CN214413019U - 一种声音采集装置、声音侦测设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于声音采集装置技术领域，提供一种声音采集装置、声音侦测设备及系统，其中，声音采集装置包括收音模块、N个放大模块、N个滤波模块和N个类比数位转换模块，N个放大模块的放大率互不相同；收音模块分别与每个放大模块连接，每个放大模块与一个滤波模块连接，每个滤波模块与一个类比数位转换模块连接，声音采集装置可以对采集到的同一声音信号进行不同放大率的放大，无论声源距离远近或收音音量大小，都可以使得最终获得的所有数位信号中存在一个声音波形的失真程度最小的数位信号，不受声源距离的限制和收音音量大小的影响。

Description

一种声音采集装置、声音侦测设备及系统

技术领域

本实用新型属于声音采集装置技术领域，尤其涉及一种声音采集装置、声音侦测设备及系统。

背景技术

现有的声音采集装置的灵敏度通常是固定的，限制了声音采集装置的收音音量及采集距离，不方便使用，若声源距离太近导致收音音量太大，声音采集装置容易采集到失真的声音波形，相对的，若声源距离太远导致收音音量太小，声音采集装置可能无法采集到声音波形。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种声音采集装置、声音侦测设备及系统，以解决现有的声音采集装置的灵敏度通常是固定的，限制了声音采集装置的收音音量及侦测距离的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种声音侦测声音采集装置，包括收音模块、N个放大模块、N个滤波模块和N个类比数位转换模块，所述N个放大模块的放大率互不相同；

所述收音模块分别与每个所述放大模块连接，每个所述放大模块与一个所述滤波模块连接，每个所述滤波模块与一个所述类比数位转换模块连接；

所述收音模块用于采集声音信号并将所述声音信号转换为电流信号；

每个所述放大模块用于对所述电流信号进行放大，获得放大电流信号；

每个所述滤波模块用于对与其连接的放大模块输出的放大电流信号进行滤波处理，获得类比信号；

每个所述类比数位转换模块用于对与其连接的滤波模块输出的类比信号进行类比数位转换，获得数位信号；

其中，N≥2且N为整数。

在一个实施例中，每个所述放大模块对应一个收音音量范围，第i个所述放大模块的放大率小于第i+1个所述放大模块的放大率，第i个所述放大模块对应的收音音量范围的上限值小于或等于第i+1个所述放大模块对应的收音音量范围的下限值；

其中，i＝1,2,…,N-1。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种声音侦测设备，包括如本实用新型实施例的第一方面提供的声音采集装置、第一处理模块及第一通信模块；

所述第一处理模块分别与每个所述类比数位转换模块和所述第一通信模块连接；

所述第一处理模块用于对所有所述数位信号进行处理分析，以侦测所述声音信号的类型；

所述第一通信模块用于在所述声音信号为预设声音信号时，向客户端发送警报信号。

在一个实施例中，所述预设声音信号为警报器发出的警报声音信号、车辆发出的鸣笛信号、珍稀动物发出的叫声信号或地震波形成的地声信号。

在一个实施例中，所述警报器为烟雾警报器、一氧化碳警报器或防盗警报器。

在一个实施例中，所述声音侦测设备还包括第一人机交互模块，所述第一处理模块还与每个所述放大模块和所述第一人机交互模块连接，每个所述放大模块的放大率可调；

所述第一人机交互模块用于用户调节每个所述放大模块的放大率。

在一个实施例中，每个所述类比数位转换模块的采样频率和位元数可调；

所述第一人机交互模块还用于用户调节每个所述类比数位转换模块的采样频率和位元数。

在一个实施例中，所述第一处理模块包括处理单元和N个滤波单元；

所述处理单元分别与每个所述滤波单元和所述第一通信模块连接，每个所述滤波单元与一个所述类比数位转换模块连接；

每个所述滤波单元用于对与其连接的数位转换模块输出的数位信号进行降噪处理；

所述处理单元用于对降噪处理后的所有所述数位信号进行处理分析，以侦测所述声音信号的类型。

本实用新型实施例的第三方面提供了一种声音侦测系统，包括如本实用新型实施例的第二方面提供的声音侦测设备和客户端；

所述声音侦测设备与所述客户端通信连接。

在一个实施例中，所述客户端包括第二人机交互模块；

所述第二人机交互模块用于用户设置每个所述放大模块的放大率。

本实用新型实施例的第一方面提供的声音采集装置包括收音模块、N个放大模块、N个滤波模块和N个类比数位转换模块，N个放大模块的放大率互不相同；收音模块分别与每个放大模块连接，每个放大模块与一个滤波模块连接，每个滤波模块与一个类比数位转换模块连接，声音采集装置可以对采集到的同一声音信号进行不同放大率的放大，无论声源距离远近或收音音量大小，都可以使得最终获得的所有数位信号中存在一个声音波形的失真程度最小的数位信号，不受声源距离的限制和收音音量大小的影响。

