CN110312189A - 一种基于无线自组网的音频采集系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无线自组网的音频采集系统，包括服务端、传输端和采集端，所述传输端包括自组网模块，且所述服务端和所述采集端通过所述自组网模块进行信息传输；所述采集端包括音频采集卡阵列，所述音频采集卡阵列的输出端连接有滤波放大模块的输入端，所述滤波放大模块的输出端连接有模数转换模块的输入端，所述模数转换模块的输出端连接有音频推送模块的输入端。有益效果：本发明通过独立搭建自组网模块进行信息传输，实现音频信息的远距离传输，多模式音频信息调整，利于减少外界杂音信号的干扰以及信号传输的不稳定性，实现高效率音频信息传输。

Description

一种基于无线自组网的音频采集系统
技术领域
本发明涉及数据采集技术领域，具体来说，涉及一种基于无线自组网的音频采集系统。
背景技术
麦克风阵列技术起步于上世纪七八十年代，在这之后的很长的一段时间里主要是进行声学、算法等领域的基础研究。近年来随着相关基础研究的日趋成熟以及物联网时代到来，得益于在语音增强、语音识别、声源定位、空域滤波等语音信号处理上的优势，麦克风阵列技术正逐步在会议系统、机器人、玩具、智能家居等各个领域得到应用，为传统的产品提供了新的人机交互的入口，大大便利了人们的生产、生活，具有广阔得市场前景。
在麦克风阵列技术应用过程中，首先要解决的就是音频数据的采集，采集音频质量的优劣直接影响到后面对语音信号的处理。目前市场上的解决方案大致分两种：
1、使用模拟麦克风采集声音信号，通过音频CODEC将模拟信号转变成数字信号，并对信号进行滤波、增益调节等处理，最后将音频数据传给PC端或者微处理器作回声消除、语音识别、声源定位等操作。对于麦克风数量大于四个的麦克风阵列，一般需要多个CODEC级联，这样所产生的音频流，很难做到满足标准的通信协议，所以需要在微处理器与音频CODEC间增加一个FPGA对音频数据流进行处理，以使其满足某类标准的协议。
2、使用数字麦克风，选用具有多个数字音频输入接口的微处理器，直接将麦克风的数字信号传给微处理器。
目前常见的两种麦克风阵列音频采集方案都各有其缺点，对于使用模拟麦克风的方案，在多麦克风时必须要在微处理器与音频CODEC之间增加一个FPGA才能实现而二者的通信，而目前FPGA的价格一般都比较高，且FPGA的开发难度相对比较大，需要付出较高的时间、人力成本。对于使用数字麦克风的方案，首先数字麦克风价格比模拟麦克风要高很多；其次数字麦克风的灵敏度做不到模拟麦克风那么高，因此不太适合做远场麦克风阵列；最后，目前市场上很少有超过四个数字音频输入接口的微处理器，即使有，价格也必然很高。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明的目的是提出一种基于无线自组网的音频采集系统，通过独立搭建自组网模块进行信息传输，实现音频信息的远距离传输，多模式音频信息调整，利于减少外界杂音信号的干扰以及信号传输的不稳定性，实现高效率音频信息传输，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于无线自组网的音频采集系统，包括服务端、传输端和采集端，所述传输端包括自组网模块，且所述服务端和所述采集端通过所述自组网模块进行信息传输；
所述采集端包括音频采集卡阵列，所述音频采集卡阵列的输出端连接有滤波放大模块的输入端，所述滤波放大模块的输出端连接有模数转换模块的输入端，所述模数转换模块的输出端连接有音频推送模块的输入端，所述音频推送模块的输出端连接有数模转换模块的输入端，所述数模转换模块的输出端连接有音频输出模块的输入端，其中；
所述服务端，用于保障服务以及提供服务请求；
所述传输端，用于信息传输；
所述采集端，用于音频信息采集；
所述自组网模块，用于搭建自组网进行信息传输；
所述音频采集卡阵列，用于音频信息阵列采集；
所述滤波放大模块，用于特征信息调整放大；
所述模数转换模块，用于模数信息转换；
所述音频推送模块，用于音频信息推送；
所述数模转换模块，用于数模信息转换；
所述音频输出模块，用于音频信息输出。
进一步的，所述滤波放大模块的输出端分别连接有过滤处理模块的输入端和低频模拟信号调整模块的输入端，所述过滤处理模块的输出端和所述低频模拟信号调整模块的输出端分别与所述模数转换模块的输入端相连接，其中；
所述过滤处理模块，用于音频信息过滤；
所述低频模拟信号调整模块，用于低频模拟信号调整。
进一步的，所述音频推送模块的输出端连接有特征提取模块的输入端，所述特征提取模块的输出端连接有存储模块的输入端，其中；
