定向音频校准系统的制作方法

本实用新型涉及定向声音处理领域，特别是涉及一种定向音频校准系统。

背景技术：

超声波发声器(定向音频)由放大器驱动，放大器将电压发送到发声器的金属聚合物薄膜上，让薄膜以4万赫兹或者更高的频率振动，生成超声波。在空气中，均匀的超声波的密度产生波动，超声波随即发生改变，转变成人耳可以听见的声音，使得在嘈杂的环境中，声音依然清晰可辨。

然而，在特定的环境下，将声音搭载在超声频段上形成定向音频，现有技术中往往无法对定向音频进行校准，导致生成的定向音频与原始搭载声音存在巨大失真。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种定向音频校准系统，用于解决现有技术中定向音频缺乏校准易引起失真问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种定向音频校准系统，包括：

拾音器阵列，用于采集当前环境的声音；

第一滤波器，其连接所述拾音器阵列的输出端，用于滤波当前环境声音得到普通声音；

第二滤波器，其连接所述拾音器阵列的输出端，用于滤波当前环境声音得到定向超声搭载的声音；

第一编解码器，其连接所述第一滤波器的输出端，用于解析所述普通声音得到参考声源；

第二编解码器，其连接所述第二滤波器的输出端，用于解析所述定向超声搭载的声音得到待测声源；

处理器，其分别连接所述第一编解码器的输出端与第二编解码器的输出端，比较所述参考声源与待测声源得到音频校准结果。

优选地，所述拾音器阵列包括以阵列形式集成的硅麦克风或/和电容麦克风。

优选地，所述第一滤波器为高精度放大器。

优选地，所述第二滤波器为宽带高精度放大器。

优选地，所述第一编码器是型号为wm8978的音频解码模块。

优选地，所述第二编解码器是型号为ad9226的模数转换器。

优选地，定向音频校准系统还包括：显示器，所述显示器连接处理器显示校准结果。

优选地，定向音频校准系统还包括：存储器，所述存储器连接处理器存储校准结果。

优选地，定向音频校准系统还包括：接口，所述接口连接处理器和存储器以传输数据。

优选地，定向音频校准系统还包括：控制按键，所述控制按键连接处理器输入外部指令。

如上所述，本实用新型的定向音频校准系统，具有以下有益效果：

通过拾音器阵列采集当前环境的声音，采用不同滤波频段的滤波器分别滤除当前环境的声音，分别提取得到普通声音与定向超声波段搭载的声音，利用不同的编解码器分别提取得到参考声源与待测声源，处理器根据比较编解码器输出的参考声源与待测声源得到校准结果，可有助于调整预加载在超声波频段的声源，从而提高定向超声频段上声源质量。

附图说明

图1显示为本实用新型提供的一种定向音频校准系统结构框图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1，为本实用新型提供的一种定向音频校准系统结构框图，包括：

拾音器阵列1，用于采集当前环境的声音；其中，所述拾音器阵列1包括以阵列形式集成的硅麦克风或/和电容麦克风，一方面，可以准确进行声音方位定位，从而在嘈杂环境中实现清晰的语音传递；另一方面，采用硅麦克风阵列具有超高灵敏度、耐压与耐冲击、体积小、质量轻、且可高温焊接，易于集成；另一方面，电容麦克风利用导体间的电容充放电原理，以超薄的金属或镀金的塑料薄膜为振动膜感应音压，以改变导体间的静电压直接转换成电能讯号，经由电子电路耦合获得实用的输出阻抗及灵敏度设计而成，因电容麦克风阵列因采用超薄的振动膜，具有体积小、重量轻、灵敏度高及频率响应优越的特点。

需要说明的是，当前环境的声音(声源)包括定向声音、普通声音以及环境声音。

第一滤波器2，其连接所述拾音器阵列的输出端，用于滤波当前环境声音得到普通声音；其中，所述第一滤波器为高精度放大器，例如，德州仪器(ti)型号为opa1622的高精度放大器，通过提供150mw的高输出功率，以及在10mw功率下-135db的极低失真，使其具有高性能。

第二滤波器3，其连接所述拾音器阵列的输出端，用于滤波当前环境声音得到定向超声搭载的声音；其中，所述第二滤波器为宽带高精度放大器，例如，德州仪器(ti)型号为ota818宽带高精度放大器，采用宽带高精度放大器具有以下优点：

