艾为音频声光同步灯效动态增强专利揭秘

艾为电子的该项方案采用峰值处理后得到的数据经预设灯效模式后驱动发光元件，从而使不同音量下音乐都能获得较好的声光同步动态灯效。

集微网消息，音频同步，即单个或多个LED或者RGB灯随着音乐旋律变化改变灯的亮度、数量或颜色，从而形成声音与光的同步互动，给人更加直观的视觉感受，提升用户听音乐的乐趣。

例如在传统演播厅的音频系统中，灯光系统、迈普光彩LED屏幕系统均为各自独立控制的系统，各岗位根据舞台节目的编排来制作出各自需要的音、光、画效果，因此，在节目表演中的效果统一呈现时，作为舞台表演节目关键节奏变化的音乐节点（如电闪雷鸣、水滴、击鼓及其他与舞台表演配合的视频特效），往往会因为音、光、画效果的分别控制，导致出现其中的一个或几个效果与表演音乐节奏点不同步的弊端，那么观众就有可能会看出音、光、画效果配合的异步，从而影响观众对整个节目的完美观感。

在使用控制器产生音频同步灯效时，不同音量下，有些音乐在PGA增益最大或最小时，依然无法将音频信号放大至合适范围，导致整首歌期间，所有灯一直常亮，或者仅有1-2个灯亮，灯的个数整体变化很小，音频同步灯效的动态效果较差，适用范围较窄。

针对这些问题，艾为电子在18年2月13日申请了一项名为“一种音频声光同步灯效动态增强方法与装置”的发明专利（申请号：201810149781.9），申请人为上海艾为电子技术股份有限公司。

根据目前公开的专利资料，让我们一起来看看这项音频声光同步灯效动态增强方法吧。

如上图为常见的音频同步控制器的处理流程图，主要包含以下7个模块：

1）前置增益放大器PGA，用于放大输入的音频信号；

2）ADC对放大后的音频信号进行采样；

3）动态增益控制AGC用于动态调节PGA的增益系数；

4）对两次显示间隔之间的ADC采样数据进行均值处理；

5）对均值处理后的数据进行峰值处理；

6）根据配置的灯效模式和峰值处理后的数据进行灯效处理；

7）根据灯效驱动LED或RGB灯。

如上图所示为音频声光同步灯效动态增强方法的结构示意图，该方法可以应用于音频同步控制器中。首先，对音频信号进行采样，获取音频信号采样数据，对音频设备产生的音频信号进行采集，对采集到的信号进行转换，转换为后级设备可以识别的信号。

其次，提取预设时间周期内音频信号采样数据的最大值、最小值以及平均值，预设时间周期的长度可以依据用户需求自行设定，例如预设时间周期的长度可以为8ms，统计这段时间内得到的音频信号采样数据，从中找出这段时间内的最大的音频信号采样数据和最小的音频信号采样数据，以及这段时间内的音频信号采样数据的平均值。

接着计算最大值和最小值的差值，并且基于这个差值、平均值以及当前使用的PGA增益系数计算音频同步控制器中的均值处理器中均值数据的均值增强系数。根据均值增强洗漱来调整平均值，并且对其进行峰值处理，采用峰值处理后得到的数据经预设灯效模式后驱动发光元件，从而实现音频声光同步灯效的动态增强，从而使不同音量下音乐都能获得较好的声光同步动态灯效。

最后我们再来看看该系统的硬件是如何实现的。

如上图为音频声光同步灯效动态增强装置的结构示意图，其中包括均值处理器100、动态增强器200、峰值处理器300和灯效处理器400。

均值处理器用于对获取到的音频信号采样数据进行均值处理，得到预设时间周期内音频信号采样数据的最大值、最小值以及平均值。

动态增强器，用于计算最大值和最小值的差值，基于差值、平均值以及当前使用的PGA增益系数计算音频同步控制器中的均值处理器中均值数据的均值增强系数；依据均值增强系数调整平均值。

峰值处理器，用于对得到的经动态增强器调整后的平均值进行峰值处理。

灯效处理器，用于采用预设灯效模式对峰值处理后得到的数据进行处理，将处理结果发送给驱动电路，以使得驱动电路依据处理结果驱动发光元件。

以上就是艾为电子的音频声光同步灯效动态增强方法与装置，该方案采用峰值处理后得到的数据经预设灯效模式后驱动发光元件。从而使不同音量下音乐都能获得较好的声光同步动态灯效！