即對音調(diào)周期的研究。系統(tǒng)采用了傳統(tǒng)的自相關基頻檢測算法，它是一種基于時域分析理論的算法，具有簡單、計算量小等優(yōu)點，還能直接對時域信號采樣值求自相關函數(shù)。
2、音量信號的處理
音量反映聲音信號的幅值，聲波振幅的大小決定音量的高低。不同音樂信號的音量各不相同，因此在以音量為信號控制水泵工作時，就會出現(xiàn)高低起伏的水柱。但是如果不處理音量信號，當聲波幅值比較大時，水柱就會出現(xiàn)明顯的變化；反之，當聲波幅值較小時，水柱變化也就不會很明顯。
針對此情形，該系統(tǒng)根據(jù)聲音信號的最大幅值將音量信號分為3類：大音量信號、中音量信號和小音量信號。并以中音量信號的最大幅值為標準，在其幅值為最大值時，使噴泉水柱達到最高。同時以此幅值為標準對大音量信號進行衰減，對小音量信號進行放大。
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