本实用新型实施例的第二方面提供的声音侦测设备包括本实用新型实施例的第一方面提供的声音采集装置、第一处理模块及第一通信模块；第一处理模块分别与每个类比数位转换模块和第一通信模块连接；第一处理模块用于对所有数位信号进行处理分析，以侦测声音信号的类型；第一通信模块用于在声音信号为预设声音信号时，向客户端发送警报信号，可以与警报器进行联动，能够在侦测到警报器发出警报声音信号时，及时通知远距离处的用户或相关救援单位进行紧急救援处理，可以有效防止灾害或降低灾害所造成的人生财产损失。

可以理解的是，上述第三方面的有益效果可以参见上述第二方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的声音采集装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的声音侦测设备的第一种结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的声音侦测设备的第二种结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

应当理解，当在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本实用新型说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本实用新型的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

如图1所示，本实用新型实施例提供的声音采集装置10包括收音模块11、N个放大模块121～12N、N个滤波模块131～13N和N个类比数位转换模块141～14N，N个放大模块121～12N的放大率互不相同；

收音模块11分别与放大模块121～12N连接，每个放大模块与一个滤波模块连接，每个滤波模块与一个类比数位转换模块连接；

收音模块11用于采集声音信号并将声音信号转换为电流信号；

每个放大模块用于对电流信号进行放大，获得放大电流信号；

每个滤波模块用于对与其连接的放大模块输出的放大电流信号进行滤波处理，获得类比信号；

每个类比数位转换模块用于对与其连接的滤波模块输出的类比信号进行类比数位转换，获得数位信号；

其中，N≥2且N为整数。

图1中示例性的示出放大模块121与滤波模块131连接，放大模块122与滤波模块132连接，……，放大模块12N与滤波模块13N连接，滤波模块131与类比数位转换模块141连接，滤波模块132与类比数位转换模块142连接，……，滤波模块13N与类比数位转换模块14N连接。

在应用中，声音采集装置可以包括放大率互不相同的至少两个放大模块，对应的，还包括至少两个滤波模块和至少两个类比数位转换模块，每个放大模块与一个滤波模块和一个类比数位转换模块相互对应，放大模块、滤波模块和类比数位转换模块的数量可以根据实际需要进行设置，数量越多且所有放大模块的放大率的范围越大，声音采集装置采集到的声音信号的声音波形的失真程度越低。由于声音采集装置的每个放大模块的放大率不同，使得声音采集装置可以对采集到的同一声音信号进行不同放大率的放大，无论声源距离远近或收音音量大小，都可以保证最终获得的所有数位信号中存在一个声音波形的失真程度最小的数位信号，相比于灵敏度固定的声音采集装置，能够有效提高声音信号的采集准确度。

在应用中，收音模块可以通过麦克风实现，放大模块可以通过放大器实现，滤波模块可以通过第一滤波器实现，类比数位转换模块可以通过类比数位转换器(Analog toDigital Converter，ADC)。首先，通过收音模块将采集到的声音信号转换为电流信号；然后，分别通过每个放大模块对电流信号进行放大；再然后，分别通过每个滤波模块对与其连接的放大模块输出的放大电流信号进行滤波处理，获得类比信号(Analog Signal)，滤波处理可以包括调整频谱响应(Frequency Spectrum Response)、声音加强、均衡化(Equalization)处理、滤除杂波等；最后，分别通过每个类比数位转换模块对与其连接的滤波模块输出的类比信号进行数位转换，获得数位信号(Digital Signal)。

在一个实施例中，每个放大模块对应一个收音音量范围，第i个放大模块的放大率小于第i+1个放大模块的放大率，第i个放大模块对应的收音音量范围的上限值小于或等于第i+1个放大模块对应的收音音量范围的下限值；

其中，i＝1,2,…,N-1。

在应用中，N个放大模块可以分别对应由近及远的N个不同的收音音量范围。每个放大模块对应一个收音音量范围，放大率小的放大模块对应的收音音量大，放大率大的放大模块对应的收音音量小。通过合理设置每个放大模块的放大率，可以使得最终处理得到所有数位信号中存在至少一个声音波形不失真或者失真程度较低的数位信号。

