專利名稱：自動追蹤聲源的云臺攝像機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是一種自動追蹤聲源的云臺攝像機。
背景技術：
人可以分辨聲音的位置，是因為人有兩只對稱分布的聽覺器官——雙耳。 當聲音出現(xiàn)時，聲波到達兩耳的強度、時間和相位都有些差別，這些差別信 息可以幫助人們辨別聲音的方位。但由于人的雙耳的物理距離太小，上述的 強度差、時間差和相位差并不明顯。
在安全、消防視頻監(jiān)控系統(tǒng)中云臺攝像機是一種重要的圖像獲取設備， 它可以在監(jiān)控中心的控制下或在程序的控制下進行轉動，從而實現(xiàn)對一定范 圍內的目標進行監(jiān)視的目的，因此它可以替代多臺固定安裝的攝像機，這不 僅使監(jiān)控系統(tǒng)得以簡化，而且節(jié)約了設備投入成本。但在許多情況下，它還 不能滿足一些用戶的特殊的監(jiān)控需求，如在夜間無人職守的大廳或廣場內， 云臺攝像機只能對一個或幾個目標進行靜態(tài)或半靜態(tài)地監(jiān)視，不能對隨機出 現(xiàn)的異常情況，比如異常聲響有所響應。
因此，簡單地在云臺攝像機上安裝兩只類似人耳結構的聲音傳感器，并 通過簡單的處理程序處理該聲音信號，是很難實現(xiàn)云臺攝像機隨異常聲響自 動跟蹤的功能。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種模擬人耳收音功能，且結構小巧、成本低并 能有效減小聲音回波干擾的自動追蹤聲源的云臺攝像機。 本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)的
一種自動追蹤聲源的云臺攝像機，由云臺攝像機及聲音探測電路構成， 其特征在于聲音探測電路由聲音采集單元、雙通道前置放大電路、聲音信 號變換電路、雙通道積分電路、A/D轉換電路、觸發(fā)電路和PTZ控制器組成， 聲音采集單元的輸出端連接雙通道前置放大電路的輸入端，雙通道前置放大 電路的輸出端連接聲音信號變換電路的輸入端，聲音信號變換電路的輸出端
連接雙通道積分電路的輸入端，雙通道積分電路的一輸出端連接A/D轉換電 路的輸入端，A/D轉換電路的輸出端連接PTZ控制器的輸入/輸出接口，雙通 道積分電路的另一輸出端還連接一觸發(fā)電路的輸入端，觸發(fā)電路的輸出端連 接PTZ控制器的中斷端口。
而且，所述的聲音采集單元是兩個以水平180°夾角設置的聲音傳感器組成。
而且，所述的雙通道前置放大電路是由兩個運算放大器、電阻和電容組 成的雙通道放大電路且每個通道的運算放大器均為反相輸入方式，或均為同 相輸入方式。
而且，所述的聲音信號變換電路由雙通道延伸放大電路和雙通道檢波電 路組成，雙通道延伸放大電路的輸入端連接雙通道前置放大電路的輸出端， 雙通道延伸放大電路的輸出端連接雙通道檢波電路的輸入端，雙通道檢波電
路的輸出端連接雙通道積分電路的輸入端；雙通道延伸放大電路是由兩個運 算放大器、電阻和電容組成的雙通道放大電路且每個通道的運算放大器均為 反相輸入方式或均為同相輸入方式，兩個運算放大器的反相輸入端跨接一電 阻。
而且，所述的聲音信號變換電路由雙通道檢波電路和雙通道延伸直流放 大電路組成，雙通道檢波電路的輸入端連接雙通道前置放大電路的輸出端， 雙通道檢波電路的輸出端連接雙通道延伸直流放大電路的輸入端，雙通道延 伸直流放大電路的輸出端連接雙通道積分電路的輸入端；雙通道延伸直流放 大電路是由兩個運算放大器和電阻組成的雙通道直流放大電路且每個通道的 運算放大器均為同相輸入方式，兩個運算放大器中的每個運算放大器的信號 輸出端與另一個運算放大器的反向輸入端均跨接一電阻。
