CN110648688A - 一种控制声波的检波识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及声波识别技术领域，具体地说，涉及一种控制声波的检波识别方法，其包括以下步骤：打开软件，启动声波识别模块；读取声波信号；对声波信号进行加窗变换，将时域信号转换为频域信号；判断是否出现特征信号；若是，执行相应功能模块，然后进行下一步；若否，直接进行下一步；判断是否为连续检测工作，若是，返回步骤二，重复步骤；若否，则退出结束。本发明成本低，容量大，控制灵敏度和识别率较高。

Description

一种控制声波的检波识别方法
技术领域
本发明涉及声波识别技术领域，具体地说，涉及一种控制声波的检波识别方法。
背景技术
遥控技术是对受控对象进行远距离控制和监测的技术。它是利用自动控制技术，通信技术和计算机技术而形成的一门综合性技术。一般都是指对远距离的受控对象的单一的或两种极限动作进行控制的技术，在人们的生产生活中具有广泛的应用空间。
完成遥控任务的整套设备称遥控系统。遥控系统既可传送离散的控制信息(例如开关的通断)，也可传送连续的控制信息(例如控制发动机油门大小)。一般用无线电信道传输控制信息(指令)，如遥控距离较近或被控对象在低空飞行(如反坦克导弹)，也可用光通信线路或有线电通信方法传输控制信息。随着遥控技术的发展及应用，目前很多家用电器都采用了遥控技术，例如：照明系统、电视机、空调、冰箱、音响等。
红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低、成本低、易实现等显著优点。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，并且由于红外光的波长远小于无线电波的波长，所以红外遥控不会影响其它家用电器，也不会影响临近的无线电设备。因此，现有的家电遥控技术多数采用的都是红外遥控。
以照明系统为例，其已经采用了红外遥控技术实现了对照明设备的开启或关闭、以及亮度调节等功能的遥控。红外通信是利用950nm近红外波段做为信息的载体来实现两点之间的近距离保密通信和信息转发，红外通信的基本原理就是发送端将二进制信号调制成某一频率的脉冲序列，通过驱动LED以光脉冲的形式将信号发射出去，接收端利用光电二极管将接收到的光脉冲转换为电信号，再经过放大、滤波等环节处理后送给解调电路解调，还原为二进制数字信号输出，红外发射部分对一个红外辐射源调制后发射红外信号，接收部分是利用光学装置和红外探测仪进行接收。红外通信通用性较差，需要为每一个家电单独配置遥控器。
市面也出现一些采用声波控制的遥控系统，其具有通用性高及不依赖周边环境的优点。然而，目前的声波遥控电路成本高，容量低，控制的灵敏度和识别率较差。
发明内容
本发明的内容是提供一种控制声波的检波识别方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的一种控制声波的检波识别方法，其包括以下步骤：
一、打开软件，启动声波识别模块；
二、读取声波信号；
三、对声波信号进行加窗变换，将时域信号转换为频域信号；
四、判断是否出现特征信号；若是，执行相应功能模块，然后进行下一步；若否，直接进行下一步；
五、判断是否为连续检测工作，若是，返回步骤二，重复步骤；若否，则退出结束。
作为优选，步骤三中，在加窗变换时，选取适合的窗口尺寸，在每个窗口处通过类傅里叶变换将时域的音频信号转换为频域信号。
作为优选，声波信号是复合波。
作为优选，步骤二中，读取声波信号是从麦克风中读取。
作为优选，步骤四中，判断是否出现特征信号的方法是对比预设的信号模型，当出现匹配的模型时则判定出现特征信号。
本发明给遥控系统提供一种新型的简易的低成本大容量的控制方式，控制灵敏度和识别率较高，而且能够连续工作。
附图说明
图1为实施例1中一种控制声波的检波识别方法的流程图；
图2为实施例1中声波信号的波形图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种控制声波的检波识别方法，其包括以下步骤：
