灯光闪烁控制方法、提醒方法、提醒系统及照明设备与流程

本发明涉及智能控制技术领域，特别是一种灯光闪烁的控制方法、提醒方法、提醒系统及照明设备。

背景技术：

随着科技的发展，人们的生活越来越智能化。在教育方面便有了教育终端机，其中一个功能就是通过对其进行一定的个性化设置之后，能够自动提醒用户学习。

通常情况下，教育终端机都具有音箱或屏幕或二者都有，因此提醒可以通过屏幕显示或者语音提醒。但因为教育终端机不属于需要用户时刻关注的设备，所以不能够通过屏幕显示提醒用户进行英语的学习。另一方面，如果通过语音的方式提醒，则可能会让用户产生不安全感。比如在安静夜晚中，如果教育终端机在用户没有注意的情况下，突然发出声音,可能会惊吓到用户，从而导致用户关闭该语音提醒功能。因此，通过屏幕显示或者语音都不能够实现对用户非常友好的提醒方法。

除此之外较为成熟的提醒技术还包括灯光闪烁的提醒功能，但灯光闪烁的不同频率对用户的心理会造成不同的影响，通常情况下，快速闪烁的灯光会给人以急促感，固定频率的闪烁，相对单调，并让用户习惯后无视掉灯光闪烁的存在，从而影响自动提醒用户学习的效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种灯光闪烁的控制方法、提醒方法、提醒系统及照明设备，以更好地提醒用户学习。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供了一种灯光闪烁的控制方法，包括：

获取音乐的音高序列和音长序列；

根据所述音高序列和所述音长序列确定所述音乐的节奏序列；

根据所述节奏序列确定灯光闪烁序列；

控制灯光按照所述灯光闪烁序列闪烁；

其中，所述灯光闪烁序列包括多种灯光闪烁方式。

可选地，所述控制灯光按照所述灯光闪烁序列闪烁的同时，播放所述音乐。

可选地，获取所述音高序列的具体方法为：

采用短时傅里叶变换提取所述音乐的频谱图，得到所述音乐的频率序列；

根据所述频率序列确定所述音乐的音高序列。

可选地，所述采用短时傅里叶变换提取所述音乐的频谱图，得到所述音乐的频率序列，具体为：

读取所述音乐的数据；

将所述数据分为多个区域，对各所述区域进行傅里叶变换得到多个频域；

获取各所述频域中幅度最大点对应的频率，记为区域频率，各所述区域频率形成所述频率序列。

可选地，所述根据所述音高序列和所述音长序列确定所述音乐的节奏序列，具体为：

根据所述音高序列和所述音长序列按照节奏映射表确定所述音乐的节奏序列；

所述节奏映射表包括音高、音长与节奏的对应关系，其中，不同节奏对应的音高和音长中至少一者不同。

可选地，所述节奏映射表中，不同音长、不同强弱、不同音色的相同音高的频率标准规范化为同一个频率。

可选地，所述节奏映射表中，所述音长设有七种，分别为：全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符、三十二分音符和六十四分音符；所述音高设有七个，分别为：do、re、mi、fa、so、la、xi，所述do、re、mi、fa、so、la、xi分别对应不同的频率；