而且，所述的聲音信號變換電路由雙通道延伸放大電路、雙通道檢波電 路和雙通道延伸直流放大電路組成，雙通道延伸放大電路的輸入端連接雙通 道前置放大電路的輸出端，雙通道延伸放大電路的輸出端連接雙通道檢波電 路的輸入端，雙通道檢波電路的輸出端連接雙通道延伸直流放大電路的輸入 端，雙通道延伸直流放大電路的輸出端連接雙通道積分電路的輸入端；雙通 道延伸放大電路是由兩個運算放大器、電阻和電容組成的雙通道放大電路且 每個通道的運算放大器均為反相輸入方式或均為同相輸入方式，兩個運算放 大器的信號輸入端跨接一電阻，雙通道延伸直流放大電路是由兩個運算放大 器和電阻組成的雙通道直流放大電路且每個通道的運算放大器均為同相輸入 方式，兩個運算放大器中的每個運算放大器的信號輸出端與另一個運算放大 器的反向輸入端均跨接一電阻。
而且，所述的雙通道檢波電路是由電容、電阻和二極管組成的雙通道二 極管檢波電路。
而且，所述的觸發(fā)電路是由兩個工作在高增益模式的運算放大器、電阻 和或非門組成，兩個運算放大器均為同相輸入方式且二者的輸出端連接或非 門的輸入端，或非門的輸出端連接PTZ控制器的中斷端口 。
而且，所述的A/D轉換電路中設置有兩個A/D芯片，每個A/D芯片的輸
入端分別連接雙通道積分電路的一路輸出，每個A/D芯片的輸出端分別連接 PTZ控制器的輸入/輸出接口. 本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點
1. 本發(fā)明中聲音信號變換電路有三種組成方式，分別是由雙通道延伸放 大電路和雙通道檢波電路依次連接組成或由雙通道檢波電路和雙通道延伸直 流放大電路依次連接組成或由雙通道延伸放大電路、雙通道檢波電路和雙通 道延伸直流放大電路依次連接組成，三種電路組成方式均可以實現(xiàn)對聲音采 集單元輸入的聲音信號進行強度差別擴展和檢波、濾波的目的。電路組合方 式非常靈活，操作人員可根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的需求進行設計。
2. 本發(fā)明電路中設置的觸發(fā)電路根據(jù)聲音信號的輸入產(chǎn)生一觸發(fā)信號， 該觸發(fā)信號觸發(fā)PTZ控制器調用中斷服務處理程序ISR，該ISR程序控制A/D轉 換電路的關斷并進行輸入數(shù)據(jù)的處理。觸發(fā)電路的設置以及ISR程序對A/D轉 換電路的關斷可有效的防止聲音回波對聲音采集的干擾。
3. 本發(fā)明的雙通道延伸放大電路和雙通道延伸直流放大電路中設置的交 叉反饋電阻有效的增強了兩通道聲音信號的強度差別，從而實現(xiàn)了模擬人耳 收音的功能，而且經(jīng)過強度差別擴展后的聲音信號之間的虛擬距離已經(jīng)比它 們被聲音采集單元采集時的物理距離擴展了幾倍或者更大，大大方便了后續(xù) 數(shù)據(jù)的處理，提高了整個裝置的靈敏度。
4. 本發(fā)明由聲音采集單元、雙通道前置放大電路、聲音信號變換電路、 雙通道積分電路、A/D轉換電路、觸發(fā)電路和PTZ控制器依次連接組成，PTZ 控制器內部存儲的中斷服務處理程序ISR處理由電路采集、整理的聲音信號， 并將處理后的數(shù)據(jù)反饋給PTZ控制器，由PTZ控制器驅動云臺攝像機轉動。它 是一種軟、硬結合的聲音探測裝置，不僅實現(xiàn)了云臺攝像機對監(jiān)控場所內的 異常聲響的自動響應，而且減少了監(jiān)控人員的勞動強度，同時提高了監(jiān)控的 效果。