所述特征提取模块，用于特征信息提取；
所述存储模块，用于信息存储。
进一步的，所述音频推送模块的输出端分别连接有路径优化模块的输入端和降噪筛选模块的输入端，所述路径优化模块的输出端和所述降噪筛选模块的输出端分别与所述数模转换模块的输入端相连接，其中；
所述路径优化模块，用于传输路径优化；
所述降噪筛选模块，用于降噪筛选处理。
进一步的，所述数模转换模块的输出端分别连接有人机交互模块的输入端和信息存储模块的输入端，其中；
所述人机交互模块，用于用户通过人机交互界面与系统交流并进行操作；
所述信息存储模块，用于信息存储。
本发明的有益效果：
1、本发明通过独立搭建自组网模块进行信息传输，实现音频信息的远距离传输，而通过集成采集端进行音频信息采集，实现音频质量效果好且抗干扰。
2、本发明通过音频采集卡阵列实现多组音频信息采集，而通过模数转换模块和音频推送模块以及数模转换模块，实现受周围环境影响较小、抗干扰能力更强、音频质量效果更好的音频信息采集。
3、本发明通过过滤处理模块和低频模拟信号调整模块以及路径优化模块和降噪筛选模块，实现多模式音频信息调整，利于减少外界杂音信号的干扰以及信号传输的不稳定性，实现高效率音频信息传输，而特征提取模块和存储模块利于重要信息存储，实用性强。
综上所述，本发明通过独立搭建自组网模块进行信息传输，实现音频信息的远距离传输，多模式音频信息调整，利于减少外界杂音信号的干扰以及信号传输的不稳定性，实现高效率音频信息传输。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的基于无线自组网的音频采集系统的原理框图；
图2是根据本发明实施例的基于无线自组网的音频采集系统的采集端的原理框图。
图中：
1、服务端；2、传输端；3、采集端；4、自组网模块；5、音频采集卡阵列；6、滤波放大模块；7、模数转换模块；8、音频推送模块；9、数模转换模块；10、音频输出模块；11、过滤处理模块；12、低频模拟信号调整模块；13、特征提取模块；14、存储模块；15、路径优化模块；16、降噪筛选模块；17、人机交互模块；18、信息存储模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种基于无线自组网的音频采集系统。
如图1-2所示，根据本发明实施例所述的基于无线自组网的音频采集系统，包括服务端1、传输端2和采集端3，所述传输端2包括自组网模块4，且所述服务端1和所述采集端3通过所述自组网模块4进行信息传输；
所述采集端3包括音频采集卡阵列5，所述音频采集卡阵列5的输出端连接有滤波放大模块6的输入端，所述滤波放大模块6的输出端连接有模数转换模块7的输入端，所述模数转换模块7的输出端连接有音频推送模块8的输入端，所述音频推送模块8的输出端连接有数模转换模块9的输入端，所述数模转换模块9的输出端连接有音频输出模块10的输入端，其中；
所述服务端1，用于保障服务以及提供服务请求；
所述传输端2，用于信息传输；
所述采集端3，用于音频信息采集；
所述自组网模块4，用于搭建自组网进行信息传输；
所述音频采集卡阵列5，用于音频信息阵列采集；
所述滤波放大模块6，用于特征信息调整放大；
所述模数转换模块7，用于模数信息转换；
所述音频推送模块8，用于音频信息推送；
所述数模转换模块9，用于数模信息转换；
所述音频输出模块10，用于音频信息输出。
借助于上述技术方案，通过独立搭建自组网模块进行信息传输，实现音频信息的远距离传输，而通过集成采集端3进行音频信息采集，实现音频质量效果好且抗干扰。通过音频采集卡阵列5实现多组音频信息采集，而通过模数转换模块7和音频推送模块8以及数模转换模块9，实现受周围环境影响较小、抗干扰能力更强、音频质量效果更好的音频信息采集。
在一个实施例中，所述滤波放大模块6的输出端分别连接有过滤处理模块11的输入端和低频模拟信号调整模块12的输入端，所述过滤处理模块11的输出端和所述低频模拟信号调整模块12的输出端分别与所述模数转换模块7的输入端相连接，其中；
所述过滤处理模块11，用于音频信息过滤；
所述低频模拟信号调整模块12，用于低频模拟信号调整。
在一个实施例中，所述音频推送模块8的输出端连接有特征提取模块13的输入端，所述特征提取模块13的输出端连接有存储模块14的输入端，其中；
所述特征提取模块13，用于特征信息提取；
所述存储模块14，用于信息存储。
在一个实施例中，所述音频推送模块8的输出端分别连接有路径优化模块15的输入端和降噪筛选模块16的输入端，所述路径优化模块15的输出端和所述降噪筛选模块16的输出端分别与所述数模转换模块9的输入端相连接，其中；
所述路径优化模块15，用于传输路径优化；
