(音量大小因子)進(jìn)行相除運(yùn)算:當(dāng)音量大小偏大時(shí)，計(jì)算出來的音頻頻譜信號(hào)就會(huì)偏小一點(diǎn)；當(dāng)音量大小偏小時(shí)，計(jì)算出來的音頻頻譜信號(hào)就會(huì)偏大一點(diǎn)。通過這個(gè)步驟，無論輸入的聲音信號(hào)的聲音強(qiáng)度有多大，顯示出來的頻譜節(jié)奏都保證是類似的，不會(huì)產(chǎn)生因?yàn)橐魳沸盘?hào)偏大或偏小而導(dǎo)致顯示節(jié)奏不明顯的問題。
[0045]在其中一個(gè)實(shí)施例中，獲取音頻頻譜信號(hào)的音量值的步驟包括以下步驟:
[0046]獲取音頻頻譜信號(hào)的若干個(gè)低頻信號(hào)，將各低頻信號(hào)的振幅值之和作為音頻頻譜信號(hào)的音量值。
[0047]優(yōu)選的，通過快速傅里葉轉(zhuǎn)換計(jì)算出來的音頻頻譜信號(hào)，以其中最低的四個(gè)頻率點(diǎn)的振幅值之和為基礎(chǔ)(不含直流分量的頻點(diǎn)，其頻率為OHz)，來代表當(dāng)前聲音信號(hào)的聲音大小，高頻部分對(duì)聲音強(qiáng)度大小貢獻(xiàn)不大。還可以使用滑動(dòng)平均值的方法，每20ms采集一次，采集10次數(shù)據(jù)進(jìn)行滑動(dòng)濾波求出平均值(為了保證聲音強(qiáng)度數(shù)據(jù)的平滑性)，這個(gè)平均值就是計(jì)算出來的音量大小因子，通過音量大小因子，可以把求得的頻譜數(shù)據(jù)控制在一個(gè)可以顯示的范圍之內(nèi)，保證即使當(dāng)前聲音的節(jié)奏突然放緩，其對(duì)應(yīng)的音量大小信號(hào)也會(huì)在一個(gè)范圍內(nèi)緩慢變化，保持整體的平穩(wěn)。
[0048]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在將待顯示音頻頻譜信號(hào)傳輸給驅(qū)動(dòng)器之前，還包括以下步驟:
[0049]將當(dāng)前顯示周期內(nèi)的待顯示音頻頻譜信號(hào)的當(dāng)前頻點(diǎn)的第一音頻強(qiáng)度與上一顯示周期的當(dāng)前頻點(diǎn)的第二音頻強(qiáng)度進(jìn)行比較；
[0050]若第一音頻強(qiáng)度低于第二音頻強(qiáng)度，則將第二音頻強(qiáng)度減小一個(gè)預(yù)設(shè)步長(zhǎng)后更新第一音頻強(qiáng)度。
[0051 ] 優(yōu)選的，以M⑶和LED為例，可以在MCU中的LED驅(qū)動(dòng)算法模塊中實(shí)現(xiàn)將當(dāng)前顯示周期內(nèi)的待顯示音頻頻譜信號(hào)的當(dāng)前頻點(diǎn)的第一音頻強(qiáng)度與上一顯示周期的當(dāng)前頻點(diǎn)的第二音頻強(qiáng)度進(jìn)行比較;若第一音頻強(qiáng)度低于第二音頻強(qiáng)度，則將第二音頻強(qiáng)度減小一個(gè)預(yù)設(shè)步長(zhǎng)后更新第一音頻強(qiáng)度。通過這種處理，音頻的節(jié)奏顯示會(huì)更有彈性，最符合用戶的體驗(yàn);具體操作之后可以獲得如下效果:
[0052]在LED矩陣顯示音頻頻譜信號(hào)的過程中，以某個(gè)頻點(diǎn)為例，若當(dāng)前顯示周期此頻點(diǎn)要顯示的音頻強(qiáng)度f(t)要比上一顯示周期LED矩陣顯示出來的音頻強(qiáng)度f(t-l)要高，則當(dāng)前顯示周期LED矩陣顯示出來的頻譜強(qiáng)度就為f(t);若此頻點(diǎn)要顯示的音頻強(qiáng)度f(t)比上一顯示周期LED矩陣顯示的音頻強(qiáng)度f(t-l)小，則在當(dāng)前顯示周期中，顯示的音頻強(qiáng)度就比上一顯示周期顯示的音頻強(qiáng)度汽卜^小一個(gè)預(yù)設(shè)步長(zhǎng)八^即汽^二汽卜^-八^八沾勺具體數(shù)值可根據(jù)實(shí)際需要自由設(shè)定。經(jīng)過幾個(gè)顯示周期之后，直到顯示的音頻強(qiáng)度降低到當(dāng)前采集的音頻強(qiáng)度為止。
[0053]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，音頻頻譜顯示方法可以應(yīng)用于MCU控制LED顯示，M⑶中的LED驅(qū)動(dòng)算法模塊具有完整的驅(qū)動(dòng)LED控制芯片F(xiàn)L3731 (LED驅(qū)動(dòng)器)的函數(shù)，使用LED驅(qū)動(dòng)算法模塊可以設(shè)置不同的顯示模式:
[0054]第一，多頻點(diǎn)頻譜顯示模式。通過快速傅里葉轉(zhuǎn)換計(jì)算多個(gè)頻點(diǎn)，顯示到LED矩陣顯示屏上，每條LED燈柱的高度都代表不同的頻率點(diǎn)的聲音強(qiáng)度，不同的燈柱都會(huì)根據(jù)輸入的聲音各自顯示不同頻點(diǎn)的節(jié)奏；
[0055]第二，音量節(jié)奏顯示模式，與多頻點(diǎn)顯示模式不同的是，此模式下所有燈柱的閃爍高度是一樣的，按照聲音的低音區(qū)節(jié)奏進(jìn)行跳動(dòng)；