5. 本發(fā)明實現(xiàn)了水平180。范圍內進行聲源追蹤的目的，在此基礎上可以 采取多傳感器、多通道電路、多重交叉反饋式和更復雜的算法實現(xiàn)在立體空 間內的全方位聲源追蹤。
6. 本發(fā)明選用的電器元件均為市售，成本低，體積小，適合于工業(yè)化生 產(chǎn)，而且安裝本裝置的云臺攝像機特別適用于對異常聲響源或特定聲響源自 動響應的場所。


圖1為本發(fā)明實施例1的電路方框圖。 圖2為本發(fā)明實施例1的電路原理圖。
圖3為本發(fā)明PTZ控制器中斷服務處理程序ISR的工作流程圖。圖4為本發(fā)明實施例2的電路方框圖。 圖5為本發(fā)明實施例3的電路方框圖。
具體實施例方式
下面結合實施例，對本發(fā)明進一步說明，下述實施例是說明性的，不是 限定性的，不能以下述實施例來限定本發(fā)明的保護范圍。
本實施例中聲音探測電路的聲音信號變換電路有三種電路連接組成方
式
1. 由雙通道延伸放大電路、雙通道檢波電路和雙通道延伸直流放大電路 依次連接組成(見圖1);
2. 由雙通道延伸放大電路和雙通道檢波電路依次連接組成(見圖4);
3. 由雙通道檢波電路和雙通道延伸直流放大電路依次連接組成(見圖5)。 上述三種電路連接組成方式分別以實施例1、實施例2和實施例3進行描述。
實施例l，如圖1所示。
一種自動追蹤聲源的云臺攝像機，其聲音探測電路由聲音采集單元、雙 通道前置放大電路、聲音信號變換電路、雙通道積分電路、A/D轉換電路、 觸發(fā)電路和PTZ控制器組成，本實施例中的聲音信號變換電路(如圖1虛線 部分)由雙通道延伸放大電路、雙通道檢波電路和雙通道延伸直流放大電路 組成。各個電路的連接關系是聲音采集單元的輸出端連接雙通道前置放大 電路的輸入端，雙通道前置放大電路的輸出端連接雙通道延伸放大電路的輸 入端，雙通道延伸放大電路的輸出端連接雙通道檢波電路的輸入端，雙通道 檢波電路的輸出端連接雙通道延伸直流放大電路的輸入端，雙通道延伸直流 放大電路的輸出端連接雙通道積分電路的輸入端，雙通道積分電路的輸出端 連接A/D轉換電路的輸入端，A/D轉換電路的輸出端連接PTZ控制器的專用 接口，雙通道積分電路的輸出端還連接一觸發(fā)電路的輸入端，觸發(fā)電路的輸 出端連接PTZ控制器的中斷端口 。
本實施例中聲音探測電路的原理圖如圖2所示
聲音采集單元可以由兩個以水平180°夾角設置的聲音傳感器組成，本 實施例中聲音采集單元由第一話筒SEN1和第二話筒SEN2組成，該兩個話 筒是具有單指向特性的駐極體話筒。兩個話筒分別安裝在云臺攝像機固定基 座的兩側，其水平夾角為180。，在水平180。范圍內均能夠跟蹤聲音目標，從而 形成了一個兩通道的聲音采集單元。為提高兩通道的聲音信號分離度以及降 低雜散噪聲的影響，宜采用具有單指向特性的駐極體話筒作為聲音采集單元， 同時兩個話筒在電氣連接時應保證二者接收的聲音信號之間的相位相同。
雙通道前置放大電路由第一運算放大器0PA1、第二運算放大器0PA2、
電阻和電容組成的兩個完全一樣的各運算放大器為反相輸入方式的放大電 路，當然，它們也可以被設計成同相輸入方式的放大電路，二者的效果是完 全一樣的。兩運算放大器分別以聲音采集單元的輸出電信號作為它們的輸入
