[发明专利]一种灯光或电机与声音同步的自适应检测方法

权利要求书

1.一种灯光或电机与声音同步的自适应检测方法，其特征在于：通过音源的语音通过带AGC控制的ADC（1）检测到后输出带AGC信息的语音信号（2），使用能量归一化算法（3）对带AGC信息的语音信号（2）进行处理后生成宽动态范围的语音信号（4），以实现了对距离的自适应；采用宽动态范围的语音信号（4）计算实时能量（5）和带反馈的实时门限（6），然后把生成的结果进行比较，通过实时能量和门限的比较，得到实时的电机开合状态或灯光亮灭状态（7），电机开合状态或灯光亮灭状态（7）一方面用于配合音频进行输出，另一方面为带反馈的实时门限（6）提供反馈信息，实现了检测自动化过程。

2.根据权利要求1所述的一种灯光或电机与声音同步的自适应检测方法，其特征在于：所述带AGC控制的ADC（1）对硬件和软件均有要求，其中：

硬件部分：带AGC控制的ADC必须具备3个条件：（1）要有可编程增益放大器PGA，即能够通过软件的方式对增益进行控制；（2）可编程增益放大器PGA每一级的增益在0.5（1dB，否则出现音频能量跳变明显而出现录音噪声，影响效果；（3）所用的ADC至少要有12bit精度，不一定要16bit精度，可以降低ADC的制造成本。

软件部分：对音频设置一个上门限，当录音样本的值大于这个上门限的时候，把录音增益降低一级；对每一帧的音频能量设置一个下门限，当这一帧的能量低于这个下门限的时候，系统的放大增益需要调高，需要把录音增益提高一级。

3.根据权利要求1所述的一种灯光或电机与声音同步的自适应检测方法，其特征在于：所述能量归一化算法（3）实现过程如下：

（1）确定每一个AGC的值所对应的可编程增益放大器PGA的增益放大倍数，作成表格，使用查表的方式来快速检索；

（2）确定归一化系数，归一化系数为整段音频中最大的AGC值A；

（3）根据每一个样本对应AGC值计算出能量归一化到指定增益所需要的放大倍数X；

（4）根据X计算出能量归一化后的样本值。

4.根据权利要求1所述的一种灯光或电机与声音同步的自适应检测方法，其特征在于：所述带反馈的实时门限（6）的计算过程如下：

（1）设定一个能量的基线值Baseline；

（2）Baseline的初值设定为语音起始3帧能量的均值；

（3）实际检测中，每一个实时帧都会对Baseline的值进行更新；

（4）把实际帧能量高于门限和低于门限分为2种状态，两种状态下对Baseline的更新系数是不一样的；

（5）根据人体工学原理确定两种状态下的更新系数，能量高于门限时的更新系数应该符合人所能发的单音的最长时长，更新系数较小；能量低于门限时更新系数应该符合人在说话时换气的时长，更新系数较大。

5.根据权利要求1所述的一种灯光或电机与声音同步的自适应检测方法，其特征在于：所述实时能量（5）的计算过程如下：

（1）为了满足实时性要求，设定每次检测的时长宽度为1帧10ms；

（2）使用求平方和的方式进行能量计算；

（3）针对部分语音类玩具内部有简化版DSP并支持MAC指令的特性，把能量的精度控制在40bit，保持较高的精度并取得较好的检出效果。