[0056]第三，音頻變色顯示模式，與以上兩種通過燈柱的高度顯示音頻強(qiáng)度不同，此模式下是通過顏色的變化來顯示的。
[0057]該LED驅(qū)動(dòng)算法模塊提供了多種不同效果的、高質(zhì)量的音頻頻譜解析與顯示算法，可以滿足不同場(chǎng)合下音頻節(jié)奏的現(xiàn)實(shí)要求。
[0058]LED驅(qū)動(dòng)器采用的是專用LED驅(qū)動(dòng)芯片F(xiàn)L3731，通過I2C總線與單片機(jī)進(jìn)行通訊，統(tǒng)一了LED驅(qū)動(dòng)的接口 ；此驅(qū)動(dòng)芯片可以控制多個(gè)單色或者全彩LED，能夠單獨(dú)控制LED矩陣中一顆LED的亮度與顏色，豐富了顯示的內(nèi)容，而且能夠自動(dòng)地掃描LED顯示，免去單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED時(shí)資源消耗的問題。
[0059]根據(jù)上述音頻頻譜顯示方法，本發(fā)明還提供一種動(dòng)畫顯示方法，以下就本發(fā)明的動(dòng)畫顯示方法的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0060]參見圖2所示，為本發(fā)明的動(dòng)畫顯示方法的實(shí)施例。該實(shí)施例中的動(dòng)畫顯示方法中，顯示裝置連接有驅(qū)動(dòng)器，該方法包括如下步驟:
[0061]步驟S201:獲取動(dòng)畫數(shù)據(jù)，對(duì)動(dòng)畫數(shù)據(jù)進(jìn)行解析；
[0062]步驟S202:將解析數(shù)據(jù)傳輸給驅(qū)動(dòng)器，使驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)顯示裝置進(jìn)行動(dòng)畫顯示。
[0063]根據(jù)上述方案，其是獲取動(dòng)畫數(shù)據(jù)，對(duì)動(dòng)畫數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，再傳輸給驅(qū)動(dòng)器，使驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)顯示裝置進(jìn)行動(dòng)畫顯示。在本實(shí)施例中，通過對(duì)動(dòng)畫數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，再傳輸給驅(qū)動(dòng)器，使驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)顯示裝置進(jìn)行動(dòng)畫顯示，驅(qū)動(dòng)器可以控制顯示裝置進(jìn)行掃描顯示，只需將動(dòng)畫數(shù)據(jù)傳輸給驅(qū)動(dòng)器，免去了直接驅(qū)動(dòng)顯示裝置時(shí)消耗大量系統(tǒng)資源的問題。
[0064]在其中一個(gè)實(shí)施例中，上述動(dòng)畫顯示方法可以應(yīng)用于MCU控制LED顯示。MCU從動(dòng)畫數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器中讀取動(dòng)畫數(shù)據(jù)，將動(dòng)畫數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇馕瞿K，將動(dòng)畫數(shù)據(jù)解析成圖片數(shù)據(jù)，獲得圖片數(shù)據(jù)后傳輸?shù)絃ED驅(qū)動(dòng)算法模塊，演算之后傳輸給LED驅(qū)動(dòng)器，LED驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LED矩陣進(jìn)行動(dòng)畫顯示。
[0065]動(dòng)畫顯示可以單獨(dú)進(jìn)行，也可以在音頻頻譜顯示的同時(shí)顯示相應(yīng)的動(dòng)畫。
[0066]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，還可以有一個(gè)配套的PC機(jī)軟件，通過PC機(jī)軟件輔助設(shè)計(jì)動(dòng)畫內(nèi)容，把設(shè)計(jì)好的動(dòng)畫自動(dòng)生成動(dòng)畫數(shù)據(jù)，下載至IjM⑶外的閃存中供MCU調(diào)用，閃存即為動(dòng)畫數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器，MCU通過SPI總線從閃存中讀取動(dòng)畫數(shù)據(jù)，然后解析模塊把讀取的動(dòng)畫數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)格解析成圖片數(shù)據(jù)，填充到對(duì)應(yīng)的數(shù)組里，一次只讀取并解析一幀圖片，把圖片數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃ED驅(qū)動(dòng)算法模塊后，LED驅(qū)動(dòng)算法模塊把填充了一幀圖片數(shù)據(jù)的數(shù)組數(shù)據(jù)填充到FL3731芯片里，驅(qū)動(dòng)LED矩陣顯示對(duì)應(yīng)的圖片，LED矩陣顯示完一幀圖片之后，解析模塊會(huì)控制從閃存中讀取下一幀圖片數(shù)據(jù)。在LED矩陣中，音頻頻譜和動(dòng)畫畫面可以同時(shí)顯示在LED矩陣中，也可以分開顯示在LED矩陣中。