信號。第一電容C1和第二電容C2為各自的輸入耦合電容；第一電阻R1、 第二電阻R2為各自的輸入電阻；第三電阻R3、第四電阻R4為各自的反饋 電阻，改變電阻R3/R1、 R2/R4的值可以調整放大器的增益；第七電阻R7、 第八電阻R8為各自的直流負載;第六電阻R6、第五電阻R5串聯(lián)在電源VDD 和地之間，其結點的分壓值提供兩個運算放大器的直流工作電壓，以滿足單 電源供電交流放大器的要求。聲音采集單元的兩通道輸出信號分別被雙通道 前置放大電路放大后經(jīng)第一運算放大器OPA1和第二運算放大器OPA2的輸 出端輸出至聲音信號變換電路的輸入端。
雙通道延伸放大電路由第三運算放大器OPA3、第四運算放大器OPA4、 電阻和電容組成的兩個完全一樣的各運算放大器為反相輸入方式的放大電 路，當然，它們也可以被設計成同相輸入方式的放大電路，二者的效果是完 全一樣的。兩運算放大器分別以雙通道前置放大器的輸出信號作為它們的輸 入信號。第三電容C3和第四電容C4為各自的輸入耦合電容；第九電阻R9、 第十電阻R10為各自的輸入電阻；第十一電阻Rll、第十二電阻R12為各自 的反饋電阻，改變電阻R11/R9、 R12/R10的值可以調整放大器的增益；第十 六電阻R16、第十七電阻R17為各自的直流負載；第十五電阻R15、第十四 電阻R14串聯(lián)在電源VDD和地之間，其結點的分壓值提供兩個運算放大器 的直流工作電壓，以滿足單電源供電交流放大器的要求。雙通道前置放大電 路的兩通道輸出信號分別被雙通道延伸放大電路放大后經(jīng)第三運算放大器 OPA3和第四運算放大器OPA4的輸出端輸出至雙通道檢波電路輸入端。無論 第三運算放大器OPA3和第四運算放大器OPA4均為同相輸入方式或均為反 相輸入方式，在兩個運算放大器的反相端均跨接第十三電阻R13，本實施例 中在兩個運算放大器均為反相輸入方式，第十三電阻R13跨接在兩個運算放 大器的反相端之間，這是一個交叉反饋電阻，因此第三運算放大器OPA3和 第四運算放大器OPA4的增益不僅與電阻R11/R9、 R12/R10的值有關，還與 第十三電阻R13有關，第十三電阻R13的引入，使輸出信號較大的通道"壓 抑"了輸出信號小的通道增益，這種"壓抑"起到了擴展兩個通道之間信號 強度差別的作用。
雙通道檢波電路是由第五電容C5、第十八電阻R18和第六電容C6、第 十九電阻R19組成的輸入耦合電路和第一二極管Dl、第二二極管D2 —同組 成的雙通道二極管檢波電路，雙通道延伸放大電路的兩通道輸出信號經(jīng)兩輸 入耦合電路分別送到第一二極管D1、第二二極管D2進行檢波，使兩通道交
流聲音信號成為代表聲音強度的兩通道直流信號，然后經(jīng)第七電容C7、第八 電容C8進行平滑濾波后分別從第一二極管Dl、第二二極管D2的陰極輸出 至雙通道延伸直流放大電路。
雙通道延伸直流放大電路由第五運算放大器OPA5、第六運算放大器 OPA6和電阻組成，兩運算放大器的兩通道均為同相輸入方式。第二十電阻 R20、第二十一電阻R21為兩運算放大器的輸入電阻，它們的一端連接輸入 信號，另一端分別與第五運算放大器OPA5、第六運算放大器OPA6的同相輸 入端相連；第五運算放大器OPA5、第六運算放大器OPA6的反相輸入端通過 第二十二電阻R22、第二十三電阻R23接地；第二十六電阻R26、第二十七 電阻R27分別為第五運算放大器OPA5、第六運算放大器OPA6的反饋電阻， 電阻R24/R20、 R25/R21的值和兩只交差反饋電阻第二十八電阻R28和第二 