CN107424629A - 一种用于广播监播的辨音系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于广播监播的辨音系统及方法，包括信号处理模块，用于处理目标广播信号，得到目标广播信号中的音频信号；门限比较模块，用于滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换；中央处理器，用于控制门限比较模块的门限值，测算输入信号的频率，根据门限值和信号频率判别出目标音频信号中是语音或是音乐，并且中央处理器能够实时采集数据信息；数据存储模块，用于存储中央处理器采集的数据信息；结果输出模块，用于输出显示相应的结果。本发明辨音系统的实现几乎只用硬件即可实现，造价低且可行性高，占用软件资源极少。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于广播监播的辨音系统及方法，属于音频处理和广播监播领域。
背景技术
广播节目的监控一直是我国比较重视的问题，如何准确的分辨出广播音频中是语音或是音乐，一直是广播监播需要解决问题。
人声和音乐的判别具有其特殊使用环境。一方面目标音频信号要求只有语音或只有音乐两种情况，另一方面，不需要知道音频中的具体内容，需要做到实时判别。
现有的人声和音乐的判别技术，一种是从提取音频信号的特征参数出发，利用音频信号中出现人声和音频信号中没有人声时特征参数的不同之处，进行人声的检测和判别，反之即判为音乐。另一种是利用语言学的原理，对音频信号的线性预测倒谱系数或Mel频率倒谱系数进行特征提取，然后通过模板匹配技术来进行人声判别。
然而以上判别技术和方法过于复杂，计算量大，占用软硬件资源过多，可行性差。
发明内容
本发明提供了一种用于广播监播的辨音系统及方法，以用于分辨出广播音频中是语音或是音乐等。
本发明的技术方案是：一种用于广播监播的辨音系统，包括
信号处理模块，用于处理目标广播信号，得到目标广播信号中的音频信号；
门限比较模块，用于滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换；
中央处理器，用于控制门限比较模块的门限值，测算输入信号的频率，根据门限值和信号频率判别出目标音频信号中是语音或是音乐，并且中央处理器能够实时采集数据信息；
数据存储模块，用于存储中央处理器采集的数据信息；
结果输出模块，用于输出显示相应的结果。
所述信号处理模块包括滤波电路、放大电路、检波电路；其中滤波电路分别与放大电路、检波电路连接，放大电路与检波电路连接。
所述门限比较模块包括门限比较器U2、可变电位器；其中可变电位器连接门限比较器U2。
所述中央处理器包括单片机最小系统，固态非易失性电位器U3，电阻R12、R13；单片机最小系统分别连接固态非易失性电位器U3，电阻R12、R13。
所述固态非易失性电位器采用x90c系列电位器。
所述结果输出模块包括两个发光二极管D3、D4，通过D3、D4的亮灭来表示当前音频信号中是语音或是音乐。
所述结果输出模块还包括显示屏，通过显示屏对当前及历史判别结果进行输出和显示。
一种用于广播监播的辨音方法，包括：
S1、将目标广播信号输入信号处理模块；
S2、处理目标广播信号，得到目标广播信号中的音频信号；
S3、滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换；
S4、中央处理器接收门限比较模块输出的A/D转换后的音频信号并测算出此信号的频率值，通过门限比较模块的门限值和频率值判决出此信号中是语音或是音乐；
S5、中央处理器实时采集数据信息，并把这些数据信息存储在数据存储模块中；
S6、输出显示提取的相应的结果。
所述S2具体为：通过信号处理模块对接收到的目标广播信号进行滤波、放大、检波，得到目标广播信号中的音频信号。
所述S3具体为：将信号处理模块输出的音频信号输入门限比较模块，通过中央处理器控制门限比较模块的门限值，根据门限值的大小，滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换。
本发明的有益效果是：
1、本发明可以有效地分辨出广播音频中是语音或是音乐。
2、所述辨音系统的实现几乎只用硬件即可实现，造价低且可行性高，占用软件资源极少；
3、将中央处理器实时采集的相关信息存储在数据存储模块中，方便随时查看历史数据；