[0067]通過PC機(jī)軟件對(duì)動(dòng)畫進(jìn)行編輯，并可以把動(dòng)畫數(shù)據(jù)寫入到外部閃存里邊。閃存里邊存放的動(dòng)畫數(shù)據(jù)是通過PC機(jī)來編輯的，可以讓不同的動(dòng)畫用一個(gè)方式顯示出來，免去了通過算法來顯示動(dòng)畫的步驟，統(tǒng)一了動(dòng)畫的編輯方法，非程序員也可以設(shè)計(jì)出來很好的動(dòng)畫效果，這樣開發(fā)人員就能夠減少對(duì)動(dòng)畫制作上的投入，縮短開發(fā)周期。提供的PC機(jī)軟件還可以輔助MCU對(duì)各個(gè)LED的編號(hào)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)根據(jù)實(shí)際情況布局LED矩陣，對(duì)其效果進(jìn)行預(yù)覽等功能，并通過此PC機(jī)軟件對(duì)每個(gè)LED進(jìn)行編號(hào)，可以快速地完成對(duì)MCU顯示驅(qū)動(dòng)的搭建。
[0068]上述各個(gè)實(shí)施例中的MCU可以為其他控制器，LED可以為其他類型的顯示設(shè)備，驅(qū)動(dòng)器為與顯示設(shè)備相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器。
[0069]根據(jù)上述音頻頻譜顯示方法，本發(fā)明還提供一種音頻頻譜顯示系統(tǒng)，以下就本發(fā)明的音頻頻譜顯示系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0070]參見圖3所示，為本發(fā)明的音頻頻譜顯示系統(tǒng)的實(shí)施例。該實(shí)施例中的音頻頻譜顯示系統(tǒng)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣單元300、快速傅里葉轉(zhuǎn)換單元310、頻譜縮放單元320和第一傳輸單元330，音頻頻譜顯示系統(tǒng)外圍包括顯示裝置，顯示裝置連接有驅(qū)動(dòng)器，其中:
[0071]模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣單元300用于獲取音頻模擬信號(hào)，對(duì)音頻模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣，獲得音頻數(shù)字信號(hào)；
[0072]快速傅里葉轉(zhuǎn)換單元310用于對(duì)音頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉轉(zhuǎn)換，獲得音頻頻譜信號(hào)；
[0073]頻譜縮放單元320用于對(duì)音頻頻譜信號(hào)的振幅進(jìn)行縮放處理，獲得待顯示音頻頻譜信號(hào)；
[0074]第一傳輸單元330用于將待顯示音頻頻譜信號(hào)傳輸給驅(qū)動(dòng)器，由驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)顯示裝置進(jìn)行音頻頻譜顯示。
[0075]在其中一個(gè)實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣單元300從音頻采集器中獲取音頻模擬信號(hào)。
[0076]優(yōu)選的，將上述音頻頻譜顯示系統(tǒng)應(yīng)用在MCU中，如圖4所示，MCU中的模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣單元從音頻采集器中獲取音頻模擬信號(hào)。該音頻采集器通過運(yùn)算放大器或電壓跟隨器對(duì)采集的音頻信號(hào)進(jìn)行隔離放大，之后傳輸音頻模擬信號(hào)到模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣單元300;音頻采集器輸出的音頻信號(hào)需要通過串聯(lián)電容把音頻信號(hào)的中心電壓耦合在1.5V左右，保證采集的音頻信號(hào)電壓處于M⑶可采集的范圍之內(nèi)；模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣單元通過M⑶自帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以把模擬的音頻電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為音頻數(shù)字信號(hào)，其模數(shù)轉(zhuǎn)換采樣的周期可通過軟件進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0077]在其中一個(gè)實(shí)施例中，快速傅里葉轉(zhuǎn)換單元310用于對(duì)音頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉轉(zhuǎn)換時(shí)，將浮