十九電阻R29共同決定兩運算放大器的總直流增益；第二十八電阻R28跨接 在第五運算放大器OPA5的輸出端和第六運算放大器OPA6的反相輸入端之 間，第二十九電阻R29跨接在第六運算放大器OPA6的輸出端和第五運算放 大器OPA5的反相輸入端之間，第二十八電阻R28和第二十九電阻R29將本 通道輸出的一部分送到另一通道的反相輸入端，其原理與實施例1中的雙通 道延伸放大電路中的第十三電阻R13相似，只是第二十八電阻R28、第二十 九電阻R29還可以根據(jù)增益和延伸程度的要求分別調整取值；第二十四電阻 R24、第二十五電阻R25的一端分別與各自的運算放大器連接，另一端接地， 為各自的放大器建立一個零工作點。雙通道延伸直流放大電路將代表聲音強 度的兩通道直流信號進行信號強度的擴展，然后分別經(jīng)第五運算放大器 OPA5、第六運算放大器OPA6的輸出端輸出至雙通道積分電路。
雙通道積分電路由第三十電阻R30、第十電容C10和第三十一電阻R31、 第九電容C9組成，雙通道積分電路的兩通道接收到的雙通道檢波電路的兩通 道輸出信號經(jīng)積分平滑處理后由第三十電阻R30和第十電容C10、第三十一 電阻R31和第九電容C9的結點處輸出。
雙通道積分電路的兩通道直流輸出信號分別作為觸發(fā)電路和A/D轉換電 路的輸入信號，其中一路經(jīng)第三十二電阻R32和三十四電阻R34輸入至觸發(fā) 電路，觸發(fā)電路由第七運算放大器OPA7、第八運算放大器OPA8、電阻和或 非門組成，兩運算放大器均為同相輸入方式，它們可以工作在飽和狀態(tài)，即 它們被設計成高增益模式，這由電阻R36/R33、 R37/R35的值決定。兩運算放 大器的輸入端沒有信號時(沒有聲音被探測到時)，兩運算放大器的輸出均為 零，由于這兩通道輸出信號是第一或非門NORl的輸入信號，所以第一或非 門NORl的輸出為邏輯1， 一旦雙通道檢波電路有輸出信號(有聲音被探測 到時)時，經(jīng)過雙通道積分電路處理后的信號中任意一路信號幅度滿足運算
放大器的飽和要求，則這個運算放大器的輸出立刻變?yōu)楦唠娖?，第一或非門
N0R1的輸出立刻變低為邏輯O(假定低電平為中斷觸發(fā)信號，高電平也可以， 由設計人員設定)，PTZ控制器(PTZ在安防監(jiān)控技術領域是Pan/Tilt/Zoom 簡寫，代表云臺全方位——上、下、左、右的移動及鏡頭變倍、變焦控制) 的中斷端口接收到由第一或非門NOR1輸出的低電平中斷觸發(fā)信號后調用相 應的中斷服務處理程序。觸發(fā)電路中由運算放大器和電阻組成的信號放大電 路部分可采用施密特觸發(fā)電路，施密特觸發(fā)電路的輸出端連接或非門的輸入 端。
雙通道積分電路的另一路輸出信號則作為A/D轉換電路的輸入信號,A/D 轉換電路中的第一 A/D芯片ADC1、第二 A/D芯片ADC2的信號輸出端和控 制信號輸入端連接PTZ控制器的專用接口 ，當觸發(fā)電路將低電平中斷信號輸 入至PTZ控制器后，PTZ控制器調用相應的中斷服務處理程序并通過控制信 號線向A/D轉換電路發(fā)出轉換命令，第一 A/D芯片ADC1、第二 A/D芯片 ADC2將雙通道積分電路輸出的信號進行轉換后輸入至PTZ控制器進行信號 處理。第一A/D芯片ADC1、第二A/D芯片ADC2可以根據(jù)系統(tǒng)精度的需要 選擇合適的分辨率，它可以并行輸出的，也可以是串行輸出的，某些PTZ控 制器具有多通道的ADC，這時候可以不必外加ADC電路，直接利用這些資 源。
