本發(fā)明涉及拾音技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種拾音裝置。

背景技術(shù)：

監(jiān)控作為安防的一種重要手段，廣泛應(yīng)用于各個場所，如拘留所、消防局、博物館等。

目前，視頻監(jiān)控已經(jīng)非常普及，但傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控錄像中只記錄了監(jiān)控現(xiàn)場的圖像，并沒有記錄現(xiàn)場的聲音，因此工作人員只能獲取到現(xiàn)場的部分圖像信息，對于重要的音頻信息往往無法獲取。從而，音頻監(jiān)控應(yīng)用而生。音頻監(jiān)控通常采用拾音裝置來實現(xiàn)，拾音裝置能夠拾取監(jiān)控現(xiàn)場的聲音，因此工作人員能夠通過拾音裝置獲取到現(xiàn)場的音頻信息，同時拾音裝置還有消除監(jiān)控現(xiàn)場中的環(huán)境噪聲的作用，使得工作人員獲取到的音頻信息的信噪比(信號與噪聲的比例)較高，從而獲取的音頻信息可用于安防的調(diào)查取證中，還可用于報警、預警、提醒用戶等中。

但不足的是，由于環(huán)境中的音源往往是隨時移動的，音量變化起伏也較大，但通常拾音距離和拾音角度是不可調(diào)節(jié)的，從而導致音源移動或者音量變化時，拾音裝置的拾音效果較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為：以實現(xiàn)拾音距離和拾音角度的可調(diào)節(jié)性。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種拾音裝置，包括：麥克風組件、相位處理總電路和運算輸出總電路；所述麥克風組件包括導軌，以及沿所述導軌所延伸的方向依次設(shè)置的第一麥克風和第二麥克風，所述第一麥克風固裝在所述導軌的一端，所述第二麥克風可滑動地安裝在所述導軌上，所述第一麥克風用于錄入第一音頻信號，所述第二麥克風用于錄入第二音頻信號；所述第一麥克風和所述第二麥克風均與所述相位處理總電路的輸入端連接，所述相位處理總電路用于檢測所述第一音頻信號和所述第二音頻信號，并根據(jù)所述第一音頻信號和所述第二音頻信號得到相位差，根據(jù)所述相位差對所述第二音頻信號進行相位補償，輸出所述第一音頻信號和處理后的所述第二音頻信號；所述運算輸出總電路的輸入端與所述相位處理總電路的輸出端連接，所述運算輸出總電路用于對處理后的所述第二音頻信號進行反相信號處理，并對所述第一音頻信號和經(jīng)反相信號處理后的信號進行相減操作，輸出抗干擾音頻信號。

本發(fā)明中的拾音裝置可用于監(jiān)控中，以記錄監(jiān)控現(xiàn)場中的聲音。在監(jiān)控現(xiàn)場中，同一空間位置的聲音可分別通過對應(yīng)的傳音空間到達麥克風組件中的兩個麥克風，并被兩個麥克風分別錄入為第一音頻信號和第二音頻信號，因兩個麥克風的空間位置不同，使得同一空間位置的聲音達到對應(yīng)的麥克風的時間也不相同，在對錄入兩個麥克風中的兩個音頻信號進行信號處理時，兩個音頻信號對應(yīng)的聲波就會產(chǎn)生相位差；從而，相位處理總電路能夠檢測到第一音頻信號和第二音頻信號，并根據(jù)檢測到的兩個音頻信號計算出上述相位差，再以第一音頻信號為基準，對第二音頻信號進行相位補償；拾音裝置中的運算輸出總電路能夠?qū)ο辔谎a償后的第二音頻信號進行反相信號處理，并將反相信號處理后的第二音頻信號和第一音頻信號直接運算放大，最后輸出單端的抗干擾音頻信號，得到信噪比較高的音頻信息。

在本發(fā)明中的麥克風組件中，可通過滑動調(diào)節(jié)第二麥克風來調(diào)節(jié)第二麥克風與第一麥克風之間的距離，從而拾音距離和拾音角度隨著第二麥克風與第一麥克風之間的距離的變化而變化，當?shù)谝畸溈孙L與第二麥克風之間的距離變大時，拾音距離變大，反之，當?shù)谝畸溈孙L與第二麥克風之間的距離變小時，拾音距離變小，對應(yīng)的，拾音距離改變，拾音角度也發(fā)生變化?？梢?，本發(fā)明的拾音裝置在得到高的信噪比的音頻信號的同時，實現(xiàn)了拾音距離和拾音角度的可調(diào)節(jié)性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例中的拾音裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中的音頻信號的空間傳送的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中的第一音頻信號和第二音頻信號的波形圖；

圖4為本發(fā)明實施例中的相位處理總電路的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中的運算輸出總電路的示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例中的麥克風組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記

