实施方案
[0018] 为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
[0019] 本发明由上位机软件、智能网关、LED节点三部分组成。
[0020] 如图1所示为系统整体架构框图。通过上位机实时分析音频数据，并将其转化为LED灯所需要的颜色数据，通过无线网络发送给智能网关(AP)，网关自动构建私有无线网络，将接收到的数据以单播帧或组播帧或广播帧的形式发送给相应的LED。
[0021] 如图2所示为小波阈值去噪方法中的阈值函数图。有关阈值函数的选取，一个比较好的参考关系公式如下：
[0022]
[0023] 式中 表示降噪后的小波系数，wf(j，k)表示原始信号小波系数，λ表示阈值。同时在不同的分解尺度上选取不同的阈值，其阈值与分解层数的关系，一个比较好的参考关系公式如下：
[0024] λj＝λln(j+1)
[0025] 式中，j表示分解层数， N代表信号长度，σ表示噪声标准差。利用该式子在不同分解程度上使用不一样的阈值，有助于获得较好的降噪效果。
[0026] 如图3所示为两个相邻节奏点根据音频差异值在色相环上所取的色调关系示意图。其中D表示一首歌曲中所能取到的相邻节奏点的最小色差，Ha表示节奏点A所对应的色调，Hb表示节奏点B所对应的色调。关于节奏点音频差异与色差的对应关系，一个比较好的参考关系公式如下：
[0027]
[0028] 式中，fdif表示两个节奏点的音频差异度，MAXfdif表示整段音乐中最大的音差异度。节奏点之间对应的色差随着音频差异度的增大而增大，当两个节奏点的音频差异度为最大时，其色差为180°，反应到色相环上正好是色调差别最大的两个点。考虑到人眼分辨能力有限，且为了能够取到足够多的色彩，建议D值取为30°。
[0029] 如图4所示为上位机软件音频处理流程图。上位机软件加载音乐文件，利用解码器获取其PCM数据，通过小波阈值去噪方法对音乐文件进行降噪处理。随后进行音频分析，获取音频特征数据，包括音强、音色、音调。按照时序存入音频特征数据缓存队列。上位机搭载的播放器同步播放音乐，在播放过程中判断时序，并从音频特征数据缓存队列中按照时序取得音频特征数据，判断其是否为节奏点，若是，将音频特征数据转化为相应的颜色信息并发送给智能网关，网关转发给相应的LED灯泡，达到音乐灯光的效果。
[0030] 所述上位机可以是搭载播放器和解码器的PC机或移动客户端等终端，目前常见的PC机和移动客户端均支持音频播放和解码，且具有无线传输能力和足够音乐灯光特效所需要的计算能力，因此本发明使用成本低，适用范围广。
[0031] 所述LED灯可通过上位机软件简单配置加入到智能网关组建的无线网络中，智能网关根据上位机发送的数据帧中含有的控制码判断其数据帧类别，本实例中可分为三种数据帧，包括单播帧、组播帧、广播帧。网关根据控制码不同将数据分发给无线网络中的相应LED灯泡，达到控制LED灯跳变的目的。
[0032] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