4、结果输出模块同时输出当前判别结果和n(如24)小时前的判别结果，可以判断当前的辨音结果与前一天的结果相比是否发生改变，方便广播监播。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图；
图2为本发明方法的流程图；
图3为本发明的电路原理图；
图4为单片机最小系统电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1-4所示，一种用于广播监播的辨音系统，包括
信号处理模块，用于处理目标广播信号，得到目标广播信号中的音频信号；
门限比较模块，用于滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换；
中央处理器，用于控制门限比较模块的门限值，测算输入信号的频率，根据门限值和信号频率判别出目标音频信号中是语音或是音乐，并且中央处理器能够实时采集数据信息；
数据存储模块，用于存储中央处理器采集的数据信息；
结果输出模块，用于输出显示相应的结果。
进一步地，所述信号处理模块可以为：包括滤波电路、放大电路、检波电路；其中滤波电路分别与放大电路、检波电路连接，放大电路与检波电路连接。
进一步地，所述门限比较模块可以为：包括门限比较器U2、可变电位器；其中可变电位器连接门限比较器U2。
进一步地，所述中央处理器可以为：包括单片机最小系统，固态非易失性电位器U3，电阻R12、R13；单片机最小系统分别连接固态非易失性电位器U3，电阻R12、R13。
进一步地，所述固态非易失性电位器可以采用x90c系列电位器。
进一步地，所述结果输出模块可以为：包括两个发光二极管D3、D4，通过D3、D4的亮灭来表示当前音频信号中是语音或是音乐。
进一步地，所述结果输出模块还可以包括显示屏，通过显示屏对当前及历史判别结果进行输出和显示。
一种用于广播监播的辨音方法，包括：
信号输入步骤，将目标广播信号输入信号处理模块；
信号处理步骤，处理目标广播信号，得到目标广播信号中的音频信号；
门限比较步骤，滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换；
频率测算与判别步骤，中央处理器接收门限比较模块输出的A/D转换后的音频信号并测算出此信号的频率值，通过门限比较模块的门限值和频率值判决出此信号中是语音或是音乐（比如：门限值设为检波后的音频信号幅值的0.2倍时，频率值大于20KHz，即判定为是音乐）；
数据采集与存储步骤，中央处理器实时采集数据信息，并把这些数据信息存储在数据存储模块中；
数据提取与结果输出步骤，输出显示提取的相应的结果。
进一步地，所述信号处理步骤具体可以为：通过信号处理模块对接收到的目标广播信号进行滤波、放大、检波，得到目标广播信号中的音频信号。
进一步地，所述门限比较步骤具体可以为：将信号处理模块输出的音频信号输入门限比较模块，通过中央处理器控制门限比较模块的门限值，根据门限值的大小，滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换。
进一步地，所述数据提取与结果输出步骤具体可以为：中央处理器从数据存储模块中提取出n(如24等)小时前播放音频信号中是语音或是音乐的判别结果并与当前的判别结果一起通过结果输出模块进行可视化显示。
所述滤波电路可以为由电阻R1和电容C1，电阻R8和电容C3组成；放大电路可以为由电阻R2、R4、变阻器R3、电容C2和运算放大器U1组成；检波电路可以为由电阻R5、R6、R7、二极管D1、D2、运算放大器U1组成。
所述门限比较模块可以为由电阻R9、R10、门限比较器U2组成。
所述固态非易失性电位器U3的5管脚通过电阻R10连接门限比较器U2的正端，3管脚和8管脚连接+5V直流电压源，6管脚和4管脚接地，1、2、7管脚分别接单片机的三个控制管脚；发光二极管D3、D4分别通过电阻R12、R13接单片机的两个控制管脚；门限比较器的输出端接单片机的定时/计数器端，门限比较部分的门限电压值可以通过单片机控制固态非易失性电位器U3来改变。
滤波电路中电阻R1的一端作为输入端接入广播信号，另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端接地；电阻R1和电阻C1相连的端点接放大电路中电阻R2的一端；
放大电路中电阻R2的另一端连接滑动变阻器R3的一端和运算放大器U1的2管脚，变阻器R3的其余两管脚相连后同时与运算放大器U1的1管脚、电容C2的一端、电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端和运算放大器U1的3管脚接地，电容C2的另一端作为输出端连接到检波电路中电阻R5的一端；
