CN117459864B - 一种自动调节发射功率的无线话筒系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调节发射功率的无线话筒系统，属于无线通信技术领域，包括无线发射控制单元用于控制无线话筒的信号发送强度；获取单元，用于获取无线话筒工作时的声音信息；处理分析单元，用于对获取到的声音信息进行处理分析，并根据分析的结果判断是否生成调节指令；调整单元，根据调整指令对无线发射控制单元的发射功率进行调整，以调整无线话筒的信号发送强度。本发明可以根据声音的状况值情况、影响系数以及无线话筒距离无线话筒接收器之间的直线长度进行综合分析，来调整发射功率，以及时的声音进行调整，保证听众能够听清。

Description

一种自动调节发射功率的无线话筒系统

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种自动调节发射功率的无线话筒系统。

背景技术

无线话筒是一种常见的音频设备，它能够将声音信号通过无线电波传输到接收器，实现远距离的语音传输。无线话筒主要通过声音传感器采集声音信号并转换为电信号，经过调制后通过无线电波传输到接收器，接收器解调并放大信号，最终通过扬声器播放出来。它适应于舞台、讲台等场合。

无线话筒在使用过程中，由于话筒被使用者手持，其与接收器之间的距离会随着使用者移动而移动，若使用者离开接收器太远，会使发生话筒发出的声音不够清晰，或者声音断断续续，导致听众听不清楚，从而影响听众体验，若离的太近会产生刺耳的电磁干扰，也会影响听众的体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动调节发射功率的无线话筒系统，用以解决上述背景技术中所面临的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种自动调节发射功率的无线话筒系统，所述系统包括：

无线发射控制单元，所述无线发射控制单元用于控制无线话筒的信号发送强度；

获取单元，所述获取单元用于获取无线话筒工作时的声音信息；

处理分析单元，所述处理分析单元用于对获取到的声音信息进行处理分析，并根据分析的结果判断是否生成调节指令；

调整单元，所述调整单元根据调整指令对无线发射控制单元的发射功率进行调整，以调整无线话筒的信号发送强度。

进一步地，所述处理分析单元对声音进行处理的方法为：

对采集的声音信息进行滤波以及降噪处理；

从处理后的声音获取波形图，形成初始波形图集，对初始波形图集中不规则的波形图像进行踢除，得到预处理波形图集；

将预处理波形图集与预测的标准声波图进行比对，选取预处理声波集中与标准声波图重合度最高的作为当前采集的声波图像。

进一步地，所述处理分析单元进行分析处理的方法为：

将当前采集的声波图像每隔一段时间截取一次声波图，将截取的声波图以时间等距划分为n个小段，通过公式G＝α₁*V_to+α₂*V_lo求出声音的状况值G；

将获得的状况值G与系统预设的标准状况值区间[G_x，G_y]进行比较；

若G∈[G_x，G_y]，则不生成调整指令；

若G∈(0，G_x)或G∈(G_y，+∞)，则生成调整指令；

其中V_to为声音的尖细值，V_lo为声音的响亮值，α₁以及α₂为比例系数。

进一步地，所述调整指令调整的方法为：

当G∈(0，G_x)时，通过公式将无线发射控制单元的发射功率调整到P₁；

当G∈(G_y，+∞)时，通过公式将无线发射控制单元的发射功率调整到P₂；

其中，R_x为无线话筒距离无线话筒接收器的直线长度，R为系统预设的标准距离，W_x为影响系数，a₁以及a₂为比例系数，β为转换系数；P₀为无线发射控制单元预设的发射功率。

进一步地，所述影响系数W_x的获取方法为：通过公式求出；

其中D₁为当地电磁环境状况，D₄为设备抗干扰系数，D₂为系统接收信号灵敏度系数，D₃为设备的使用次数。

进一步地，所述尖细值V_to获取的方法为：

获取每个小段内的波峰数X以及波谷数Y，通过公式求出该小段的波动值P_i；

通过公式求出声音的尖细值V_to；

其中，e₁为尖细值误差系数。

进一步地，所述响亮值V_lo获取的方法为：

获取每个小段内的最大波峰值L_m以及最小波谷值L_n，通过公式L_i＝L_m-L_n求出该小段的差值L_i；

通过公式求出声音的响亮值V_lo；

其中，e₂为响亮值误差系数。

进一步地，所述处理分析单元还用于对无线话筒的工作稳定性进行分析，其分析的步方法包括：

获取j个间隔时间段下检测的状况值G_i，i∈(1，2,3……，h)，且i为正整数；

通过公式求出波动值Q_VR；

其中

将获得的波动值Q_VR与系统预设的波动阈值Q_th进行比对；

若波动值Q_VR小于波动阈值Q_th，则认为稳定性较好；

否则，则认为稳定性较差。

本发明的有益效果：

本发明通过对采集的声音进行处理后进行分析，判断出声音的状况值，并根据状况值判断是否生产调整指令，经过调整单元对无线发射控制单元的发射功率进行自动相应的调整，以保证发出的声音清楚，以方便听众听清，这样在使用过程中，可根据声音的状况值的判断来自动的对发射功率进行调整，可以使无线话筒系统发出的声音清楚。

