基于音频感知的灯光调控系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：随着电子科技和经济社会的发展，人民生活水平在不断地提高，随之而来的是对生活水平的质量也有了进一步的追求。在物联网技术引领下，智能家居成为当今最重要的课题之一。智能照明作为智能家居的一部分，在日常中有着巨大的体现。现如今人们对灯泡的要求不仅仅满足于照明上，且对音乐的欣赏也不再停留在听觉上，希望将对声音和灯光效果的感觉融为一体，期待一场视听盛宴。

西方历史上，从牛顿发现光的色散，到17世纪德国音乐学家a.基歇尔提出音乐与色彩是联系在一起的。再到1877年，美国艺术家本布里奇发明了可以将不同颜色的光与音乐同步投影到屏幕上的“彩色风琴”。一直到近年出现的激光竖琴、激光吉他等激光乐器，不断涌现出音乐与光的互联设计的各种新形势。

我国古代文学作品中也有关于色彩与声音相关的描写。《红楼梦》中的黛玉初进贾府一节中，声音与色彩的融合在王熙凤的身上得到了充分的体现。二者结合，一个凤泼辣子的形象赫然立在了读者的眼前。近年来，不少大学和企业纷纷投入对音频灯光相关性的研究中，亦是成果斐然。重庆大学自2009年起探索起了对于音乐特征识别的灯光系统的设计和研究，天津师范大学则通过单片机和硬件电路实现了光强随音量变化的控制。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：本课题旨在通过学习频谱分析和技术FFT算法优化，单片机设计电路以及RGB-LED混光技术等相关内容，实现灯光的照明，同时还需根据色彩与音乐的相关性，在此基础上变幻出不同颜色和具有强弱等级的灯光，达到声光一体的视、听觉享受。

预期目标：本课题旨在利用MATLAB和单片机驱动电路实现对音乐灯光系统的设计。将播放的音乐通过频谱分析和FFT取得频谱数据，将识别信息发送给单片机处理，单片机读取音频信息后，根据音频的高低和声音的响度驱动电路转变成相应颜色的灯光以及变化出光的强弱。

3. 研究的方法与步骤

1． 1、研究方法：

（1）利用matlab和单片机实现对音乐灯光系统的设计。

（2）参考各类文献，改革创新。

4. 参考文献

[dm [1]dm eagleman and ma goodale. why color synesthesia involves more than color[j]. trends in cognitive sciences., 2009, 13(7): 288-292.

[2] [2]ml chanda and dj levitin. the neurochemistry of music[j].trends in cognitive sciences., 2013, 17(4): 179- 191.

[3] [3]t. tsang and kb schloss. associations between color and music are mediated by emotion and influenced by tempo[j].the yale review of undergraduate research in psychology.,2010, 2(1): 82-93.

5. 计划与进度安排

（1）1月9日至3月2日(1周前)：根据任务书，明确设计的内容和目的，查阅相关文献材料准备开题报告。

（2）3月3日至3月9日（2周）：根据阅读的资料文献初步了解设计的原理以及实现的方法，开始写开题报告。

（3）3月10日至4月5日（3-6周）：掌握所选择硬件或软件平台的使用方法、开始完成设计的具体内容。