或者，所述节奏映射表中，所述音长设有五种，分别为：全音符、二分音符、四分音符、八分音符和十六分音符；所述音高设有五个，分别为：do、re、mi、so、la。

可选地，所述根据所述节奏序列确定灯光闪烁序列，具体为：

根据所述节奏序列按照灯光映射表确定所述灯光闪烁序列；

所述灯光映射表包括节奏与闪烁方式的对应关系，其中，一个节奏与至少一种闪烁方式对应。

可选地，所述灯光映射表中，任意两种所述闪烁方式的灯光的强弱、颜色、持续时间和变化频次中至少一者不同。

可选地，所述获取音乐的音高序列和音长序列之前，还包括：

确定用户群；

根据所述用户群选择音乐；

读取所述音乐。

可选地，所述音乐的时长为5秒～30秒。

本发明的第二方面提供了一种提醒方法，包括：采用如上任一项所述的控制方法控制灯光闪烁，以提醒用户；

或者，采用如上任一项所述的控制方法控制灯光闪烁，同时播放音乐，以提醒用户。

可选地，所述采用如上任一项所述的控制方法控制灯光闪烁，以提醒用户；或者，采用如上任一项所述的控制方法控制灯光闪烁，同时播放音乐，以提醒用户，具体为：

监测设定时间，待到达所述设定时间时，

采用如上任一项所述的控制方法控制灯光闪烁，以提醒用户；或者，采用如上任一项所述的控制方法控制灯光闪烁，同时或播放音乐，以提醒用户。

本发明的第三方面提供了一种提醒系统，包括：

灯光元件，用于实现灯光闪烁；

播放元件，用于提供音乐；

控制模块，用于采用如上任一项所述的控制方法控制所述灯光元件工作；

所述灯光元件、所述播放元件均与所述控制模块信号连接。

可选地，还包括与所述控制模块信号连接的播放元件，所述播放元件用于播放音乐，所述控制模块还用于控制所述播放元件播放音乐。

本发明的第四方面提供了一种照明设备，所述照明设备采用如上任一项所述的控制方法工作。

本发明提供的灯光闪烁的控制方法，根据音乐的音高和音长控制灯光的闪烁，即灯光的闪烁方式是随着音乐的节奏而变化的，在应用于提醒用户学习时，用户能够同时听到音乐和感受到灯光的闪烁，由于音乐对人的心理有一定的影响作用，因此，将灯光的闪烁频率与音乐的节奏挂钩，通过改变闪烁频率来引起用户的共鸣，由此也解决了固定的闪烁频率单调无趣可能被用户忽视的问题，进而更好地起到提醒用户的作用。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明提供的灯光闪烁的控制方法的流程图；

图2示出本发明提供的提醒方法的流程图；

图3示出本发明提供的提醒系统的一种具体实施例的系统图；

图4示出本发明提供的提醒系统的另一种具体实施例的系统图。

图中，

100、灯光元件；200、播放元件；300、控制模块。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请提供了一种灯光闪烁的控制方法，如图1，包括：

s10：获取音乐的音高序列和音长序列；

s20：根据音高序列和音长序列确定音乐的节奏序列；

s30：根据节奏序列确定灯光闪烁序列；

s40：控制灯光按照灯光闪烁序列闪烁；

其中，灯光闪烁序列包括多种灯光闪烁方式。

上述灯光闪烁的控制方法，根据音乐的音高和音长控制灯光的闪烁，即灯光的闪烁方式是随着音乐的节奏而变化的，在应用于提醒用户学习时，用户能够同时听到音乐和感受到灯光的闪烁，由于音乐对人的心理有一定的影响作用，因此，将灯光的闪烁方式(包括强弱、颜色、持续时间和变化频次)与音乐的节奏挂钩，能够通过改变闪烁方式(包括强弱、颜色、持续时间和变化频次)来引起用户的共鸣，由此也解决了固定的闪烁频率单调无趣可能被用户忽视的问题，进而更好地起到提醒用户的作用。

进一步地，上述s40控制灯光按照灯光闪烁序列闪烁的同时，播放音乐，以使音乐与灯光闪烁更好地协调起来，进而更好地提醒用户。

音乐中的基本音高与其振动的频率对应，代表了音符的高低。一种实施例中，对全段音乐进行频域变换，进而提取出音高序列，这种方式不仅速度慢，准确率也不高，考虑到在计算机识别中，短时傅里叶变换效率和正确率均比较高，因此本发明中，采用短时傅里叶变换来提取音乐的频谱图，即变换出频率，进而提取出音乐的音高特征，即上述s10中获取音高序列的具体方法为：

s11：采用短时傅里叶变换提取音乐的频谱图，得到音乐的频率序列；

s12：根据频率序列确定音乐的音高序列。

其中，s11具体为：

先读取音乐的数据；然后，将数据分为多个区域，对各区域进行傅里叶变换得到多个频域；接着，获取各频域中幅度最大点对应的频率，记为区域频率，各区域频率形成频率序列。也就是说，在各区域依次移动傅里叶窗口进行多次傅里叶变换，得到多个频域，通过扫描各频域求出该频域中幅度最大点的频率值，相当于进行低通滤波；然后在幅度最大点所对应的频率附近范围内查找是否具有局部最大幅度点，该附近范围可以根据具体情况进行设定，如根据《一种新型音符起始点检测算法》中，现有的乐音频率分布可按现代钢琴的频率标准，把27.5hz到3520hz的频带分为7个八度，每个八度分为12个频点，那么根据计算(3520-27.5)/(7*12)≈41.5hz，该附近范围可以选为-20hz～20hz，若有，将该局部最大幅度点记为区域最大幅度点，若无，该幅度最大点则为区域最大幅度点，接着，将区域最大幅度点对应的频率记为区域频率，各区域频率依次排列形成频率序列。采用这种方式，能够更快、更精确地提取音乐的音高特征，进而使音乐的节奏与灯光的变化更协调，更好地提醒用户。