本发明可以根据声音的状况值情况、影响系数以及无线话筒距离无线话筒接收器之间的直线长度进行综合分析，来调整发射功率，以及时的声音进行调整，保证听众能够听清。

本发明还可以检测无线话筒系统在工作时的稳定性情况，可以根据稳定性情况来判断设备的好坏，一定程度上可预防下一次工作时事故的发生。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本发明的系统框图。

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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个实施例中，公开了一种自动调节发射功率的无线话筒系统，如图1所示，该系统包括：

无线发射控制单元，无线发射控制单元用于控制无线话筒的信号发送强度；

获取单元，获取单元用于获取无线话筒工作时的声音信息；

处理分析单元，处理分析单元用于对获取到的声音信息进行处理分析，并根据分析的结果判断是否生成调节指令；

调整单元，调整单元根据调整指令对无线发射控制单元的发射功率进行调整，以调整无线话筒的信号发送强度。

通过上述技术方案，本实施例通过获取单元获取无线话筒发出的声音信息，传输给处理分析单元，处理分析单元相对声音进行处理后，得到当前采集的声波图像，然后通过处理分析模块对当前采集的声波图像进行分析，来判断出声音的状况值，并根据状况值的情况相应的生产调整指令，经过调整单元对无线发射控制单元的发射功率进行自动相应的调整，以保证发出的声音清楚，以方便听众听清，这样在使用过程中，可根据声音的状况值的判断来自动的对发射功率进行调整，可以使无线话筒系统发出的声音清楚。

作为本发明的一种实施方式，处理分析单元对声音进行处理的方法为：

对采集的声音信息进行滤波以及降噪处理；

从处理后的声音获取波形图，形成初始波形图集，对初始波形图集中不规则的波形图像进行踢除，得到预处理波形图集；

将预处理波形图集与预测的标准声波图进行比对，选取预处理声波集中与标准声波图重合度最高的作为当前采集的声波图像。

通过上述技术方案，本实施例提供了一种对采集的声音进行处理的方法，由于无线话筒在使用过程中，周围会产生各种与之不想管的声音，从而影响对无线话筒发出的声音的收集，因此，先对采集的声音信息进行滤波以及降噪处理，通过滤波来消除或减弱声音中的某些频率分量，来消除大部分的噪音干扰，增强某些频率成分，通过降噪可以抑制声音中的噪声和干扰，以提高声音质量，以便于提高收集的声音质量，便于后续的分析，然后，对处理的声音获取其波形图，形成初始波形图集，由于噪音大部分是不规律的，对初始波形图集中不规则的波形图像进行踢除，以进一步消除噪音干扰，得到预处理波形图集，然后将预处理波形图集与预测的标准声波图进行比对，选取预处理声波集中与标准声波图重合度最高的作为当前采集的声波图像，预测的标准声波图可事先在需要的工作场合进行试验后进行采集拟定，选取两者重合度最高的波形，可认为是当前采集的波形图像，这样先对采集的声音进行处理，可有效消除大量噪音以及其中声音对本次检测的影响，可以保证采集声音的质量，以便于后续的分析。

作为本发明的一种实施方式，处理分析单元进行分析处理的方法为：

将当前采集的声波图像每隔一段时间截取一次声波图，将截取的声波图以时间等距划分为n个小段，通过公式G＝α₁*V_to+α₂*V_lo求出声音的状况值G；

将获得的状况值G与系统预设的标准状况值区间[G_x，G_y]进行比较；

若G∈[G_x，G_y]，则不生成调整指令；

若G∈(0，G_x)或G∈(G_y，+∞)，则生成调整指令；

其中V_to为声音的尖细值，V_lo为声音的响亮值，α₁以及α₂为比例系数。

通过上述技术方案，本实施例提供了一种获取声音的状况值的方法，由于判断声音的质量的好坏并不仅仅只根据声音的大小进行判断，当声音比较尖锐时，也会听不清楚，因此通过公式G＝α₁*V_to+α₂*V_lo求出声音的状况值G，通过获取声音的尖细值V_to状况以及响亮值V_lo状况，并进行综合分析，来判断声音的状况值G，可以根据准确的对声音质量进行判断，并将将获得的状况值G与系统预设的标准状况值区间[G_x，G_y]进行比较，以此判断声音的质量，以及判断需不需要进行调整，当G∈[G_x，G_y]时，表明声音状况值在这个区间内，侧得的声音状况比较好，则不生成调整指令，而当G∈(0，G_x)或G∈(G_y，+∞)时，则表面声音状况值不在本区间内，则声音的状况较差，需要进行相应的调整，会生成指令来进行调整。而系统预设的标准状况值区间[G_x，G_y]可根据实验数据以及历史经验数据进行自行拟定，在此不过多叙述。

