[實用新型]一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220556455.8
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN202905158U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 郭小華;韓安太
• 申請（專利權）人: 杭州職業(yè)技術學院;韓安太
• 主分類號: G10L19/00
• 分類號: G10L19/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 趙紅英

技術領域

本實用新型屬于傳感器技術領域，具體是一種利用高斯隨機采樣方法來減少音頻信號采集過程中的資源消耗量的音頻信號采集裝置。

背景技術

音頻信號是對萬事萬物活動時發(fā)出的各種頻率聲音信號的統(tǒng)稱。通過采集、分析事物在活動時發(fā)出的音頻信號，可對事物的活動狀態(tài)、行為特點、發(fā)展趨勢等做出判斷，因此，音頻信號采集廣泛應用于害蟲防治、健康監(jiān)測、災害預防等各種領域。

隨著計算機網絡、無線通信等技術的日益普及，越來越多的應用場合要求現(xiàn)有音頻信號采集裝置能夠接入網絡，使得采集到的音頻信號可通過網絡傳輸到遠程計算機進行處理。

現(xiàn)有音頻信號采集裝置都是按照乃奎斯特采樣定律規(guī)定的方式構建，當利用這些采集裝置對頻譜范圍較寬的音頻信號進行采集時，采集過程產生的大量數據不僅要占用采集裝置大量的存儲資源，而且高速采集和大量數據處理將迅速消耗采集裝置擁有的計算、電能等資源；另外，由于網絡帶寬總是有限的，當連接在網絡上的采集裝置較多時，有限帶寬網絡很難實現(xiàn)大量采集數據的實時、可靠傳輸。

發(fā)明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種低消耗的音頻信號采集裝置，該裝置在保留音頻信號原始特征，不丟失音頻信號特征參數的前提下，可極大減少采集過程產生的數據量，降低信號采集、數據處理過程中的資源消耗量，使得帶寬有限的通信網絡也能實現(xiàn)采集數據的實時傳輸。

????為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術解決方案：

一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，其特征在于：包括聲電傳感模塊、信號調理模塊、微控制器、通信模塊和電源模塊；所述聲電傳感模塊的輸出端與信號調理模塊的輸入端連接，所述信號調理模塊的輸出端與微控制器的模數轉換輸入端連接，所述微控制器的輸出端與通信模塊相連，所述通信模塊接收微控制器輸出的信號并將其傳送至遠程終端，所述電源模塊為整個裝置提供電能。

所述微控制器內置有能夠對信號調理模塊輸出信號進行高斯隨機采樣的控制軟件，該軟件可改變微控制器模數轉換輸入通道的采樣間隔。

所述微控制器為內置模數轉換輸入通道的低功耗單片機或數字信號處理器。

所述聲電傳感器為麥克風或駐極體傳聲器。

所述信號調理模塊為音頻濾波器或音頻放大器模塊。

所述通信模塊為RS232、RS485、CAN總線、以太網、GSM、CDMA或無線射頻通信模塊。

所述電源模塊為電池或直流穩(wěn)壓電源。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比的有益效果是：

?????基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，通過聲電傳感模塊采集音頻信號，經過信號調理后，微控制器對信號調理模塊輸出信號進行高斯隨機采樣，在保留聲音信號原始特征的同時，可極大減少聲音信號采樣過程獲取的數據量，降低采樣頻率，減少采集過程和數據處理過程的計算、存儲、電能資源消耗量，采集結果便于通過帶寬有限的通信網絡進行實時傳輸和遠程信號處理裝置的進一步后續(xù)處理。

附圖說明

????圖1為本實用新型內部各模塊連接圖。

圖2為本實用新型內置軟件流程圖。

具體實施方式

????本實施例中，參照圖1所示，一種基于高斯采樣的音頻信號采集裝置，包括聲電傳感模塊、信號調理模塊、微控制器、通信模塊和電源模塊。各模塊之間的連接關系是：所述聲電傳感模塊的輸出端與信號調理模塊的輸入端連接，所述信號調理模塊的輸出端與微控制器的模數轉換輸入端連接，所述微控制器的輸出端與通信模塊相連，所述通信模塊接收微控制器輸出的信號并將其傳送至遠程終端，所述電源模塊為整個裝置提供電能。所述聲電傳感器模塊為各種麥克風，也可采用駐極體傳聲器。?所述信號調理模塊為各種音頻濾波器，也可采用音頻放大器。?所述微控制器為內置模數轉換輸入通道的低功耗單片機，也可使用數字信號處理器。所述通信模塊為RS232、RS485、CAN總線、以太網、GSM、CDMA或無線射頻通信模塊。所述電源模塊為電池，也可采用直流穩(wěn)壓電源。

????微控制器內置有能夠對信號調理模塊輸出信號進行高斯隨機采樣的控制軟件，該軟件可改變微控制器模數轉換輸入通道的采樣間隔。

參照圖2所示，基于高斯采樣的音頻信號采集裝置的工作流程如下：

??步驟（1）：當裝置供電且程序初始化之后，微控制器設置各種高斯隨機采樣參數，包括隨機數發(fā)生器類型、初始隨機數種子、采樣時間窗、采樣次數等.

??步驟（2）：微控制器計算高斯隨機數，根據高斯隨機數計算結果，微控制器計算下一個采樣時刻值，且按照下一個采樣時刻之設置定時器且啟動定時器中斷。