需要说明的是，上述音长序列可以由上述各区域的音长排列形成，即一个区域频率具有一个音长，也可以一个区域具有多个音长。

具体地，上述各区域的选择可以根据实际情况进行，如同一区域可以为连续且相同音长。

上述s20中根据音高序列和音长序列确定音乐的节奏序列，具体为：

根据音高序列和音长序列按照节奏映射表确定音乐的节奏序列，其中，节奏映射表包括音高、音长与节奏的对应关系，其中，不同节奏对应的音高和音长中至少一者不同，也就是说，任意两个节奏中，可能音高不同或者音长不同，也可能音高、音长均不同。

在音乐中有音高、音长、强弱和音色四种不同的特征，分别对应振动的频率、持续时间、振幅和频谱分布等物理量。在本发明中使用振动的频率(即音高)这个特征，而在进行短时傅里叶变换中音长、强弱和音色等特征会对最终的区域频率造成一定的偏差，比如持续时间(即音长)变长会对频率变换的短时平稳特性造成影响，同时其周期也会有一定的变化。但在本发明中设立的节奏映射表中，将不同音长、不同强弱、不同音色的相同音高的频率标准规范化为同一个频率，然后将频率与音长结合标准规范化为节奏，进而形成节奏映射表，以简化节奏映射表，提高控制效率。

在音乐里面，音长即时值，不同的长度对应不同的音符，时值以全音符为基准依次分半，形成以下七种音符：全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符、三十二分音符和六十四分音符。而音高当用短时傅里叶变换得到对应的频率之后可归一化为七个频率，分别对应七个音高do、re、mi、fa、so、la、xi(在此忽略“调”，即主音的音高位置)。因此，本发明的一种实施例中，节奏映射表中，音长设有七种，分别为：全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符、三十二分音符和六十四分音符；音高设有七个，分别为：do、re、mi、fa、so、la、xi，do、re、mi、fa、so、la、xi分别对应不同的频率，这样，音高、音长的不同组合对应可以得到7*7＝49种节奏。比如，当一个音的音阶(音高)为do，音符(音长)为全音时对应第一种节奏；当另一个音的音阶为re，音符为八分音时对应第二种节奏；而当一个音的音阶为do(高八度)，音符也为全音时，由于频率在映射表里面已经被归一化，因此这时对应的节奏也为第一种节奏。

考虑到音乐中常见的音符只有五种(即全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符)，且人耳对音符的分辨率有限，即对分辨一个音的长短有一定的局限性，而且当一个音的长度不断二分变小时，相邻音符之间的区别也可以忽略。除此之外，在音高的处理上，同个音调中的七个音高之间，后一个音高的频率是前一音高的1.06倍(根据十二平均律)，根据人耳对音高的分辨率，由于三十二分和六十四分音符太短，普通人未能明显区分；同时本发明是将其映射为灯光闪烁方案，这种短长度的音符其实可以忽略不计；也可以将获取到三十二分音符或者六十四分音符之后以十六分音符进行替代，因此上述音符可以简化成五个音高。另外，根据中国古代五音：宫—商—角—徵—羽，即do、re、mi、so、la这五个音，由于另外的fa音与xi音的频率跟邻近的音的频率相差不大，因此可采取这五音。基于此，本发明的节奏映射表可以进一步简化，其中音长设有五个，分别为：全音符、二分音符、四分音符、八分音符和十六分音符；音高设有五个，分别为：do、re、mi、so、la，这样，上述的49种节奏就简化为25种节奏。

上述s30中根据节奏序列确定灯光闪烁序列，具体为：

根据节奏序列按照灯光映射表确定灯光闪烁序列，其中，灯光映射表包括节奏与闪烁方式的对应关系，其中，一个节奏与至少一种闪烁方式对应，即一个节奏可以对应一种闪烁方式，如上述25种节奏，对应25种闪烁方式，25种节奏与25中闪烁方式形成一一对应关系；也可以一个节奏对应两种、三种或者更多种闪烁方式；或者多个节奏对应一种闪烁方式。

