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  日常生活中,我们一般可根据音量、音调和音色来反映声音的幅度、频率和品质。那么,在音乐喷泉中,到底是如何根据声音来控制喷泉水柱的呢?本文就音乐喷泉控制系统中对音乐信号的识别与处理作相应介绍。
  1、音调及其提取方法
  音量、音调和音色是反映声音特征的3个主观量,它们共同反映了人耳对声音的感受,其中音调反映的是人耳对声音调子高低的主观感受。虽然音调大小也与声压等其他因素有关,但它主要取决于频率。所以一般频率越高,音调也就越高,反之频率越低则音调越低。
  频率决定音调,所以音调的检测主要是基频的检测,即对音调周期的研究。系统采用了传统的自相关基频检测算法,它是一种基于时域分析理论的算法,具有简单、计算量小等优点,还能直接对时域信号采样值求自相关函数。
  2、音量信号的处理
  音量反映声音信号的幅值,声波振幅的大小决定音量的高低。不同音乐信号的音量各不相同,因此在以音量为信号控制水泵工作时,就会出现高低起伏的水柱。但是如果不处理音量信号,当声波幅值比较大时,水柱就会出现明显的变化;反之,当声波幅值较小时,水柱变化也就不会很明显。
  针对此情形,该系统根据声音信号的最大幅值将音量信号分为3类:大音量信号、中音量信号和小音量信号。并以中音量信号的最大幅值为标准,在其幅值为最大值时,使喷泉水柱达到最高。同时以此幅值为标准对大音量信号进行衰减,对小音量信号进行放大。

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