2023年電賽K題程序一直沒有什么思路

ID:1087595 · 發表于 2023-8-4 08:27

題中（2（3）問中程序一直沒有什么思路求指導

ID:592807 · 發表于 2023-8-4 09:18

題？什么題。你發圖了嗎

ID:584814 · 發表于 2023-8-4 10:35

先考慮前提條件，然后做進一步處理后，再新建一個小目標，完成即搞定。

ID:1087595 · 發表于 2023-8-4 11:04

黃youhui 發表于 2023-8-4 09:18
題？什么題。你發圖了嗎

設計并制作一個辨音識鍵的電子琴演奏系統，如圖 1 所示，包含：5 個水杯
當作琴鍵，1 個演奏用的敲擊棒，1 個識別控制器，具有拾音、分析識別、顯示、
音樂發聲等功能。演奏過程中系統根據水杯被敲擊時發出的聲音識別出琴鍵（以
與位置標號一致的杯號來標識），由識別控制器發出對應音高（聲音頻率）的聲
音。5 個琴鍵（杯號）與不同音高間的對應關系由選手自定。

（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），
時長不超過 15s。
（2）分別敲擊放置在 1、3、5 號位置上的 3 個空水杯進行識別學習訓練，
然后逐個敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時≤90s。
K - 2 / 3
（3）在 3 個空水杯（2、4、5 號）中各倒入 50、100、150ml 的水，分別進
行敲擊識別學習訓練，然后逐個敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時≤90s。
隊員敲擊水杯，識別控制器同時發出對應音高的聲音。

ID:155507 · 發表于 2023-8-4 11:13

辨音識鍵奏樂系統（K 題）

【高職高專組】

一、任務

設計并制作一個辨音識鍵的電子琴演奏系統，如圖 1 所示，包含：5 個水杯當作琴鍵，1 個演奏用的敲擊棒，1 個識別控制器，具有拾音、分析識別、顯示、音樂發聲等功能。演奏過程中系統根據水杯被敲擊時發出的聲音識別出琴鍵（以與位置標號一致的杯號來標識），由識別控制器發出對應音高（聲音頻率）的聲音。5 個琴鍵（杯號）與不同音高間的對應關系由選手自定。

圖 1 系統構成示意圖

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），時長不超過 15s。

（2）分別敲擊放置在 1、3、5 號位置上的 3 個空水杯進行識別學習訓練，然后逐個敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時≤90s。

（3）在 3 個空水杯（2、4、5 號）中各倒入 50、100、150ml 的水，分別進行敲擊識別學習訓練，然后逐個敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時≤90s。隊員敲擊水杯，識別控制器同時發出對應音高的聲音。

2. 發揮部分

（1）在 5 個空水杯中由隊員注入不同容量的水，各杯中水容量之差不小于20ml，分別進行敲擊識別學習訓練，然后逐個敲擊杯子將杯號顯示在識別控制器上，用時≤120s。隊員敲擊水杯演奏簡單樂曲（如：起床號），由識別控制器發出樂曲聲。

（2）在完成發揮部分任務（1）的基礎上，再增加 3 個加有不同水量（30、100、150ml）的杯子，按要求打亂 8 個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，并在敲擊的同時顯示其杯號，敲到新增杯子后顯示數字 0，總用時≤90s。

（3）其他。

二、說明

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

（2）敲擊棒自選，要求實心無附加裝置，棒上標明長度為 3cm 的敲擊區范圍。測試時統一要求敲擊杯子靠近操作隊員一側的上沿。

（3）識別時由隊員在 3s 內敲擊同一杯子不超過 3 次進行識別。

（4）測試發揮部分之前按要求用白板筆在杯底外部隨機標記編號，按編號放置好杯子后啟動測試。基本要求部分杯號為位置號，發揮部分杯號為杯底編號。

（5）識別控制器演奏音樂的聲強和音色無特殊要求，供電方式無要求。

（6）有時間要求的任務，超時以 0 分計。

（7）注水時可用注射器或量杯計量操作。

K題電路框圖

捕獲聲音信號，做fft，計算幅值換算距離

應該就是用普通的咪頭，靈敏度高。
學習訓練時，做ADC并FFT后，獲取最高的幾條譜線，并計算其比例關系。
識別時，也是ADC后做FFT，計算最高的幾條譜線的比例關系，在一定范圍內，則為對應的杯子的聲音。