本实用新型实施例提供的声音采集装置可以对采集到的同一声音信号进行不同放大率的放大，无论声源距离远近或收音音量大小，都可以使得最终获得的所有数位信号中存在一个声音波形的失真程度最小的数位信号，不受声源距离的限制和收音音量大小的影响。

如图2所示，本实用新型实施例还提供一种声音侦测设备100，包括声音采集装置10、第一处理模块20及第一通信模块30；

第一处理模块20分别与每个类比数位转换模块和第一通信模块30连接；

第一处理模块20用于对所有数位信号进行处理分析，以侦测声音信号的类型；

第一通信模块30用于在声音信号为预设声音信号时，向客户端200发送警报信号。

在应用中，第一处理模块可以通过第一处理器实现，第一处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

在应用中，第一通信模块可以根据实际需要设置为任意能够与客户端直接或间接进行远距离有线或无线通信的器件，例如，第一通信模块可以提供应用在网络设备上的包括无线局域网(Gireless Localarea Networks，WLAN)(如Wi-Fi网络)，蓝牙，Zigbee，移动通信网络，全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)，调频(Frequency Modulation，FM)，近距离无线通信技术(Near Field Communication，NFC)，红外技术(Infrared，IR)等通信的解决方案。第一通信模块可以是集成至少一个通信第一处理模块的一个或多个器件。第一通信模块可以包括天线，天线可以只有一个阵元，也可以是包括多个阵元的天线阵列。第一通信模块可以通过天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器。第一通信模块还可以从处理器接收待发送的信号，对其进行调频、放大，经天线转为电磁波辐射出去。

在应用中，客户端可以是手机、智能环(智能手环、智能颈环等)、平板电脑、笔记本电脑、上网本、数字助理(Digital Assistant，DA)、超级移动个人计算机(Ultra-MobilePersonal Computer，UMPC)、服务器等可供个人用户或相关救援单位使用的计算设备。

在一个实施例中，预设声音信号为警报器发出的警报声音信号、车辆发出的鸣笛信号、珍稀动物发出的叫声信号或地震波形成的地声信号。

在应用中，预设声音信号可以是警报器发出的警报声音信号，也可以是特定物体发出的声音信号，例如，车辆发出的鸣笛信号、珍稀动物发出的叫声信号、地震波形成的地声(Earthquake Sound)信号等。警报器可以包括但不限于烟雾警报器、一氧化碳警报器、防盗警报器等各种可以发出警报声音信号的警报器。

在一个实施例中，第一处理模块包括处理单元和N个滤波单元；

处理单元分别与每个滤波单元和第一通信模块连接，每个滤波单元与一个类比数位转换模块连接；

每个滤波单元用于对与其连接的数位转换模块输出的数位信号进行降噪处理；

处理单元用于对降噪处理后的所有数位信号进行处理分析，以侦测声音信号的类型。

在应用中，处理单元可以通过处理器实现。滤波单元可以通过第二滤波器实现，第二滤波器具体可以采用数位滤波器，用于降低不需要侦测的声音频段的频谱响应或滤除杂波。

如图3所示，在一个实施例中，声音侦测设备100还包括第一人机交互模块40，第一处理模块20还与每个放大模块和第一人机交互模块40连接，每个放大模块的放大率可调；

第一人机交互模块40用于用户调节每个放大模块的放大率。

在一个实施例中，每个类比数位转换模块的采样频率和位元数可调；

第一人机交互模块还用于用户调节每个类比数位转换模块的采样频率和位元数。

在应用中，每个放大模块的放大率可以根据实际需要进行调节，以使得N个放大模块能够适应不同的收音音量范围。每个类比数位模块的采样频率和位元数也可以根据实际需要进行调节，以实现对声音信号的采样精度的调节。声音侦测设备中各放大模块的放大率以及各类比数位转换器的采样频率和位元数等参数，可以由用户根据实际需要通过声音侦测设备的第一人机交互模块设置。第一人机交互模块可以包括实体按键、触控传感器、手势识别传感器和语音识别器件(例如，麦克风和语音处理芯片)等中的至少一种，使得用户可以通过对应的触控方式、手势操控方式或语音控制方式设置各种参数。

本实用新型实施例提供的声音侦测设备，可以与警报器进行联动，能够在侦测到警报器发出警报声音信号时，及时通知远距离处的用户或相关救援单位进行紧急救援处理，可以有效防止灾害或降低灾害所造成的人生财产损失；还可以用于侦测车辆发出的鸣笛信号、珍稀动物发出的叫声信号、地震波形成的地声信号等，从而可以用于侦测车辆是否违规鸣笛或者是否有车辆靠近、用于侦测是否存在珍稀动物、用于侦测是否发生地震等。

