2023年電賽K題程序一直沒有什么思路

ID:1087595 · 發(fā)表于 2023-8-4 08:27

題中（2（3）問中程序一直沒有什么思路求指導(dǎo)

ID:592807 · 發(fā)表于 2023-8-4 09:18

題？什么題。你發(fā)圖了嗎

ID:584814 · 發(fā)表于 2023-8-4 10:35

先考慮前提條件，然后做進(jìn)一步處理后，再新建一個(gè)小目標(biāo)，完成即搞定。

ID:1087595 · 發(fā)表于 2023-8-4 11:04

黃youhui 發(fā)表于 2023-8-4 09:18
題？什么題。你發(fā)圖了嗎

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)辨音識鍵的電子琴演奏系統(tǒng)，如圖 1 所示，包含：5 個(gè)水杯
當(dāng)作琴鍵，1 個(gè)演奏用的敲擊棒，1 個(gè)識別控制器，具有拾音、分析識別、顯示、
音樂發(fā)聲等功能。演奏過程中系統(tǒng)根據(jù)水杯被敲擊時(shí)發(fā)出的聲音識別出琴鍵（以
與位置標(biāo)號一致的杯號來標(biāo)識），由識別控制器發(fā)出對應(yīng)音高（聲音頻率）的聲
音。5 個(gè)琴鍵（杯號）與不同音高間的對應(yīng)關(guān)系由選手自定。

（1）一鍵啟動識別控制器自動演奏簡單樂曲（如：起床號、兩只老虎等），
時(shí)長不超過 15s。
（2）分別敲擊放置在 1、3、5 號位置上的 3 個(gè)空水杯進(jìn)行識別學(xué)習(xí)訓(xùn)練，
然后逐個(gè)敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時(shí)≤90s。
K - 2 / 3
（3）在 3 個(gè)空水杯（2、4、5 號）中各倒入 50、100、150ml 的水，分別進(jìn)
行敲擊識別學(xué)習(xí)訓(xùn)練，然后逐個(gè)敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時(shí)≤90s。
隊(duì)員敲擊水杯，識別控制器同時(shí)發(fā)出對應(yīng)音高的聲音。

ID:155507 · 發(fā)表于 2023-8-4 11:13

辨音識鍵奏樂系統(tǒng)（K 題）

【高職高專組】

一、任務(wù)

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)辨音識鍵的電子琴演奏系統(tǒng)，如圖 1 所示，包含：5 個(gè)水杯當(dāng)作琴鍵，1 個(gè)演奏用的敲擊棒，1 個(gè)識別控制器，具有拾音、分析識別、顯示、音樂發(fā)聲等功能。演奏過程中系統(tǒng)根據(jù)水杯被敲擊時(shí)發(fā)出的聲音識別出琴鍵（以與位置標(biāo)號一致的杯號來標(biāo)識），由識別控制器發(fā)出對應(yīng)音高（聲音頻率）的聲音。5 個(gè)琴鍵（杯號）與不同音高間的對應(yīng)關(guān)系由選手自定。

圖 1 系統(tǒng)構(gòu)成示意圖

一、要求

1. 基本要求

（1）一鍵啟動識別控制器自動演奏簡單樂曲（如：起床號、兩只老虎等），時(shí)長不超過 15s。

（2）分別敲擊放置在 1、3、5 號位置上的 3 個(gè)空水杯進(jìn)行識別學(xué)習(xí)訓(xùn)練，然后逐個(gè)敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時(shí)≤90s。

（3）在 3 個(gè)空水杯（2、4、5 號）中各倒入 50、100、150ml 的水，分別進(jìn)行敲擊識別學(xué)習(xí)訓(xùn)練，然后逐個(gè)敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時(shí)≤90s。隊(duì)員敲擊水杯，識別控制器同時(shí)發(fā)出對應(yīng)音高的聲音。

2. 發(fā)揮部分

（1）在 5 個(gè)空水杯中由隊(duì)員注入不同容量的水，各杯中水容量之差不小于20ml，分別進(jìn)行敲擊識別學(xué)習(xí)訓(xùn)練，然后逐個(gè)敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時(shí)≤120s。隊(duì)員敲擊水杯演奏簡單樂曲（如：起床號），由識別控制器發(fā)出樂曲聲。