作为本发明的一种实时方式，调整指令调整的方法为：

当G∈(0，G_x)时，通过公式将无线发射控制单元的发射功率调整到P₁；

当G∈(G_y，+∞)时，通过公式将无线发射控制单元的发射功率调整到P₂；

其中，R_x为无线话筒距离无线话筒接收器的直线长度，R为系统预设的标准距离，W_x为影响系数，a₁以及a₂为比例系数，β为转换系数；P₀为无线发射控制单元预设的发射功率。

通过上述技术方案，本实施例提供了一种具体的调整方法，当当G∈(0，G_x)时，表明测得的声音的状况值低于预设的区间值，此时，需要增加原有的发射功率，来及时的保证声音的状况值在预设的区间值内，具体通过公式将无线发射控制单元的发射功率调整到P₁，从公式可看出，当与预设的区间值差距越大，需要增加的发射功率越多，同样当无线话筒距离无线话筒接收器的直线长度R_x越远，或者影响系数W_x越大，需要增加的发射功率越多；同样当G∈(G_y，+∞)时，表明测得的声音的状况值高于预设的区间值，当超出区间时，说明声音过于大或者过于尖细，也不利于听众听清，此时需要减少原有的发射功率来及时的恢复声音的状况值，具体通过公式/>将无线发射控制单元的发射功率调整到P₂，通过此种方法，从而可以根据声音的状况值以及影响系数以及无线话筒距离无线话筒接收器的直线长度进行综合分析，来调整发射功率，以及时的声音进行调整，保证听众能够听清。

上述技术方案中，无线话筒距离无线话筒接收器的直线长度R_x可通过设置的位移传感器获取，系统预设的标准距离R、以及转换系数β可根据历史经验数据获取并拟定，无线发射控制单元预设的发射功率P₀根据实际情况拟定，在此不过多叙述。

作为本发明的一种实施方式，影响系数W_x的获取方法为：通过公式求出；

其中D₁为当地电磁环境状况，D₄为设备抗干扰系数，D₂为系统接收信号灵敏度系数，D₃为设备的使用次数。

通过上述技术方案，本实施例提供了一种影响系数W_x获取方法，具体通过公式求出，从式中可以看出，当设备使用次数越多，或者抗干扰系数越差，/>的比值越大，W_x越大，影响系数越高，当当地的电磁环境越好，设备的抗干扰系数越好，W_x越小，影响系数越低，由于设备使用次数越多，越可能发生损坏，且每个地方的电磁环境也不同，因此通过综合分析可以得出影响系数，从而根据利于对发射功率的精准调整。

作为本发明的一种实施方式，尖细值V_to获取的方法为：

获取每个小段内的波峰数X以及波谷数Y，通过公式求出该小段的波动值P_i；

通过公式求出声音的尖细值V_to；

其中，e₁为尖细值误差系数；

响亮值V_lo获取的方法为：

获取每个小段内的最大波峰值L_m以及最小波谷值L_n，通过公式L_i＝L_m-L_n求出该小段的差值L_i；

通过公式求出声音的响亮值V_lo；

其中，e₂为响亮值误差系数。

同时上述技术方案，本实施例提供了获取尖细值V_to以及响亮值V_lo的方法，具体为，获取每个小段内的波峰数X以及波谷数Y，通过公式求出该小段的波动值P_i，然后通过公式V_to＝e₁*/>求出声音的尖细值V_to，由于声音越尖细，在同样的时间内，其振动频率越多，即产生的波峰数以及波谷数越多，从而通过公式/>求出一小段的波动值P_i，然后通过公式/>Pi求出声音的尖细值V_to；而响亮值V_lo获取的方法为，获取每个小段内的最大波峰值L_m以及最小波谷值L_n，通过公式L_i＝L_m-L_n求出该小段的差值L_i，通过公式/>求出整段声音的响亮值V_lo；由于声音的响亮情况与声音的振幅有关，因此通过公式L_i＝L_m-L_n求出该小段的差值L_i，当差值越大时，说明响度越大，然后通过公式/>求出整段声音的响亮值V_lo。