本实用新型实施例还提供一种声音侦测系统，包括声音侦测设备和客户端；

声音侦测设备与客户端通信连接。

在一个实施例中，客户端包括第二人机交互模块；

第二人机交互模块用于用户设置每个放大模块的放大率。

在应用中，声音侦测设备中各放大模块的放大率以及各类比数位转换器的采样频率和位元数等参数，也可以由用户根据实际需要通过客户端的第二人机交互模块设置。第二人机交互模块也可以包括实体按键、触控传感器、手势识别传感器和语音识别器件(例如，麦克风和语音处理芯片)等中的至少一种，使得用户可以通过对应的触控方式、手势操控方式或语音控制方式设置各种参数。

在应用中，客户端还可包括与声音侦测设备支持同等通信方式的第二通信模块，用于接收警报信号，第二通信模块的实现原理可以与第一通信模块相同，此处不再赘述。客户端还可包括第二处理器，用于将警报信号处理为能够通过第二人机交互模块告知用户的信息，第二处理器的实现原理可以与第一处理器相同，此处不再赘述。第二人机交互模块还可以包括显示器、语音播放器件(例如，扬声器)、LED灯中的至少一种，使得客户端可以通过对应的显示方式、语音播报方式、声音提示或灯光提示方式，将警报信号告知用户。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声音采集装置，其特征在于，包括收音模块、N个放大模块、N个滤波模块和N个类比数位转换模块，所述N个放大模块的放大率互不相同；

所述收音模块分别与每个所述放大模块连接，每个所述放大模块与一个所述滤波模块连接，每个所述滤波模块与一个所述类比数位转换模块连接；

所述收音模块用于采集声音信号并将所述声音信号转换为电流信号；

每个所述放大模块用于对所述电流信号进行放大，获得放大电流信号；

每个所述滤波模块用于对与其连接的放大模块输出的放大电流信号进行滤波处理，获得类比信号；

每个所述类比数位转换模块用于对与其连接的滤波模块输出的类比信号进行类比数位转换，获得数位信号；

其中，N≥2且N为整数。

2.如权利要求1所述的声音采集装置，其特征在于，每个所述放大模块对应一个收音音量范围，第i个所述放大模块的放大率小于第i+1个所述放大模块的放大率，第i个所述放大模块对应的收音音量范围的上限值小于或等于第i+1个所述放大模块对应的收音音量范围的下限值；

其中，i＝1,2,…,N-1。

3.一种声音侦测设备，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的声音采集装置、第一处理模块及第一通信模块；

所述第一处理模块分别与每个所述类比数位转换模块和所述第一通信模块连接；

所述第一处理模块用于对所有所述数位信号进行处理分析，以侦测所述声音信号的类型；

所述第一通信模块用于在所述声音信号为预设声音信号时，向客户端发送警报信号。

4.如权利要求3所述的声音侦测设备，其特征在于，所述预设声音信号为警报器发出的警报声音信号、车辆发出的鸣笛信号、珍稀动物发出的叫声信号或地震波形成的地声信号。

5.如权利要求4所述的声音侦测设备，其特征在于，所述警报器为烟雾警报器、一氧化碳警报器或防盗警报器。

6.如权利要求3所述的声音侦测设备，其特征在于，还包括第一人机交互模块，所述第一处理模块还与每个所述放大模块和所述第一人机交互模块连接，每个所述放大模块的放大率可调；

所述第一人机交互模块用于用户调节每个所述放大模块的放大率。

7.如权利要求6所述的声音侦测设备，其特征在于，每个所述类比数位转换模块的采样频率和位元数可调；

所述第一人机交互模块还用于用户调节每个所述类比数位转换模块的采样频率和位元数。

8.如权利要求3至7任一项所述的声音侦测设备，其特征在于，所述第一处理模块包括处理单元和N个滤波单元；

所述处理单元分别与每个所述滤波单元和所述第一通信模块连接，每个所述滤波单元与一个所述类比数位转换模块连接；

每个所述滤波单元用于对与其连接的数位转换模块输出的数位信号进行降噪处理；

所述处理单元用于对降噪处理后的所有所述数位信号进行处理分析，以侦测所述声音信号的类型。

9.一种声音侦测系统，其特征在于，包括如权利要求3至8任一项所述的声音侦测设备和客户端；

所述声音侦测设备与所述客户端通信连接。

10.如权利要求9所述的声音侦测系统，其特征在于，所述客户端包括第二人机交互模块；

所述第二人机交互模块用于用户设置每个所述放大模块的放大率。

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