[發明專利]一種應用于工業監控設備的音頻監控終端及音頻處理方法

有效

• 申請號: 201210232559.8
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN102748011A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 顧岱鴻;劉政;羅輝;牛長軍;張宏祥;楊建周;單吉全;樊玉民;蔣昌星
• 申請（專利權）人: 北京眾博達石油科技有限公司
• 主分類號: E21B47/107
• 分類號: E21B47/107;G10L15/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種應用于工業監控設備的音頻監控終端，其特征在于，包括音頻處理單元（1），所述音頻處理單元（1）通過數字電路與模數轉換單元（4）連接，音頻處理單元（1）通過I2C總線與存儲單元（7）連接，音頻處理單元（1）通過供電電路與系統供電單元（8）連接，音頻處理單元（1）通過振蕩電路與系統振蕩單元（6）連接，音頻處理單元（1）通過復位電路與復位單元（9）連接，音頻處理單元（1）還通過數據總線與信號轉換單元（5）連接；所述音頻濾波放大單元（3）通過音頻線與聲音采集單元（2）連接，音頻濾波放大單元（3）通過放大電路與模數轉換單元（4）相連；所述信號轉換單元（5）通過RS232總線連接有井口通信平臺（10）；所述井口通信平臺（10）通過無線通信方式連接至控制中心（11）。

2.根據權利要求1所述的應用于工業監控設備的音頻監控終端，其特征在于，所述音頻處理單元（1）包括DSP芯片以及與該DSP芯片連接的復位電路、振蕩電路和電源供電電路。

3.根據權利要求1所述的應用于工業監控設備的音頻監控終端，其特征在于，所述聲音采集單元（2）為拾音器。

4.根據權利要求1所述的應用于工業監控設備的音頻監控終端，其特征在于，所述音頻濾波放大單元（3）為LM324集成放大芯片。

5.根據權利要求1所述的應用于工業監控設備的音頻監控終端，其特征在于，所述模數轉換單元（4）采用TLC320AD50C轉換芯片。

6.根據權利要求1所述的應用于工業監控設備的音頻監控終端，其特征在于，所述信號轉換單元（5）為MAX3111芯片。

7.根據權利要求1所述的應用于工業監控設備的音頻監控終端，其特征在于，所述存儲單元（7）采用AT29LV1024存儲芯片。

8.一種權利要求1所述的音頻監控終端的音頻處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）通過拾音器將音頻信號轉換為模擬的電信號；

2）將采集的模擬電信號的高頻雜波濾除，并且對濾波后的信號進行放大處理得到預處理音頻信號；

3）對預處理音頻信號進行每秒8000次的幅值取樣；

4）對取樣得到的時域離散的模擬信號進行均勻量化，得到16位的數字音頻信號；

5）對量化后的數字音頻信號進行小波分析，再對信號進行小波變換通過平移母小波獲得信號的時間信息，而通過縮放小波的寬度獲得信號的頻率特性；對母小波的縮放和平移操作是為了計算小波的系數，這些系數代表小波和局部信號之間的相互關系；系數的值越高表示信號與小波越相似；通過對比計算所得的小波相關性系數與處理器中預存數字的大小便可判斷出采集上來的音頻信號的類型；如果處理器判斷出音頻信號為井口管道漏氣聲，處理器便會產生報警信號；

6）處理器將量化后處理后得到的16為數字音頻信號，壓縮為8位的數字音頻信號；第1位為信號的正負標志位，信號幅值大于0此位為1，信號幅值小于0此位為0；第2、3、4為段位碼，它們將信號的整個幅值非均勻的分成8段，每段值的大小為1/2^8-段位碼，最后4位為段內碼，就是將段位均勻分成16段；例如采集上的16為數字音頻信號為1536，此時信號為正，壓縮后第一位為1，將1536除以2¹⁶幅值大小落在1/64到1/32，因此其段位碼為010，再將1/64到1/32均勻等分16，其幅值落在1/128上，因此得到段內碼值為1000；此次音頻壓縮結果為10101000。