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(duì)音樂信號(hào)的識(shí)別與處理作相應(yīng)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(gè)主觀量，它們共同反映了人耳對(duì)聲音的感受，其中音調(diào)反映的是人耳對(duì)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(guān)，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(duì)音調(diào)周期的研究。系統(tǒng)采用了傳統(tǒng)的自相關(guān)基頻檢測算法，它是一種基于時(shí)域分析理論的算法，具有簡單、計(jì)算量小等優(yōu)點(diǎn)，還能直接對(duì)時(shí)域信號(hào)采樣值求自相關(guān)函數(shù)。

2、音量信號(hào)的處理

音量反映聲音信號(hào)的幅值，聲波振幅的大小決定音量的高低。不同音樂信號(hào)的音量各不相同，因此在以音量為信號(hào)控制水泵工作時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)高低起伏的水柱。但是如果不處理音量信號(hào)，當(dāng)聲波幅值比較大時(shí)，水柱就會(huì)出現(xiàn)明顯的變化；反之，當(dāng)聲波幅值較小時(shí)，水柱變化也就不會(huì)很明顯。

針對(duì)此情形，該系統(tǒng)根據(jù)聲音信號(hào)的幅值將音量信號(hào)分為3類：大音量信號(hào)、中音量信號(hào)和小音量信號(hào)。并以中音量信號(hào)的幅值為標(biāo)準(zhǔn)，在其幅值為值時(shí)，使噴泉水柱達(dá)到。同時(shí)以此幅值為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大音量信號(hào)進(jìn)行衰減，對(duì)小音量信號(hào)進(jìn)行放大。