（2）在完成發(fā)揮部分任務(wù)（1）的基礎(chǔ)上，再增加 3 個(gè)加有不同水量（30、100、150ml）的杯子，按要求打亂 8 個(gè)杯子排序后并排放置，從其中敲擊識別出打亂排序前的 1~5 號杯子，并在敲擊的同時(shí)顯示其杯號，敲到新增杯子后顯示數(shù)字 0，總用時(shí)≤90s。

（3）其他。

二、說明

（1）水杯采用外觀相同的 8 個(gè)容量為 180~220ml 的無柄玻璃杯，由參賽隊(duì)自備。杯子上不能有任何標(biāo)記和附加物。測試時(shí)杯子隨機(jī)放置。

（2）敲擊棒自選，要求實(shí)心無附加裝置，棒上標(biāo)明長度為 3cm 的敲擊區(qū)范圍。測試時(shí)統(tǒng)一要求敲擊杯子靠近操作隊(duì)員一側(cè)的上沿。

（3）識別時(shí)由隊(duì)員在 3s 內(nèi)敲擊同一杯子不超過 3 次進(jìn)行識別。

（4）測試發(fā)揮部分之前按要求用白板筆在杯底外部隨機(jī)標(biāo)記編號，按編號放置好杯子后啟動測試�；疽蟛糠直枮槲恢锰�，發(fā)揮部分杯號為杯底編號。

（5）識別控制器演奏音樂的聲強(qiáng)和音色無特殊要求，供電方式無要求。

（6）有時(shí)間要求的任務(wù)，超時(shí)以 0 分計(jì)。

（7）注水時(shí)可用注射器或量杯計(jì)量操作。

K題電路框圖

捕獲聲音信號，做fft，計(jì)算幅值換算距離

應(yīng)該就是用普通的咪頭，靈敏度高。
學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí)，做ADC并FFT后，獲取最高的幾條譜線，并計(jì)算其比例關(guān)系。
識別時(shí)，也是ADC后做FFT，計(jì)算最高的幾條譜線的比例關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，則為對應(yīng)的杯子的聲音。

K題求助stc32g單片機(jī)能用的fft函數(shù)

改成STC32G的了，主頻30MHz，先發(fā)程序，使用說明還沒來得及改。

MCU：STC32G12K128，例子使用實(shí)驗(yàn)箱9.61驗(yàn)證。

主頻：30MHz。

FFT： 256點(diǎn)采樣，128點(diǎn)頻譜顯示，USB-CDC傳給STC-ISP里的示波器界面顯示頻譜。

采樣頻率最高25.6KHz，下面的程序已按樓主要求用12.8KHz采樣，分辨率50Hz。

ID:155507 · 發(fā)表于 2023-8-4 12:09

K題：杯子之間的距離和杯子與傳感器之間的距離是否有要求？
答：只能用一個(gè)傳感器，距離無要求。
這樣的話，用什么傳感器比較好？語音識別應(yīng)怎樣解決？
捕獲聲音信號，做fft，計(jì)算幅值換算距離
應(yīng)該就是用普通的咪頭，靈敏度高。
學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí)，做ADC并FFT后，獲取最高的幾條譜線，并計(jì)算其比例關(guān)系。
識別時(shí)，也是ADC后做FFT，計(jì)算最高的幾條譜線的比例關(guān)系，在一定范圍內(nèi)，則為對應(yīng)的杯子的聲音。

屠龍刀三的MCU是STC32G12K128，F(xiàn)FT計(jì)算都是一樣的，差別是沒有硬件浮點(diǎn)模塊，計(jì)算開方多了1ms多點(diǎn)的時(shí)間。
K題求助stc32g單片機(jī)能用的fft函數(shù)

改成STC32G的了，主頻30MHz，先發(fā)程序，使用說明還沒來得及改。
MCU：STC32G12K128，例子使用實(shí)驗(yàn)箱9.61驗(yàn)證。
主頻：30MHz。
FFT： 256點(diǎn)采樣，128點(diǎn)頻譜顯示，USB-CDC傳給STC-ISP里的示波器界面顯示頻譜。

采樣頻率最高25.6KHz，下面的程序已按樓主要求用12.8KHz采樣，分辨率50Hz。

ID:1034262 · 發(fā)表于 2023-8-4 14:25

學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí)，ADC后做FFT，檢測幅度最大的幾條譜線，計(jì)算其比例關(guān)系。
識別時(shí)，ADC后做FFT，計(jì)算幅度最大的幾條譜線的比例關(guān)系，再跟學(xué)習(xí)到的進(jìn)行比較判斷。

