CN111142070A - 一种基于声源的跟踪系统、跟踪方法及视频系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于声源的跟踪系统、跟踪方法及视频系统，包括探测模块阵列组，探测模块采用米字形阵列分布，用于探测声信号；信号预处理模块，用于对探测模块探测到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理；分析模块，根据信号预处理模块的预处理信息确定声源接近于哪些探测模块，从而确定声源的位置；该基于声源的跟踪系统能有效快捷的追踪到声源的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于声源的跟踪系统、跟踪方法及视频系统。
背景技术
视频泛指将一系列静态影像以电信号的方式加以捕捉、纪录、处理、储存、传送与重现的各种技术。连续的图像变化每秒超过24帧画面以上时，根据视觉暂留原理，人眼无法辨别单幅的静态画面；看上去是平滑连续的视觉效果，这样连续的画面叫做视频。视频技术最早是为了电视系统而发展，但现在已经发展为各种不同的格式以利消费者将视频记录下来。网络技术的发达也促使视频的纪录片段以串流媒体的形式存在于因特网之上并可被电脑接收与播放。视频与电影属于不同的技术，后者是利用照相术将动态的影像捕捉为一系列的静态照片。
然而目前的视频系统中并不具备跟踪的功能，在录制的时候常常需要转动摄像头，因此，有必要研发出一种跟踪系统，以供目前的直播行业和教育视频等使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能有效快捷的追踪到声源的位置的基于声源的跟踪系统、跟踪方法及视频系统。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种基于声源的跟踪系统，包括
探测模块阵列组，探测模块采用米字形阵列分布，用于探测声信号；
信号预处理模块，用于对探测模块探测到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理；
分析模块，根据信号预处理模块的预处理信息确定声源接近于哪些探测模块，从而确定声源的位置。
作为优选，所述探测模块为拾音器。
作为优选，所述信号预处理模块包括低噪滤波电路、增益控制电路和AD采样电路。
本发明还提供一种基于声源的跟踪系统的跟踪方法，包括以下步骤：
1)通过探测模块阵列组采集区域内的声音信号；
2)将声音信号输入到信号预处理模块内，将接收到的声信号进行低噪滤波处理、增益控制处理和AD采样处理；
3)分析模块根据处理后的声音信号确定出拾取音量最大的声音信号，并确定该信号是哪个探测模块拾取的，得出目标探测模块；
4)确定声源在目标探测模块附近，实现跟踪。
本发明还提供一种视频系统，包括摄像头、电动转台、控制装置，其特征在于，还包含有上述的跟踪系统。
作为优选，所述摄像头安装于电动转台上，所述摄像头、电动转台和跟踪系统均与控制装置电性连接。
作为优选，所述电动转台位于探测模块阵列组的中心位置或正前方。
本发明还提供一种视频系统的工作方法，包括以下步骤：
1)根据跟踪系统的各个探测模块的位置测定电动转台的转动角度，获得摄像头与探测模块位于同一直线的各个旋转角度；
2)将旋转角度写入控制装置内，通过模拟式的输入输出来控制电动转台的工作；
3)跟踪系统开始对探测模块阵列组内的声源进行探测；
4)跟踪系统确定声源的位置后将信息反馈给控制装置，随后控制装置开启电动转台根据预设的旋转角度，使得摄像头对着声源。
作为优选，所述电动转台位于探测模块阵列组的中心位置，所述电动转台的旋转角度为45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°。
作为优选，所述跟踪系统的探测间隔为0.8-1.3s，所述跟踪系统一旦探测不到声音则件信息反馈给控制装置，控制装置驱动电动转台进行复位，所述控制装置为PLC。