另外，上述灯光映射表中，任意两种闪烁方式的灯光的强弱、颜色、持续时间和变化频次(即停顿间隔时间)中至少一者不同，即闪烁方式可以根据灯光的强弱、颜色、持续时间和变化频次设置成不同的灯光闪烁效果。当然，闪烁方式中也可以对灯光的其他特征进行控制。

可以理解地，上述灯光闪烁可能会用于不同的用户，为了更好地适应不同的用户，如图2所示，上述s1之前还包括：

s01：确定用户群；

s02：根据用户群选择音乐；

s03：读取音乐。

采用这种方式，可以根据用户群的喜好、兴趣特点进行选择音乐，因此，能够更好地与用户形成共鸣。上述用户群可以根据用户的年龄、性别、群组(如职业群、兴趣群等)、地域等的组合排列形成，然后通过推荐算法为不同的用户群选取与其尽可能相适应的音乐。在制定用户群和选择音乐时，可以通过过滤算法首先找到目标用户特征相似的用户集合，将其定为一个用户群，并将该用户群喜欢的音乐推荐给该用户群。具体地，首先需要计算用户相似度，在计算时，对不同音乐的权值设置不同，对于冷门音乐的采取行为更能说明用户间的相似度，因此权值可以设置更高，同时结合其个性化特征(如年龄等)进行计算。在推荐时，将相似度最高的用户喜欢听的音乐推荐给目标用户。

且在音乐的选择方面，需要考虑音乐的长度。如果音乐过长，则用户不容易识别是哪一个音乐，而产生不了共鸣，因此，推荐音乐的时长为5秒～30秒，如5秒、6秒、8秒、10秒等。

上述灯光闪烁的控制方法实施时，根据指定音乐的节奏，查找节奏映射表，为节奏序列中的每一个节奏确定灯光闪烁方式，然后不同的灯光闪烁方式进行合成形成最终的灯光方案。比如一段3秒长的音频，其中包含五个音，通过s20可以得到这五个音的音高，结合其音长，在s20的节奏映射表中得到对应的五种节奏，也就是说，在这段3秒长的音频中，这五个音高各自对应的音长已经固定，因此在包括49种节奏(即未简化前)的节奏映射表中对应得到五种节奏，若s20的节奏映射表进行了简化，则对应的节奏少于五种，然后根据s30的灯光映射表可得到对应的x种灯光闪烁方式(由于在s20可能进行了简化，因此这时得到的方案数x很可能少于五种)，最后将x种闪烁方案通过灯光控制连续显示出来。

此外，本发明还提供一种提醒方法，可以用于提醒用户学习、工作等，包括：采用上述任一实施例所述的控制方法控制灯光闪烁，同时播放音乐，以提醒用户；当然，也可以仅采用上述任一实施例所述的控制方法控制灯光闪烁，以提醒用户。

该提醒方法具体包括：监测设定时间，待到达设定时间时，采用上述任一实施例所述的控制方法控制灯光闪烁，以提醒用户；或者，采用上述任一实施例所述的控制方法控制灯光闪烁，同时播放音乐，以提醒用户。

本发明还提供了一种提醒系统，如图3所示，包括灯光元件100和控制模块300，灯光元件100可以为led灯、白日灯，也可以为其他能够发光的元件，灯光元件100用于实现灯光闪烁。控制模块300，用于采用上述任一实施例所述的控制方法控制所述灯光元件100工作，并控制播放元件200播放音乐；其中，灯光元件100与控制模块300信号连接。

控制模块300可以从使用环境中获取音乐，该音乐来自于提醒系统以外的播放设备，也可以来自于提醒系统内，优选地，提醒系统自身包括播放元件200，如图4所示，播放元件200与控制模块300信号连接，播放元件200用于播放音乐，此时控制模块300还用于控制播放元件200播放音乐，采用这种提醒系统自带的播放元件200，能够提高整个提醒系统的控制效率。

本发明还提供了一种照明设备，该照明设备采用上述任一实施例所述的控制方法工作，其可以直接设置有上述提醒系统，以具有提醒功能，也可以仅作为一种照明设备实现灯光的闪烁。

显然，这种提醒系统和照明设备采用了上述任一实施例所述的控制方法，因此，能够将灯光的闪烁频率与音乐的节奏挂钩，能够通过改变闪烁频率来引起用户的共鸣，由此也解决了固定的闪烁频率单调无趣可能被用户忽视的问题，进而更好地起到提醒用户的作用。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。