K題求助stc32g單片機能用的fft函數

改成STC32G的了，主頻30MHz，先發程序，使用說明還沒來得及改。

MCU：STC32G12K128，例子使用實驗箱9.61驗證。

主頻：30MHz。

FFT： 256點采樣，128點頻譜顯示，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？語音識別應怎樣解決？
捕獲聲音信號，做fft，計算幅值換算距離
應該就是用普通的咪頭，靈敏度高。
學習訓練時，做ADC并FFT后，獲取最高的幾條譜線，并計算其比例關系。
識別時，也是ADC后做FFT，計算最高的幾條譜線的比例關系，在一定范圍內，則為對應的杯子的聲音。

屠龍刀三的MCU是STC32G12K128，FFT計算都是一樣的，差別是沒有硬件浮點模塊，計算開方多了1ms多點的時間。
K題求助stc32g單片機能用的fft函數

改成STC32G的了，主頻30MHz，先發程序，使用說明還沒來得及改。
MCU：STC32G12K128，例子使用實驗箱9.61驗證。
主頻：30MHz。
FFT： 256點采樣，128點頻譜顯示，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 · 發表于 2023-8-4 14:25

學習訓練時，ADC后做FFT，檢測幅度最大的幾條譜線，計算其比例關系。
識別時，ADC后做FFT，計算幅度最大的幾條譜線的比例關系，再跟學習到的進行比較判斷。

ID:844772 · 發表于 2023-8-4 14:55

在軟件設計方面，您可以考慮以下內容來實現辨音識鍵的電子琴演奏系統：
1，音頻處理算法：
開發一個音頻處理算法，用于分析拾音裝置捕捉到的聲音。這個算法可以包括聲音信號的預處理、特征提取和識別。預處理階段可以包括濾波、去噪等處理，以提高信號質量。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器學習算法（如支持向量機、深度學習等）或者模式匹配算法來識別特定的聲音模式。
2.數據模型設計：
設計一個數據模型，用于存儲和管理不同琴鍵和音高之間的對應關系。這個模型可以是一個映射表、哈希表或者數據庫，將每個琴鍵的編號與對應的音高進行關聯。在識別出琴鍵編號后，可以通過查詢數據模型獲取對應的音高。
3.控制邏輯設計：
開發一個控制邏輯，將識別出的琴鍵編號與對應的音高關聯起來。當識別控制器識別出了一個琴鍵編號后，根據數據模型查找對應的音高。將音高信息發送給音樂發聲模塊，控制發聲設備發出對應音高的聲音。
4.用戶界面設計：
設計一個用戶界面，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前敲擊的琴鍵對應的音高。

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行識別。下面是一種可能的音頻處理算法的概述：
1.預處理：
采集到的聲音信號通常包含噪音和其他干擾。預處理階段可以使用數字濾波器進行濾波，去除不需要的頻率成分。可以應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。可以使用自適應濾波器或其他去噪技術來降低環境噪聲的影響。
2.特征提取：
從預處理后的聲音信號中提取特征，以便進行后續的識別。常見的特征包括短時能量、過零率、頻譜特征等。
短時能量指的是在一段時間內的信號能量，用于檢測敲擊事件的強度。
過零率是信號穿過0點的次數，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：
使用機器學習算法或模式匹配算法對提取的特征進行識別。機器學習算法可以使用支持向量機、深度學習等方法，通過訓練模型來進行分類。模式匹配算法可以通過比較提取的特征與預定義的模式進行匹配，找到最佳匹配的琴鍵編號。需要根據具體的需求和技術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）和機器學習庫（如Scikit-learn、TensorFlow等）可以提供一些常用的算法和工具，幫助實現音頻處理和識別功能。

ID:1087595 · 發表于 2023-8-4 15:55

angmall 發表于 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：只能用一個傳感器，距離無要求。
這樣的 ...

謝謝指點

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