本发明的有益效果为：通过采用了呈米字形阵列分布的探测模块探测区域内的声音，并将每个探测模块收集到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理，然后根据声音的大少判断声源的位置，与传统的方式相比，并没有使用到复杂的计算，判断速度快；配合视频系统可以有效的满足直播行业、移动教学视频、多功能会议等方面的使用，录制的视频更加生动，减少使用者认为调整录像角度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明一种基于声源的跟踪系统的连接框图。
图2为本发明一种基于声源的跟踪系统的电动转台位于探测模块阵列组的正前方的示意图。
图中：
1、探测模块阵列组；2、信号预处理模块；3、分析模块；4、探测模块；5、低噪滤波电路；6、增益控制电路；7、AD采样电路；8、摄像头；9、电动转台；10、控制装置；11、摄像头视线；
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。
在实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“右侧”、“左端”、“上方”、“背面”、“中部”、“中间”、“前方”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
另外，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定，或钉销固定，或销轴连接，或粘合固定，或铆接固定等常规方式，因此，在实施例中不在详述。
实施例1
如图1所示，一种基于声源的跟踪系统，包括
探测模块阵列组1，探测模块4采用米字形阵列分布，用于探测声信号；
信号预处理模块2，用于对探测模块4探测到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理；
分析模块3，根据信号预处理模块的预处理信息确定声源接近于哪些探测模块4，从而确定声源的位置。
在本实施例中，所述探测模块4为拾音器。
在本实施例中，所述信号预处理模块3包括低噪滤波电路5、增益控制电路6和AD采样电路7。
本实施例还提供一种基于声源的跟踪系统的跟踪方法，包括以下步骤：
1)通过探测模块阵列组采集区域内的声音信号；
2)将声音信号输入到信号预处理模块内，将接收到的声信号进行低噪滤波处理、增益控制处理和AD采样处理；
3)分析模块根据处理后的声音信号确定出拾取音量最大的声音信号，并确定该信号是哪个探测模块拾取的，得出目标探测模块；
4)确定声源在目标探测模块附近，实现跟踪。
本实施例还提供一种视频系统，包括摄像头8、电动转台9、控制装置10，还包含有上述的跟踪系统。
在本实施例中，所述摄像头8安装于电动转台9上，所述摄像头8、电动转台9和跟踪系统均与控制装置10电性连接。
本实施例还提供一种视频系统的工作方法，包括以下步骤：
1)根据跟踪系统的各个探测模块的位置测定电动转台的转动角度，获得摄像头与探测模块位于同一直线的各个旋转角度；
2)将旋转角度写入控制装置内，通过模拟式的输入输出来控制电动转台的工作；
3)跟踪系统开始对探测模块阵列组内的声源进行探测；
4)跟踪系统确定声源的位置后将信息反馈给控制装置，随后控制装置开启电动转台根据预设的旋转角度，使得摄像头对着声源。
在本实施例中，所述电动转台位于探测模块阵列组的中心位置，所述电动转台的旋转角度为45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°。
在本实施例中，所述跟踪系统的探测间隔为0.8，所述跟踪系统一旦探测不到声音则件信息反馈给控制装置，控制装置驱动电动转台进行复位，所述控制装置为PLC。
实施例2
如图1-2所示，一种基于声源的跟踪系统，包括
探测模块阵列组1，探测模块4采用米字形阵列分布，用于探测声信号；
信号预处理模块2，用于对探测模块4探测到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理；
分析模块3，根据信号预处理模块的预处理信息确定声源接近于哪些探测模块4，从而确定声源的位置。
在本实施例中，所述探测模块4为拾音器。
在本实施例中，所述信号预处理模块3包括低噪滤波电路5、增益控制电路6和AD采样电路7。
本实施例还提供一种基于声源的跟踪系统的跟踪方法，包括以下步骤：
1)通过探测模块阵列组采集区域内的声音信号；
2)将声音信号输入到信号预处理模块内，将接收到的声信号进行低噪滤波处理、增益控制处理和AD采样处理；