本實施例中，聲音信號變換電路由雙通道延伸放大電路、雙通道檢波電 路和雙通道延伸直流放大電路組成(見虛線框內所示)，首先雙通道延伸放大 電路將雙通道前置放大電路的兩通道輸出信號進行強度差別上的擴展，然后 經(jīng)過雙通道檢波電路對擴展后的信號平滑濾波成代表聲音強度的兩通道直流 信號，該兩通道直流信號的強度差別進一步被雙通道延伸直流放大電路擴展 后輸出至雙通道積分電路，經(jīng)過上述過程后，兩通道的聲音強度信號被調理 成適于A/D轉換電路的信號，同時兩個聲音信號之間的虛擬距離已經(jīng)比它們 被聲音采集單元采集時的物理距離擴展了幾倍或者更大，更便于PTZ控制器 對其進行處理。
PTZ控制器內存儲有前臺主程序和具有較高優(yōu)先級的中斷服務處理程序 ISR，前臺主程序主要控制云臺攝像機的日常動作，而中斷服務處理程序ISR 正常時處于后臺等待狀態(tài)，當PTZ控制器收到觸發(fā)電路的觸發(fā)信號后喚醒中 斷服務處理程序ISR并完成一次聲音采集和處理的過程，中斷服務處理程序 ISR執(zhí)行完畢后重新回到后臺，PTZ控制器恢復前臺主程序。
中斷服務處理程序ISR的工作流程如圖3所示
1. 關中斷，保護現(xiàn)場；
2. 啟動A/D轉換電路中的第一 A/D芯片ADC1、第二 A/D芯片ADC2
并等待轉換結束；
3. 第一 A/D芯片ADC1、第二 A/D芯片ADC2的轉換結果被讀出并放入 PTZ控制器的寄存器或RAM中，轉換結果讀出后關閉第一 A/D芯片ADC1、 第二A/D芯片ADC2，以使反射聲不被采樣；
4. 兩通道聲音數(shù)據(jù)進行除運算；
5. 按照除運算的結果進行査表，將除運算的結果換算成表中存儲的云臺 攝像機對應的水平角度信息；
6. 該水平角度信息被PTZ控制器讀取后驅動云臺攝像機逼近這個水平角 度，完成了一次聲源追蹤；
7. 動作完成后PTZ控制器開中斷，恢復現(xiàn)場。
本實施例的工作原理是
兩只話筒分別安裝在云臺攝像機固定基座的兩側，其水平夾角為180°, 形成了一個兩通道的聲音采集單元；當有聲音出現(xiàn)時，兩只話筒便有與聲音 對應的電信號輸出，當聲源位置與兩話筒的位置不對稱時，兩話筒的輸出信 號有微小差別；兩話筒的輸出信號經(jīng)雙通道前置放大電路放大后送入可以擴 展這種差別的雙通道延伸放大電路，雙通道延伸放大電路除了對兩通道信號 具有適當增益外，還通過交叉反饋方式將信號的強度差別進行擴展；雙通道 檢波電路將經(jīng)放大并擴展的兩個聲音信號檢波并平滑濾波成代表兩個聲音強 度的直流信號；這個兩通道的聲音強度信號被送到雙通道延伸直流放大器， 它將代表聲音強度的直流信號放大并調理成適于A/D轉換電路輸入的信號， 也通過交叉反饋的方式將兩通道的聲音強度進一步擴展，此時兩個聲音信號 之間的虛擬距離己經(jīng)比它們被聲音采集單元采集時的物理距離擴展了幾倍或 者更大；在大廳的實用環(huán)境中，當一個聲音出現(xiàn)時，主聲波會在大廳內多次 反射，其強度幾乎與主聲波相同，使話筒根本不知道聲音來自何方，因而后 續(xù)的處理就變得毫無意義。為了保證到達A/D轉換電路的信號只有主聲波信 號，而沒有反射聲信號，雙通道積分電路的一路輸出信號輸送至觸發(fā)電路， 該觸發(fā)電路的輸出可以觸發(fā)PTZ控制器的一個中斷，該中斷觸發(fā)后PTZ控 制器立即響應并調用中斷服務處理程序ISR，并啟動A/D轉換電路，讀出轉 換后的聲音強度數(shù)字信號，然后立即停止A/D轉換電路。由于聲波的傳播速 度與電信號和計算機處理速度相比要慢的多，所以A/D轉換電路第一次采樣 的數(shù)據(jù)一定是主聲波信息，這是屏蔽反射聲波的機理；PTZ控制器對兩通道 的代表聲音強度的數(shù)字信號進行除運算，其結果被用于査表以求出聲音位置 相對于兩話筒的角度信息，進而驅動云臺攝像機向聲源位置逼近。