一、打开软件，启动声波识别模块；
二、读取声波信号；
三、对声波信号进行加窗变换，将时域信号转换为频域信号；
四、判断是否出现特征信号；若是，执行相应功能模块，然后进行下一步；若否，直接进行下一步；
五、判断是否为连续检测工作，若是，返回步骤二，重复步骤；若否，则退出结束。
本实施例中，步骤三中，在加窗变换时，选取适合的窗口尺寸，在每个窗口处通过类傅里叶变换将时域的音频信号转换为频域信号。
本实施例中，声波信号是复合波。
本实施例中，步骤二中，读取声波信号是从麦克风中读取。
本实施例中，步骤四中，判断是否出现特征信号的方法是对比预设的信号模型，当出现匹配的模型时则判定出现特征信号。
因为声波信号是一连续信号，所以在加窗变换时，选取适合的窗口尺寸，在每个窗口处通过类傅里叶变换将时域的音频信号转换为频域信号，同时，变换时会对声波信号进行叠加处理，这样可以提高有效信号幅度，同时降低本底噪声，提高信噪比，可以大幅提高控制的灵敏度和识别率。
声波信号与常规声控信号相比，这里的声波信号是一复合波而不是单一频率的二进制信号。例如，这里的声波信号由一个基频信号和多个倍频信号合成，基频信号与倍频信号的度可以是不同的，比如倍频信号幅度为基频信号的1/2/、1/3、1/4或其他幅度，这样，一个声波信号就可以包含非常大的数据量。
它的优点：在现有的技术手段下，声波信号的基频信号与倍频信号都是非常准确的，在传输过程中不存在频率漂移的问题。同时，信号幅度采用的是相对值而不是绝对值，这样我们可以通过软件滤波，提高信噪比的同时不会引起信号失真。这样的信号在整个传输过程中不易失真，也不容易受到突发信号的干扰。
如图2所示，一个声波可以包含图2所示的多个频率段的信号，当终端接收到上图的编码组合后，经过加窗变换，可以计算还原出本身的信号信息“sin(x)+1/2sin(2x)+1/4sin(3x)”，再将此信息传递给后续功能模块进行处理，这样，经过特定的计算可以提高灵敏度，使整个控制过程更加稳定，避免误触发。
加窗具体为：根据通讯系统的编码设定，选取适合的长度，将收到的信号分为一段一段的处理，从视觉上看，就像从整个波形上开了一个一个的窗口，然后分别处理每个窗口的数据。这个的关键在于每段信号的长度选取，要兼顾信号的完整性与处理速度。
变换具体为：其核心内容是类傅里叶变换，即将时域的音频信号转换为频域信号进行处理。对于我们收到的信号，经过麦克风与放大器等一些列硬件处理后，会输出一段关于声压的信号。我们每次处理上面窗口内的数据，将其转换为频域信号。特别的是，这里的类傅里叶变换结果的信号幅度会随着信号长度增加而增加，而干扰信号幅度增加则很有限，则会提供信噪比，有利于信号识别。
连续检测工作的判断中，在启用“识别模块”时附带一个参数，当参数为“真”时，为连续检测；当参数为“假”时，为单次检测。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种控制声波的检波识别方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、打开软件，启动声波识别模块；
二、读取声波信号；
三、对声波信号进行加窗变换，将时域信号转换为频域信号；
四、判断是否出现特征信号；若是，执行相应功能模块，然后进行下一步；若否，直接进行下一步；
五、判断是否为连续检测工作，若是，返回步骤二，重复步骤；若否，则退出结束。
2.根据权利要求1所述的一种控制声波的检波识别方法，其特征在于：步骤三中，在加窗变换时，选取适合的窗口尺寸，在每个窗口处通过类傅里叶变换将时域的音频信号转换为频域信号。
3.根据权利要求2所述的一种控制声波的检波识别方法，其特征在于：声波信号是复合波。
4.根据权利要求3所述的一种控制声波的检波识别方法，其特征在于：步骤二中，读取声波信号是从麦克风中读取。
5.根据权利要求4所述的一种控制声波的检波识别方法，其特征在于：步骤四中，判断是否出现特征信号的方法是对比预设的信号模型，当出现匹配的模型时则判定出现特征信号。
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