3)分析模块根据处理后的声音信号确定出拾取音量最大的声音信号，并确定该信号是哪个探测模块拾取的，得出目标探测模块；
4)确定声源在目标探测模块附近，实现跟踪。
本实施例还提供一种视频系统，包括摄像头8、电动转台9、控制装置10，还包含有上述的跟踪系统。
在本实施例中，所述摄像头8安装于电动转台9上，所述摄像头8、电动转台9和跟踪系统均与控制装置10电性连接。
在本实施例中，所述电动转台9位于探测模块阵列组1的正前方。
本实施例还提供一种视频系统的工作方法，包括以下步骤：
1)根据跟踪系统的各个探测模块的位置测定电动转台的转动角度，获得摄像头与探测模块位于同一直线的各个旋转角度；
2)将旋转角度写入控制装置内，通过模拟式的输入输出来控制电动转台的工作；
3)跟踪系统开始对探测模块阵列组内的声源进行探测；
4)跟踪系统确定声源的位置后将信息反馈给控制装置，随后控制装置开启电动转台根据预设的旋转角度，使得摄像头对着声源。
在本实施例中，所述跟踪系统的探测间隔为1.3s，所述跟踪系统一旦探测不到声音则件信息反馈给控制装置，控制装置驱动电动转台进行复位，所述控制装置为PLC。
实施例3
如图1所示，一种基于声源的跟踪系统，包括
探测模块阵列组1，探测模块4采用米字形阵列分布，用于探测声信号；
信号预处理模块2，用于对探测模块4探测到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理；
分析模块3，根据信号预处理模块的预处理信息确定声源接近于哪些探测模块4，从而确定声源的位置。
在本实施例中，所述探测模块4为拾音器。
在本实施例中，所述信号预处理模块3包括低噪滤波电路5、增益控制电路6和AD采样电路7。
本实施例还提供一种基于声源的跟踪系统的跟踪方法，包括以下步骤：
1)通过探测模块阵列组采集区域内的声音信号；
2)将声音信号输入到信号预处理模块内，将接收到的声信号进行低噪滤波处理、增益控制处理和AD采样处理；
3)分析模块根据处理后的声音信号确定出拾取音量最大的声音信号，并确定该信号是哪个探测模块拾取的，得出目标探测模块；
4)确定声源在目标探测模块附近，实现跟踪。
本实施例还提供一种视频系统，包括摄像头8、电动转台9、控制装置10，还包含有上述的跟踪系统。
在本实施例中，所述摄像头8安装于电动转台9上，所述摄像头8、电动转台9和跟踪系统均与控制装置10电性连接。
本实施例还提供一种视频系统的工作方法，包括以下步骤：
1)根据跟踪系统的各个探测模块的位置测定电动转台的转动角度，获得摄像头与探测模块位于同一直线的各个旋转角度；
2)将旋转角度写入控制装置内，通过模拟式的输入输出来控制电动转台的工作；
3)跟踪系统开始对探测模块阵列组内的声源进行探测；
4)跟踪系统确定声源的位置后将信息反馈给控制装置，随后控制装置开启电动转台根据预设的旋转角度，使得摄像头对着声源。
在本实施例中，所述电动转台位于探测模块阵列组的中心位置，所述电动转台的旋转角度为45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°。
在本实施例中，所述跟踪系统的探测间隔为1s，所述跟踪系统一旦探测不到声音则件信息反馈给控制装置，控制装置驱动电动转台进行复位，所述控制装置为PLC。
实施例4
如图1-2所示，一种基于声源的跟踪系统，包括
探测模块阵列组1，探测模块4采用米字形阵列分布，用于探测声信号；
信号预处理模块2，用于对探测模块4探测到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理；
分析模块3，根据信号预处理模块的预处理信息确定声源接近于哪些探测模块4，从而确定声源的位置。
在本实施例中，所述探测模块4为拾音器。
在本实施例中，所述信号预处理模块3包括低噪滤波电路5、增益控制电路6和AD采样电路7。
本实施例还提供一种基于声源的跟踪系统的跟踪方法，包括以下步骤：
1)通过探测模块阵列组采集区域内的声音信号；
2)将声音信号输入到信号预处理模块内，将接收到的声信号进行低噪滤波处理、增益控制处理和AD采样处理；
3)分析模块根据处理后的声音信号确定出拾取音量最大的声音信号，并确定该信号是哪个探测模块拾取的，得出目标探测模块；
4)确定声源在目标探测模块附近，实现跟踪。