本發(fā)明中聲音探測電路使用的運算放大器可以選用通用的低噪聲放大 器，但其開環(huán)增益盡可能高，其封裝形式可以是單運放、雙運放或四運放。
而且選用的電阻器最好是精度優(yōu)于1%的。
PTZ控制器中存儲的信號除運算與水平夾角的對照表中的數(shù)據(jù)信息是事 先計算并存儲的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明中聲音探測電路的供電由云臺主電源提供。
本發(fā)明提出一種可以在水平180°范圍內進行聲音探測的云臺攝像機，在 此裝置的基礎上還可以采取多傳感器、多通道電路、多重交叉反饋式和更復 雜的算法實現(xiàn)在立體空間內的全方位聲源追蹤。
實施例2，如圖4所示。
實施例2與實施例1不同點在于實施例2中的聲音信號變換電路(如圖 4中虛線部分)由雙通道延伸放大電路和雙通道檢波電路組成，雙通道延伸 放大電路的輸入端連接雙通道前置放大電路的輸出端，雙通道延伸放大電路 的輸出端連接雙通道檢波電路的輸入端，雙通道檢波電路的輸出端連接雙通 道積分電路的輸入端。
實施例3，如圖5所示。
實施例3與實施例1不同點在于實施例3中的聲音信號變換電路由雙通 道檢波電路和雙通道延伸直流放大電路組成(如圖5虛線部分)，雙通道檢波 電路的輸入端連接雙通道前置放大電路的輸出端，雙通道檢波電路的輸出端 連接雙通道延伸直流放大電路的輸入端，雙通道延伸直流放大電路的輸出端 連接雙通道積分電路的輸入端。
權利要求
1、一種自動追蹤聲源的云臺攝像機，由云臺攝像機及聲音探測電路構成，其特征在于聲音探測電路由聲音采集單元、雙通道前置放大電路、聲音信號變換電路、雙通道積分電路、A/D轉換電路、觸發(fā)電路和PTZ控制器組成，聲音采集單元的輸出端連接雙通道前置放大電路的輸入端，雙通道前置放大電路的輸出端連接聲音信號變換電路的輸入端，聲音信號變換電路的輸出端連接雙通道積分電路的輸入端，雙通道積分電路的一輸出端連接A/D轉換電路的輸入端，A/D轉換電路的輸出端連接PTZ控制器的輸入/輸出接口，雙通道積分電路的另一輸出端還連接一觸發(fā)電路的輸入端，觸發(fā)電路的輸出端連接PTZ控制器的中斷端口。
2、 根據(jù)權利要求l所述的自動追蹤聲源的云臺攝像機，其特征在于所 述的聲音采集單元是兩個以水平180°夾角設置的聲音傳感器組成。
3、 根據(jù)權利要求2所述的自動追蹤聲源的云臺攝像機，其特征在于所 述的雙通道前置放大電路是由兩個運算放大器、電阻和電容組成的雙通道放 大電路且每個通道的運算放大器均為反相輸入方式，或均為同相輸入方式。
4、 根據(jù)權利要求l所述的自動追蹤聲源的云臺攝像機，其特征在于所述的聲音信號變換電路由雙通道延伸放大電路和雙通道檢波電路組成，雙通 道延伸放大電路的輸入端連接雙通道前置放大電路的輸出端，雙通道延伸放 大電路的輸出端連接雙通道檢波電路的輸入端，雙通道檢波電路的輸出端連接雙通道積分電路的輸入端；雙通道延伸放大電路是由兩個運算放大器、電 阻和電容組成的雙通道放大電路且每個通道的運算放大器均為反相輸入方式 或均為同相輸入方式，兩個運算放大器的反相輸入端跨接一電阻。