所述降噪筛选模块16，用于降噪筛选处理。
在一个实施例中，所述数模转换模块9的输出端分别连接有人机交互模块17的输入端和信息存储模块18的输入端，其中；
所述人机交互模块17，用于用户通过人机交互界面与系统交流并进行操作；
所述信息存储模块18，用于信息存储。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，可实现如下效果：
1、本发明通过独立搭建自组网模块进行信息传输，实现音频信息的远距离传输，而通过集成采集端3进行音频信息采集，实现音频质量效果好且抗干扰。
2、本发明通过音频采集卡阵列5实现多组音频信息采集，而通过模数转换模块7和音频推送模块8以及数模转换模块9，实现受周围环境影响较小、抗干扰能力更强、音频质量效果更好的音频信息采集。
3、本发明通过过滤处理模块11和低频模拟信号调整模块12以及路径优化模块15和降噪筛选模块16，实现多模式音频信息调整，利于减少外界杂音信号的干扰以及信号传输的不稳定性，实现高效率音频信息传输，而特征提取模块13和存储模块14利于重要信息存储，实用性强。
综上所述，本发明通过独立搭建自组网模块进行信息传输，实现音频信息的远距离传输，多模式音频信息调整，利于减少外界杂音信号的干扰以及信号传输的不稳定性，实现高效率音频信息传输。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于无线自组网的音频采集系统，其特征在于，包括服务端(1)、传输端(2)和采集端(3)，所述传输端(2)包括自组网模块(4)，且所述服务端(1)和所述采集端(3)通过所述自组网模块(4)进行信息传输；
所述采集端(3)包括音频采集卡阵列(5)，所述音频采集卡阵列(5)的输出端连接有滤波放大模块(6)的输入端，所述滤波放大模块(6)的输出端连接有模数转换模块(7)的输入端，所述模数转换模块(7)的输出端连接有音频推送模块(8)的输入端，所述音频推送模块(8)的输出端连接有数模转换模块(9)的输入端，所述数模转换模块(9)的输出端连接有音频输出模块(10)的输入端，其中；
所述服务端(1)，用于保障服务以及提供服务请求；
所述传输端(2)，用于信息传输；
所述采集端(3)，用于音频信息采集；
所述自组网模块(4)，用于搭建自组网进行信息传输；
所述音频采集卡阵列(5)，用于音频信息阵列采集；
所述滤波放大模块(6)，用于特征信息调整放大；
所述模数转换模块(7)，用于模数信息转换；
所述音频推送模块(8)，用于音频信息推送；
所述数模转换模块(9)，用于数模信息转换；
所述音频输出模块(10)，用于音频信息输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的音频采集系统，其特征在于，所述滤波放大模块(6)的输出端分别连接有过滤处理模块(11)的输入端和低频模拟信号调整模块(12)的输入端，所述过滤处理模块(11)的输出端和所述低频模拟信号调整模块(12)的输出端分别与所述模数转换模块(7)的输入端相连接，其中；
所述过滤处理模块(11)，用于音频信息过滤；
所述低频模拟信号调整模块(12)，用于低频模拟信号调整。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的音频采集系统，其特征在于，所述音频推送模块(8)的输出端连接有特征提取模块(13)的输入端，所述特征提取模块(13)的输出端连接有存储模块(14)的输入端，其中；
所述特征提取模块(13)，用于特征信息提取；
所述存储模块(14)，用于信息存储。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的音频采集系统，其特征在于，所述音频推送模块(8)的输出端分别连接有路径优化模块(15)的输入端和降噪筛选模块(16)的输入端，所述路径优化模块(15)的输出端和所述降噪筛选模块(16)的输出端分别与所述数模转换模块(9)的输入端相连接，其中；
所述路径优化模块(15)，用于传输路径优化；
所述降噪筛选模块(16)，用于降噪筛选处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线自组网的音频采集系统，其特征在于，所述数模转换模块(9)的输出端分别连接有人机交互模块(17)的输入端和信息存储模块(18)的输入端，其中；
所述人机交互模块(17)，用于用户通过人机交互界面与系统交流并进行操作；
所述信息存储模块(18)，用于信息存储。
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