本实施例还提供一种视频系统，包括摄像头8、电动转台9、控制装置10，还包含有上述的跟踪系统。
在本实施例中，所述摄像头8安装于电动转台9上，所述摄像头8、电动转台9和跟踪系统均与控制装置10电性连接。
本实施例，所述电动转台9位于探测模块阵列组1的正前方。
本实施例还提供一种视频系统的工作方法，包括以下步骤：
1)根据跟踪系统的各个探测模块的位置测定电动转台的转动角度，获得摄像头与探测模块位于同一直线的各个旋转角度；
2)将旋转角度写入控制装置内，通过模拟式的输入输出来控制电动转台的工作；
3)跟踪系统开始对探测模块阵列组内的声源进行探测；
4)跟踪系统确定声源的位置后将信息反馈给控制装置，随后控制装置开启电动转台根据预设的旋转角度，使得摄像头对着声源。
在本实施例中，所述跟踪系统的探测间隔为1.2s，所述跟踪系统一旦探测不到声音则件信息反馈给控制装置，控制装置驱动电动转台进行复位，所述控制装置为PLC。
本发明的有益效果为：通过采用了呈米字形阵列分布的探测模块探测区域内的声音，并将每个探测模块收集到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理，然后根据声音的大少判断声源的位置，与传统的方式相比，并没有使用到复杂的计算，判断速度快；配合视频系统可以有效的满足直播行业、移动教学视频、多功能会议等方面的使用，录制的视频更加生动，减少使用者认为调整录像角度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于声源的跟踪系统，其特征在于：包括
探测模块阵列组，探测模块采用米字形阵列分布，用于探测声信号；
信号预处理模块，用于对探测模块探测到的声音信号进行低噪滤波、增益控制和AD采样预处理；
分析模块，根据信号预处理模块的预处理信息确定声源接近于哪些探测模块，从而确定声源的位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于声源的跟踪系统，其特征在于：所述探测模块为拾音器。
3.根据权利要求2所述的一种基于声源的跟踪系统，其特征在于：所述信号预处理模块包括低噪滤波电路、增益控制电路和AD采样电路。
4.一种基于声源的跟踪系统的跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)通过探测模块阵列组采集区域内的声音信号；
2)将声音信号输入到信号预处理模块内，将接收到的声信号进行低噪滤波处理、增益控制处理和AD采样处理；
3)分析模块根据处理后的声音信号确定出拾取音量最大的声音信号，并确定该信号是哪个探测模块拾取的，得出目标探测模块；
4)确定声源在目标探测模块附近，实现跟踪。
5.一种视频系统，包括摄像头、电动转台、控制装置，其特征在于，还包含有如权利要求1-3所述的跟踪系统。
6.根据权利要求5所述的一种视频系统，其特征在于：所述摄像头安装于电动转台上，所述摄像头、电动转台和跟踪系统均与控制装置电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种视频系统，其特征在于：所述电动转台位于探测模块阵列组的中心位置或正前方。
8.一种视频系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据跟踪系统的各个探测模块的位置测定电动转台的转动角度，获得摄像头与探测模块位于同一直线的各个旋转角度；
2)将旋转角度写入控制装置内，通过模拟式的输入输出来控制电动转台的工作；
3)跟踪系统开始对探测模块阵列组内的声源进行探测；
4)跟踪系统确定声源的位置后将信息反馈给控制装置，随后控制装置开启电动转台根据预设的旋转角度，使得摄像头对着声源。
9.根据权利要求8所述的一种视频系统的工作方法，其特征在于：所述电动转台位于探测模块阵列组的中心位置，所述电动转台的旋转角度为45°、90°、135°、180°、225°、270°和315°。
10.根据权利要求9所述的一种视频系统的工作方法，其特征在于：所述跟踪系统的探测间隔为0.8-1.3s，所述跟踪系统一旦探测不到声音则件信息反馈给控制装置，控制装置驱动电动转台进行复位，所述控制装置为PLC。
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