ID:844772 · 發(fā)表于 2023-8-4 14:55

在軟件設(shè)計(jì)方面，您可以考慮以下內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)辨音識鍵的電子琴演奏系統(tǒng)：
1，音頻處理算法：
開發(fā)一個(gè)音頻處理算法，用于分析拾音裝置捕捉到的聲音。這個(gè)算法可以包括聲音信號的預(yù)處理、特征提取和識別。預(yù)處理階段可以包括濾波、去噪等處理，以提高信號質(zhì)量。特征提取階段可以提取聲音的頻譜、能量等特征。識別階段可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法（如支持向量機(jī)、深度學(xué)習(xí)等）或者模式匹配算法來識別特定的聲音模式。
2.數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)：
設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)模型，用于存儲和管理不同琴鍵和音高之間的對應(yīng)關(guān)系。這個(gè)模型可以是一個(gè)映射表、哈希表或者數(shù)據(jù)庫，將每個(gè)琴鍵的編號與對應(yīng)的音高進(jìn)行關(guān)聯(lián)。在識別出琴鍵編號后，可以通過查詢數(shù)據(jù)模型獲取對應(yīng)的音高。
3.控制邏輯設(shè)計(jì)：
開發(fā)一個(gè)控制邏輯，將識別出的琴鍵編號與對應(yīng)的音高關(guān)聯(lián)起來。當(dāng)識別控制器識別出了一個(gè)琴鍵編號后，根據(jù)數(shù)據(jù)模型查找對應(yīng)的音高。將音高信息發(fā)送給音樂發(fā)聲模塊，控制發(fā)聲設(shè)備發(fā)出對應(yīng)音高的聲音。
4.用戶界面設(shè)計(jì)：
設(shè)計(jì)一個(gè)用戶界面，可以通過顯示屏、LED指示燈或者其他方式顯示識別出的琴鍵編號和音高信息。這樣用戶可以直觀地看到當(dāng)前敲擊的琴鍵對應(yīng)的音高。

其中的音頻處理算法是辨音識鍵的電子琴演奏系統(tǒng)中非常重要的一部分，它用于分析拾音裝置捕捉到的聲音并進(jìn)行識別。下面是一種可能的音頻處理算法的概述：
1.預(yù)處理：
采集到的聲音信號通常包含噪音和其他干擾。預(yù)處理階段可以使用數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波，去除不需要的頻率成分�？梢詰�(yīng)用低通濾波器來去除高頻噪聲，或者使用高通濾波器來去除低頻噪聲�？梢允褂米赃m應(yīng)濾波器或其他去噪技術(shù)來降低環(huán)境噪聲的影響。
2.特征提取：
從預(yù)處理后的聲音信號中提取特征，以便進(jìn)行后續(xù)的識別。常見的特征包括短時(shí)能量、過零率、頻譜特征等。
短時(shí)能量指的是在一段時(shí)間內(nèi)的信號能量，用于檢測敲擊事件的強(qiáng)度。
過零率是信號穿過0點(diǎn)的次數(shù)，可以用來檢測信號的周期性。
頻譜特征可以通過傅里葉變換將信號轉(zhuǎn)換為頻域表示，并提取頻譜中的特定頻率成分。
3.識別：
使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法或模式匹配算法對提取的特征進(jìn)行識別。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以使用支持向量機(jī)、深度學(xué)習(xí)等方法，通過訓(xùn)練模型來進(jìn)行分類。模式匹配算法可以通過比較提取的特征與預(yù)定義的模式進(jìn)行匹配，找到最佳匹配的琴鍵編號。需要根據(jù)具體的需求和技術(shù)條件選擇適合的音頻處理算法。開源的音頻處理庫（如Librosa、PyAudio等）和機(jī)器學(xué)習(xí)庫（如Scikit-learn、TensorFlow等）可以提供一些常用的算法和工具，幫助實(shí)現(xiàn)音頻處理和識別功能。

ID:1087595 · 發(fā)表于 2023-8-4 15:55

angmall 發(fā)表于 2023-8-4 12:09
K題：杯子之間的距離和杯子與傳感器之間的距離是否有要求？
答：只能用一個(gè)傳感器，距離無要求。
這樣的 ...

謝謝指點(diǎn)

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