检波电路中电阻R5的另一端与运算放大器U1的6管脚、电阻R6的一端和二极管D1的正极相连接，二极管D1的负极与运算放大器U1的7管脚和二极管D2的正极相连接，二极管D2的负极与电阻R6的另一端、电阻R7的一端和滤波电路中电阻R8的一端相连接，电阻R7的另一端和运算放大器U1的5管脚接地；
滤波电路中电阻R8的另一端与电容C3和门限比较模块电路中的电阻R9相连接，电容C3的另一端接地；门限比较模块电路中电阻R9的另一端接门限比较器U2的负端，门限比较器U2的正端接电阻R10的一端，门限比较器U2的输出端接中央处理器电路中单片机的P3.5管脚，电阻R10的另一端接中央处理器电路中固态非易失性电位器U3的5管脚；
中央处理器中固态非易失性电位器U3的3管脚和8管脚接电源，4管脚和6管脚接地，1管脚、2管脚、7管脚分别连接单片机的36管脚、35管脚、34管脚，单片机的33管脚连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接二极管D3的正极，二极管D3负极接地，单片机的32管脚连接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接二极管D4的正极，二极管D4负极接地。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种用于广播监播的辨音系统，其特征在于：包括
信号处理模块，用于处理目标广播信号，得到目标广播信号中的音频信号；
门限比较模块，用于滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换；
中央处理器，用于控制门限比较模块的门限值，测算输入信号的频率，根据门限值和信号频率判别出目标音频信号中是语音或是音乐，并且中央处理器能够实时采集数据信息；
数据存储模块，用于存储中央处理器采集的数据信息；
结果输出模块，用于输出显示相应的结果。
2.根据权利要求1所述的用于广播监播的辨音系统，其特征在于：所述信号处理模块包括滤波电路、放大电路、检波电路；其中滤波电路分别与放大电路、检波电路连接，放大电路与检波电路连接。
3.根据权利要求1所述的用于广播监播的辨音系统，其特征在于：所述门限比较模块包括门限比较器U2、可变电位器；其中可变电位器连接门限比较器U2。
4.根据权利要求1所述的用于广播监播的辨音系统，其特征在于：所述中央处理器包括单片机最小系统，固态非易失性电位器U3，电阻R12、R13；单片机最小系统分别连接固态非易失性电位器U3，电阻R12、R13。
5.根据权利要求4所述的用于广播监播的辨音系统，其特征在于：所述固态非易失性电位器采用x90c系列电位器。
6.根据权利要求1所述的用于广播监播的辨音系统，其特征在于：所述结果输出模块包括两个发光二极管D3、D4，通过D3、D4的亮灭来表示当前音频信号中是语音或是音乐。
7.根据权利要求6所述的用于广播监播的辨音系统，其特征在于：所述结果输出模块还包括显示屏，通过显示屏对当前及历史判别结果进行输出和显示。
8.一种用于广播监播的辨音方法，其特征在于：包括：
S1、将目标广播信号输入信号处理模块；
S2、处理目标广播信号，得到目标广播信号中的音频信号；
S3、滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换；
S4、中央处理器接收门限比较模块输出的A/D转换后的音频信号并测算出此信号的频率值，通过门限比较模块的门限值和频率值判决出此信号中是语音或是音乐；
S5、中央处理器实时采集数据信息，并把这些数据信息存储在数据存储模块中；
S6、输出显示提取的相应的结果。
9.根据权利要求8所述的用于广播监播的辨音方法，其特征在于：所述S2具体为：通过信号处理模块对接收到的目标广播信号进行滤波、放大、检波，得到目标广播信号中的音频信号。
10.根据权利要求8所述的用于广播监播的辨音方法，其特征在于：所述S3具体为：将信号处理模块输出的音频信号输入门限比较模块，通过中央处理器控制门限比较模块的门限值，根据门限值的大小，滤除音频中幅值低于门限值的信号，完成模拟信号到数字信号的转换。
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