音乐喷泉控制系统中的声音识别与处理分析

日常生活中，我们一般可根据音量、音调和音色来反映声音的幅度、频率和品质。那么，在音乐喷泉中，到底是如何根据声音来控制喷泉水柱的呢？

1、音调及其提取方法

音量、音调和音色是反映声音特征的3个主观量，它们共同反映了人耳对声音的感受，其中音调反映的是人耳对声音调子高低的主观感受。虽然音调大小也与声压等其他因素有关，但它主要取决于频率。所以一般频率越高，音调也就越高，反之频率越低则音调越低。

频率决定音调，所以音调的检测主要是基频的检测，即对音调周期的研究。系统采用了传统的自相关基频检测算法，它是一种基于时域分析理论的算法，具有简单、计算量小等优点，还能直接对时域信号采样值求自相关函数。

2、音量信号的处理

音量反映声音信号的幅值，声波振幅的大小决定音量的高低。不同音乐信号的音量各不相同，因此在以音量为信号控制水泵工作时，就会出现高低起伏的水柱。但是如果不处理音量信号，当声波幅值比较大时，水柱就会出现明显的变化；反之，当声波幅值较小时，水柱变化也就不会很明显。