[發(fā)明專(zhuān)利]一種定點(diǎn)傳輸系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010617086.4
• 申請(qǐng)日: 2010-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102163426A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鳴;黃晨曦;武帥兵;葉超;楊軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G10K11/34
• 分類(lèi)號(hào): G10K11/34;G10L19/00
• 代理公司: 北京法思騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲場(chǎng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種定點(diǎn)聲傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通常的聲傳輸系統(tǒng)由3部分組成：麥克風(fēng)、擴(kuò)聲系統(tǒng)和聲源。麥克風(fēng)接收信號(hào)經(jīng)由擴(kuò)聲系統(tǒng)放大，再饋給聲源作為輸入信號(hào)，聲源發(fā)出的信號(hào)經(jīng)由聲學(xué)路徑傳給遠(yuǎn)方目標(biāo)位置的傾聽(tīng)者。然而，這種聲傳輸設(shè)備，聲音通常是以球面波形式向外傳播。因此，語(yǔ)音在傳輸給傾聽(tīng)者的同時(shí)，也能被周?chē)渌寺?tīng)見(jiàn)，不具備保密性。

解決這一問(wèn)題的方法之一是采用指向性聲。通常實(shí)現(xiàn)指向性聲的方式有兩種，一種是采用揚(yáng)聲器陣列的形式，調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器陣列中每個(gè)揚(yáng)聲器的幅值和相位，使其在需要的方向產(chǎn)生很大的聲壓；另一種是采用參量陣揚(yáng)聲器，和普通揚(yáng)聲器通過(guò)機(jī)械振動(dòng)激勵(lì)空氣發(fā)聲不同，參量陣揚(yáng)聲器是利用超聲波在空氣中傳播的非線性交互作用產(chǎn)生具有高指向性的可聽(tīng)聲音，對(duì)不同頻率都具有大致相同的指向性，其指向性也要比揚(yáng)聲器陣列好。采用揚(yáng)聲器陣列或參量陣揚(yáng)聲器也僅能實(shí)現(xiàn)聲音的定向傳輸，語(yǔ)音在傳輸過(guò)程中對(duì)處于傾聽(tīng)者同一方向的人不具備保密性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種定點(diǎn)傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)聲音的定點(diǎn)傳輸，僅在空間某特定點(diǎn)產(chǎn)生具備可懂度的語(yǔ)音信號(hào)，用于需要進(jìn)行保密聲通訊的場(chǎng)合。

為達(dá)到上述目的，提供一種定點(diǎn)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，該定點(diǎn)傳輸系統(tǒng)通過(guò)將輸入語(yǔ)音分解成多個(gè)劃分語(yǔ)音，并對(duì)每個(gè)劃分語(yǔ)音添加一定的噪聲，使得單獨(dú)的劃分語(yǔ)音不具備可懂度，然后，采用定向發(fā)聲器發(fā)射這些劃分語(yǔ)音，并在目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行聚焦、組合、恢復(fù)出原始語(yǔ)音，以實(shí)現(xiàn)聲音的定點(diǎn)傳輸；

該系統(tǒng)包括：頻域轉(zhuǎn)換模塊、頻域劃分模塊、劃分語(yǔ)音信號(hào)組合模塊、掩蔽噪聲產(chǎn)生模塊和定向發(fā)生器陣；

所述的頻域轉(zhuǎn)換模塊，用于把輸入的時(shí)域語(yǔ)音信號(hào)x(n)轉(zhuǎn)換為預(yù)先確定數(shù)量為M個(gè)的頻域語(yǔ)音信號(hào)x_i(n)；其中，M是正整數(shù)；i＝0，1，...，M-1；

所述的頻域劃分模塊，用于對(duì)所述的頻域轉(zhuǎn)換模塊得到的頻域信號(hào)的所有頻率點(diǎn)進(jìn)行劃分產(chǎn)生不同頻率點(diǎn)集合I_k，其中，集合I_k有頻點(diǎn)，共有N個(gè)頻率點(diǎn)集合，k＝0...N-1；即

式(1)中，N表示所述的頻域劃分模塊劃分的集合的個(gè)數(shù)；為小于M/N的最正大整數(shù)；

所述的劃分語(yǔ)音信號(hào)組合模塊，用于根據(jù)所述的頻域劃分模塊的頻率點(diǎn)劃分方式按照式(2)對(duì)頻域語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行重新組合；即頻率點(diǎn)集合I_k產(chǎn)生N個(gè)頻域劃分語(yǔ)音信號(hào)y_k_i(n)；

y_k_i(n)=x_i(n)i∈I_k0others---(2)]]>

再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的逆變換，把N個(gè)頻域劃分語(yǔ)音信號(hào)y_k_i(n)轉(zhuǎn)換為N個(gè)時(shí)域劃分語(yǔ)音信號(hào)y_k(n)；

所述的掩蔽噪聲產(chǎn)生模塊，包括噪聲信號(hào)發(fā)生器和掩蔽比例計(jì)算單元；所述的噪聲信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生噪聲u(n)，該噪聲u(n)經(jīng)過(guò)所述的頻域轉(zhuǎn)換模塊得到其對(duì)應(yīng)的頻域信號(hào)u_k_i(n)；所述的掩蔽比例計(jì)算單元根據(jù)所述的劃分語(yǔ)音信號(hào)組合模塊獲得的N個(gè)頻域劃分語(yǔ)音信號(hào)y_k_i(n)計(jì)算其對(duì)應(yīng)的噪聲掩蔽比例Q_k_i(n)；由此，所述的掩蔽噪聲產(chǎn)生模塊按照式(3)產(chǎn)生掩蔽噪聲v_k_i(n)；

v_k_i(n)＝u_k_i(n)×Q_k_i(n)??????????????????(3)

經(jīng)過(guò)相應(yīng)的逆變換，把N個(gè)頻域劃分掩蔽噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為N個(gè)時(shí)域劃分掩蔽噪聲信號(hào)v_k(n)；