电路体积小，相对于传统的将功率放大器与微带线带通滤波器级联的结构，简化电路结构，缩小电路体积；电路损耗小，相对于传统的将功率放大器与微带线带通滤波器级联的结构，省去了传统级联结构的连接微带线，减小损耗。工作带宽宽，相对于现有微带线带通滤波器与功率放大器集成的技术，对于功率放大晶体管的端口能在连续工作频率段内实现良好匹配，从而实现宽带特性。电路效率高，相对于现有同类工作，具有带通滤波响应和高效率特性功率放大器的电路效率高。

第一编解码器4，其连接所述第一滤波器的输出端，用于解析所述普通声音得到参考声源；其中，所述第一编码器是型号为wm8978的音频解码模块，采用星光嵌入式开发的一款高性能音频处理模块，该模块接口丰富、功能完善，能够解码提取到环境声音当中的普通声音，即，参考声源。

第二编解码器5，其连接所述第二滤波器的输出端，用于解析所述定向超声搭载的声音得到待测声源；其中，所述第二编解码器是型号为ad9226的模数转换器，ad9226是一款单芯片、12位、65msps模数转换器(adc)，采用单电源供电，内置一个片内高性能采样保持放大器和基准电压源；它采用多级差分流水线架构，数据速率达65msps，在整个工作温度范围内保证无失码；该adc采用高速、低成本的cmos工艺及新颖的架构，分辨率和速度可达到现有双极性方案的水平，而功耗成本却低得多；ad9226的输入能够与成像、超声和通信系统实现轻松接口。利用真差分输入结构，用户可以选择包括单端应用在内的各种输入范围和偏移，动态性能极为出色；采样保持放大器既适用于在连续通道中切换满量程电平的多路复用系统，也适合采用最高nyquist速率及更高的频率对单通道输入进行采样。

处理器6，其分别连接所述第一编解码器的输出端与第二编解码器的输出端，比较所述参考声源与待测声源得到音频校准结果。

其中，该处理器对参考声源与待测声源进行归一校准，对齐数据的时间轴，对数据进行fft(傅里叶变换)转换与计算，获取同频率下的差值，通过差值拟合出校准曲线得到校准值，即，得到音频校准结果。例如，fft算法或程序可以用于在时间和音量方面描述记录的音频的特性，并且将待测声源与参考声源进行比较以得到延迟值和音量。可以根据待测声源来产生fft分布，使得相应fft分布可以在定向超声频段加载声源的fft分布上滑动以确定超声波频搭载声音的时间位置关系。

在此需要说明的是，在本实施例保护主体是定向音频校准系统各个器件的连接关系，不保护各个器件所涉及的算法，该处理器对两种声源进行校正对本领域内的技术人员来讲，该处理流程为现有技术，不涉及新的处理流程，例如，公开号为cn103718574a的音频校准系统和方法，其早已公开了处理器音频校准的流程，在此不在赘述；另外，还可采用市场较为成熟的硬件产品替换，例如，texas旗下开发的数字音频和媒体处理器，或，声菲特旗下开发的音频处理器，在此不再赘述，本实施例中，该处理器优选型号为fpgas6xl。

在另一实施例中，定向音频校准系统还包括：显示器7，所述显示器连接处理器显示校准结果，该显示器可以触摸显示屏，该显示屏可为lcd、oled或amoled，通过显示屏显示处理器的校准结果，或，利用显示屏输入外部指令，实现交互。

在另一实施例中，定向音频校准系统还包括：存储器8，所述存储器连接处理器存储校准结果，存储器可能包含随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

在另一实施例中，定向音频校准系统还包括：接口9，所述接口连接处理器和存储器以传输数据，该接口可为usb接口、ttl接口，用于通信在此不做限定。

在另一实施例中，定向音频校准系统还包括：控制按键10，所述控制按键连接处理器输入外部指令，该控制按键可为机械或塑料按键，也可为触摸屏输入，在此不做限定。

综上所述，本实用新型通过拾音器阵列采集当前环境的声音，采用不同滤波频段的滤波器分别滤除当前环境的声音，分别提取得到普通声音与定向超声波段搭载的声音，利用不同的编解码器分别提取得到参考声源与待测声源，处理器根据比较编解码器输出的参考声源与待测声源得到校准结果，可有助于调整预加载在超声波频段的声源，从而提高定向超声频段上声源质量。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。