5、 根據(jù)權利要求l所述的自動追蹤聲源的云臺攝像機，其特征在于所 述的聲音信號變換電路由雙通道檢波電路和雙通道延伸直流放大電路組成， 雙通道檢波電路的輸入端連接雙通道前置放大電路的輸出端，雙通道檢波電 路的輸出端連接雙通道延伸直流放大電路的輸入端，雙通道延伸直流放大電 路的輸出端連接雙通道積分電路的輸入端；雙通道延伸直流放大電路是由兩 個運算放大器和電阻組成的雙通道直流放大電路且每個通道的運算放大器均 為同相輸入方式，兩個運算放大器中的每個運算放大器的信號輸出端與另一 個運算放大器的反向輸入端均跨接一 電阻。
6、 根據(jù)權利要求l所述的自動追蹤聲源的云臺攝像機，其特征在于所 述的聲音信號變換電路由雙通道延伸放大電路、雙通道檢波電路和雙通道延 伸直流放大電路組成，雙通道延伸放大電路的輸入端連接雙通道前置放大電 路的輸出端，雙通道延伸放大電路的輸出端連接雙通道檢波電路的輸入端，雙通道檢波電路的輸出端連接雙通道延伸直流放大電路的輸入端，雙通道延 伸直流放大電路的輸出端連接雙通道積分電路的輸入端；雙通道延伸放大電 路是由兩個運算放大器、電阻和電容組成的雙通道放大電路且每個通道的運 算放大器均為反相輸入方式或均為同相輸入方式，兩個運算放大器的信號輸 入端跨接一 電阻，雙通道延伸直流放大電路是由兩個運算放大器和電阻組成 的雙通道直流放大電路且每個通道的運算放大器均為同相輸入方式，兩個運 算放大器中的每個運算放大器的信號輸出端與另一個運算放大器的反向輸入 端均跨接一電阻。
7、 根據(jù)權利要求4或5或6所述的自動追蹤聲源的云臺攝像機，其特征 在于所述的雙通道檢波電路是由電容、電阻和二極管組成的雙通道二極管 檢波電路。
8、 根據(jù)權利要求l所述的自動追蹤聲源的云臺攝像機，其特征在于所 述的觸發(fā)電路是由兩個工作在高增益模式的運算放大器、電阻和或非門組成， 兩個運算放大器均為同相輸入方式且二者的輸出端連接或非門的輸入端，或 非門的輸出端連接PTZ控制器的中斷端口 。
9、 根據(jù)權利要求l所述的自動追蹤聲源的云臺攝像機，其特征在于所 述的A/D轉換電路中設置有兩個A/D芯片，每個A/D芯片的輸入端分別連接 雙通道積分電路的一路輸出，每個A/D芯片的輸出端分別連接PTZ控制器的 輸入/輸出接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動追蹤聲源的云臺攝像機，其聲音探測電路由聲音采集單元、雙通道前置放大電路、聲音信號變換電路、雙通道積分電路、A/D轉換電路、觸發(fā)電路和PTZ控制器組成。本發(fā)明經(jīng)過強度差別擴展后的聲音信號之間的虛擬距離已經(jīng)比它們被聲音采集單元采集時的物理距離擴展了幾倍或者更大，且以簡單的方法消除掉反射聲對主聲源的干擾，大大方便了后續(xù)數(shù)據(jù)的處理，提高了整個裝置的靈敏度；成本低，體積較小，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，特別適用于對異常聲響源或特定聲響源自動響應的場所。
文檔編號G05D3/12GK101345858SQ200810054170
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月18日 優(yōu)先權日2008年8月18日
發(fā)明者崔廣慶 申請人:天津市亞安科技電子有限公司