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噴泉是一種將水或其他液體經(jīng)過一定壓力通過噴頭噴灑出來具有特定形狀的組合體，提供水壓的一般為水泵。種類噴泉景觀概括來說可以分為兩大類：一是因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場地形結(jié)構(gòu)，仿照天然水景制作而成，如：壁泉、涌泉、霧泉、管流、溪流、瀑布、水簾、跌水、水濤、漩渦等。二是完全依靠噴泉設(shè)備人工造景。這類水景在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，發(fā)展速度很快，種類繁多，有音樂噴泉、程控噴泉、擺動噴泉、跑動噴泉、光亮噴泉、游樂趣味噴泉、超高噴泉、激光水幕電影等。

噴泉，由兩根粗大的不銹鋼彎管組成，水由沿管壁安裝的很多小噴嘴噴出，造成實(shí)體水柱的感覺。它的噴水量由人工控制,能形成富有雕塑味的水造型?，F(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)生了各種自控噴泉?！皶璧膰娙薄ⅰ叭A爾茲舞噴泉”，在彩色燈光的照射下，水花能隨著音樂的旋律翩翩起舞。

音樂噴泉，建于1980年，66個噴頭呈“S”形布置，噴出1-15米高的水柱，能表演格什溫的《藍(lán)色狂想曲》、柴可夫斯基的《悲愴交響曲》、佩潘和阿樂納德合作的《水上芭蕾舞曲》等十多個精彩節(jié)目。隨著音樂的變化，水柱有時輕歌曼舞，有時又挺拔高聳，在絢麗多彩的水柱間還配有鮮艷奪目的火花。

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)中對音樂信號的識別與處理作相應(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個主觀量，它們共同反映了人耳對聲音的感受，其中音調(diào)反映的是人耳對聲音調(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，它是一種基于時域分析理論的算法，具有簡單、計算量小等優(yōu)點(diǎn)，還能直接對時域信號采樣值求自相關(guān)函數(shù)。

2、音量信號的處理

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

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