上述技术方案中，误差系数e₁以及e₂可根据历史经验数据获取，在此不过多叙述。

作为本发明的一种实施方式，处理分析单元还用于对无线话筒的工作稳定性进行分析，其分析的步方法包括：

获取j个间隔时间段下检测的状况值G_i，i∈(1，2,3……，h)，且i为正整数；

通过公式求出波动值Q_VR；

其中

将获得的波动值Q_VR与系统预设的波动阈值Q_th进行比对；

若波动值Q_VR小于波动阈值Q_th，则认为稳定性较好；

否则，则认为稳定性较差。

通过上述技术方案，本实施例提供了处理分析单元还用于对无线话筒的工作稳定性进行分析的具体方法，先获取j个间隔时间段下检测的状况值G_i，通过公式求出波动值Q_VR，并将获得的波动值Q_VR与系统预设的波动阈值Q_th进行比对，在无线话筒的整个工作过程中，若波动值Q_VR小于波动阈值Q_th，则认为稳定性较好；当其超出波动阈值时，则说明整个工作过程中，无线话筒的声音状况值一直在调整，且调整后的波动起伏较大，说明稳定性较差，若多次情况下均发生此种现象，则可判断设备本身出现问题，则可仔细检查设备本身情况，以预防下一次工作时事故的发生，以保证无线话筒工作时能够处以一个较高的工作质量下进行。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种自动调节发射功率的无线话筒系统，其特征在于，所述系统包括：

无线发射控制单元，所述无线发射控制单元用于控制无线话筒的信号发送强度；

获取单元，所述获取单元用于获取无线话筒工作时的声音信息；

处理分析单元，所述处理分析单元用于对获取到的声音信息进行处理分析，并根据分析的结果判断是否生成调节指令；

调整单元，所述调整单元根据调整指令对无线发射控制单元的发射功率进行调整，以调整无线话筒的信号发送强度；

所述处理分析单元对声音进行处理的方法为：

对采集的声音信息进行滤波以及降噪处理；

从处理后的声音获取波形图，形成初始波形图集，对初始波形图集中不规则的波形图像进行踢除，得到预处理波形图集；

将预处理波形图集与预测的标准声波图进行比对，选取预处理声波集中与标准声波图重合度最高的作为当前采集的声波图像；

所述处理分析单元进行分析处理的方法为：

将当前采集的声波图像每隔一段时间截取一次声波图，将截取的声波图以时间等距划分为n个小段，通过公式G＝α₁*V_to+α₂*V_lo求出声音的状况值G；

将获得的状况值G与系统预设的标准状况值区间[G_x，G_y]进行比较；

若G∈[G_x，G_y]，则不生成调整指令；

若G∈(0，G_x)或G∈(G_y，+∞)，则生成调整指令；

其中V_to为声音的尖细值，V_lo为声音的响亮值，α₁以及α₂为比例系数；

所述调整指令调整的方法为：

当G∈(0，G_x)时，通过公式将无线发射控制单元的发射功率调整到P₁；

当G∈(G_y，+∞)时，通过公式将无线发射控制单元的发射功率调整到P₂；

其中，R_x为无线话筒距离无线话筒接收器的直线长度，R为系统预设的标准距离，W_x为影响系数，a₁以及a₂为比例系数，β为转换系数；P₀为无线发射控制单元预设的发射功率；

所述影响系数W_x的获取方法为：通过公式求出；

其中D₁为当地电磁环境状况，D₄为设备抗干扰系数，D₂为系统接收信号灵敏度系数，D₃为设备的使用次数；

所述尖细值V_to获取的方法为：获取每个小段内的波峰数X以及波谷数Y，通过公式求出该小段的波动值P_i；

通过公式求出声音的尖细值V_to；

其中，e₁为尖细值误差系数；

所述响亮值V_lo获取的方法为：

获取每个小段内的最大波峰值L_m以及最小波谷值L_n，通过公式L_i＝L_m-L_n求出该小段的差值L_i；

通过公式求出声音的响亮值V_lo；

其中，e₂为响亮值误差系数。

2.根据权利要求1所述的一种自动调节发射功率的无线话筒系统，其特征在于，所述处理分析单元还用于对无线话筒的工作稳定性进行分析，其分析的方法包括：

获取j个间隔时间段下检测的状况值G_i，i∈(1，2,3……，h)，且i为正整数；

通过公式求出波动值Q_VR；

其中

将获得的波动值Q_VR与系统预设的波动阈值Q_th进行比对；

若波动值Q_VR小于波动阈值Q_th，则认为稳定性较好；

否则，则认为稳定性较差。