[發明專利]一種基于聲學傳感器陣列和圖像識別的聲源處理系統的控制方法

有效

• 申請號: 201811332304.2
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109688371B
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 陳勁;劉榮;佟穎;關升;段發階;閆磊;蔣佳佳;李凱凱
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;H04N7/10;H04N7/15;H04N5/92;G10L25/48;G10L25/51;G10L21/10
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王海濱;孫秋媛

1.一種基于聲學傳感器陣列和圖像識別的聲源處理系統的控制方法，其特征在于：所述聲源處理系統包括：

聲學與圖像信號混合終端，用于感應采集聲源的聲音及圖像信號并處理為等長的聲學數據幀和圖像數據幀組成的數據包；

傳輸模塊，用于傳送所述數據包；

上位機，用于接收所述數據包，將該數據包中的聲學數據幀和圖像數據幀處理為聲學數據和圖像數據，得到聲學數據波形圖及視頻圖像；

其中，所述聲學與圖像信號混合終端包括：

聲學傳感器陣列，用于感應采集聲源的聲音信號，聲學傳感器陣列上設有8個支路，且在每個支路上設有8個聲學傳感器單元，8個聲學傳感器單元包括4個主通道傳感器和4個附屬通道傳感器，每個主通道傳感器與其相對應的附屬通道傳感器通過平行雙絞線連接，共計在聲學傳感器陣列上設有32個主通道傳感器和32個附屬通道傳感器，并且聲學傳感器單元在曲面或平面上呈螺旋漸開型圓陣分布；

數字聲信號處理模塊，用于接收所述聲音信號進行處理并轉換為數字信號；

圖像傳感器，位于所述聲學傳感器陣列的中心，用于拍攝所述聲源的光學圖像；

主控單元，用于接收所述數字信號和光學圖像，根據所述數字信號和光學圖像處理得到聲學數據幀和圖像數據幀合并為數據包后，并將該數據包發送至傳輸模塊，其中，所述主控單元中包括：

晶體振蕩器，用于發出振蕩信號；

位時鐘鎖相環，用于將振蕩信號轉換為位時鐘信號發送至位時鐘分配單元中；

字節鎖相環，用于將振蕩信號轉換為字節時鐘信號，并發送至字節時鐘分配單元中；

位時鐘分配單元，用于接收位時鐘信號并分配出與轉換器相對應的位時鐘輸出信號；

字節時鐘分配單元，用于接收位時鐘信號并分配出與轉換器相對應的字節時鐘輸出信號；

轉換器，用于接收位時鐘輸出信號及字節時鐘輸出信號分別轉換發送至聲學傳感器單元中

所述控制方法包括以下步驟：

(1)搭建安裝好聲學與圖像信號混合終端，線路連接完畢后，啟動聲學與圖像信號混合終端，檢查是否該聲學與圖像信號混合終端運行正常；

(2)啟動聲學與圖像信號混合終端開始工作，采集聲源的聲音及圖像信號后，對該聲音及圖像信號進行處理為等長的聲學數據幀和圖像數據幀組成的數據包，并將所述數據包發送至傳輸模塊；

(2-1)主控單元的晶體振蕩器分別通過位時鐘鎖相環與字節時鐘鎖相環轉換為位時鐘信號及字節時鐘信號，并將信號發送至位時鐘分配單元及字節時鐘分配單元中；

(2-2)位時鐘分配單元通過8個時鐘分配器分配出32個位時鐘輸出信號，并將該位時鐘輸出信號發送至轉換器中，同時字節時鐘分配單元通過8個時鐘分配器分配出32個字節時鐘信號輸出信號，并將該字節時鐘輸出信號發送至與其逐一對應的32個轉換器中；

(2-3)轉換器接收到位時鐘輸出信號與字節時鐘信號輸出信號后，將所述32個位時鐘輸出信號及32個字節時鐘輸出信號轉換后發送至與其逐一對應的32個主通道傳感器中，每個主通道傳感器傳輸將位時鐘輸出信號與字節時鐘信號輸出信號至與其相對應的附屬通道傳感器中，從而完成聲學傳感器單元的位時鐘信號及字節時鐘信號的同步；

(2-4)在位時鐘信號與字節時鐘信號同步完成后，觸發聲學傳感器單元工作，采集聲源的聲音信號，并將該聲音信號發送至數字聲信號處理模塊；

(2-5)所述數字聲信號處理模塊對所述聲音信號進行處理轉換為數字信號，并將該數字信號發送至主控單元，經過主控單元的處理將數字信號處理為等長的聲學數據幀和圖像數據幀組成的數據包，將該數據包發送至傳輸模塊；

(3)所述傳輸模塊將所述數據包傳輸至上位機，所述上位機分別接收所述數據包的聲學數據幀和圖像數據幀，采用內存映射的方式分別創建聲學文件與圖像文件，使用內存操作操縱文件；

(4)在創建所述聲學文件與圖像文件后，分別將所述聲學數據幀和圖像數據幀解析為聲學數據及圖像數據，并將該聲學數據及圖像數據分別存儲在所述創建的聲學文件及圖像文件中；

(4-1)預先設定一個指針指向已創建的所述聲學文件或圖像文件；

(4-2)將接收到的所述聲學數據幀和圖像數據幀解析為聲學數據及圖像數據，并將該聲學數據及圖像數據存儲至所述指針指向的聲學文件或圖像文件中；

(4-3)當所述聲學文件或圖像文件存儲滿后，關閉該聲學文件或圖像文件，并將指針指向新的文件；

(4-4)重復步驟(4-1)-(4-3)，直至聲學數據和圖像數據停止傳輸，釋放指針，并關閉所述指針指向的文件；

(5)根據所述聲學與圖像信號混合終端的支路號及通道號采集處理得到的聲學數據及圖像數據，通過所述上位機分別顯示出聲學數據波形圖及視頻圖像；

(6)在所述上位機上同時顯示聲學數據波形圖及視頻圖像以便于進行同步性的比較，從而完成聲源數據的提取與分析。