10-麥克風組件； 11-導軌；

111-條狀支架； 112-通孔；

12-第一麥克風； 13-第一麥克風；

14-第一支撐桿； 15-第二支撐桿；

20-相位處理總電路； 21-第一比較器；

22-第二比較器； 23-第一觸發(fā)器；

24-第二觸發(fā)器； 25-相位差計算電路；

26-移相電路； 30-運算輸出總電路；

31-反相器； 32-差分放大器；

33-驅(qū)動器； 40-喇叭。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例

參見圖1，本實施例提供了一種拾音裝置，包括：麥克風組件10、相位處理總電路20和運算輸出總電路30；麥克風組件10包括導軌11，以及沿導軌11所延伸的方向依次設(shè)置的第一麥克風12和第二麥克風13，第一麥克風12固裝在導軌11的一端，第二麥克風13可滑動地安裝在導軌11上，第一麥克風12用于錄入第一音頻信號，第二麥克風13用于錄入第二音頻信號；第一麥克風12和第二麥克風13均與相位處理總電路20的輸入端連接，相位處理總電路20用于檢測第一音頻信號和第二音頻信號，并根據(jù)第一音頻信號和第二音頻信號得到相位差，根據(jù)相位差對第二音頻信號進行相位補償，輸出第一音頻信號和處理后的第二音頻信號；運算輸出總電路30的輸入端與相位處理總電路20的輸出端連接，運算輸出總電路30用于對處理后的第二音頻信號進行反相信號處理，并對第一音頻信號和經(jīng)反相信號處理后的信號進行相減操作，輸出抗干擾音頻信號。

本實施例中的拾音裝置的工作原理為：在監(jiān)控現(xiàn)場，一個聲音經(jīng)不同的傳播路徑分別達到第一麥克風12和第二麥克風13，第一麥克風12和第二麥克風13分別對應(yīng)地將該聲音錄入為第一音頻信號和第二音頻信號，相位處理總電路20分別檢測到第一音頻信號和第二音頻信號，并根據(jù)檢測到的第一音頻信號和第二音頻信號計算出相位差，之后，以第一音頻信號為基準，對第二音頻信號進行相位補償，再將經(jīng)相位補償后的第二音頻信號和第一音頻信號輸出至運算輸出總電路30，運算輸出總電路30對經(jīng)相位補償后的第二音頻信號進行反相信號處理，再將第一音頻信號和反相信號處理后的第二音頻信號進行差分運算，并進行適當放大，最后輸出單端的抗干擾音頻信號。

從上述過程可以看出，拾音裝置能夠輸出單端的抗干擾音頻信號，從而消除了環(huán)境中的噪聲，以得到信噪比較高的音頻信息。

需要說明的是，這里只是以“一個聲音”來將聲音形象化，以便于理解本方案，但并沒有具體對聲音進行限定。

參見圖2，基于上述工作原理，為了便于說明，拾音裝置可與喇叭40配合，聲音經(jīng)喇叭40進入拾音裝置中，因此音頻信號的空間傳送可包括喇叭40、傳音空間和麥克風，監(jiān)控現(xiàn)場中的聲音從喇叭40進入，經(jīng)傳音空間分別到達第一麥克風12和第二麥克風13，假設(shè)第一麥克風12和第二麥克風13之間的距離為d，聲音沿喇叭40傳播的方向與導軌11所延伸的方向之間的夾角為θ，那么可以計算出，從喇叭40發(fā)出的聲音到達第一麥克風12的距離與從喇叭40發(fā)出的聲音到達第二麥克風13的距離的差為d*cosθ，d*cosθ也可以體現(xiàn)在聲波信號(也就是音頻信號)傳輸?shù)臅r間差上，還可以是相位差產(chǎn)生的根本原因。而在本實施例中，麥克風組件10中包括導軌11和導軌11上的兩個麥克風，第二麥克風13可在導軌11上進行滑動，從而可通過滑動第二麥克風13來改變距離d的大小，進而實現(xiàn)了對拾音距離和拾音角度的調(diào)整，也就是實現(xiàn)了對拾音焦點和拾音范圍的調(diào)整。

綜上所述，本實施例中的拾音裝置的麥克風組件10中的兩個麥克風之間的距離可調(diào)節(jié)，相應(yīng)的，相位處理總電路20中計算得到的相位差是可調(diào)節(jié)的，從而使得拾音裝置能夠適應(yīng)各種移動的音源或者音量的起伏，進而適用于各種環(huán)境中。

當然了，這里的喇叭40和拾音裝置都可以是監(jiān)控系統(tǒng)中的一部分。

本實施例中的麥克風組件10包括兩個麥克風，還達到了語音增強的效果。

現(xiàn)有技術(shù)中，也有通過采用4～8個麥克風并利用陣列算法來實現(xiàn)調(diào)整拾音距離和拾音角度的，但這種方法的聲道數(shù)目多、處理量大，后端需要專用的數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor，簡稱DSP)或者中央處理器(Central Processing Unit，簡稱CPU)來進行算法配置，成本較高。而本方案中，所用的器件較少，而且操作簡單可靠。

現(xiàn)有技術(shù)中，還有采用聲學腔體設(shè)計來實現(xiàn)拾音角度可調(diào)的，但這種方案比較依賴于腔體設(shè)計，一般來說有集成復雜、定向拾音角度有限等缺點。而本方案中的拾音裝置比較容易實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，且調(diào)節(jié)的拾音角度范圍較大。

優(yōu)選的，相位處理總電路20可采用模擬電路處理的方法來實現(xiàn)，以達到裝置結(jié)構(gòu)簡單和工作可靠的目的。

示例性的，相位處理總電路20可包括相位檢測子電路和相位補償子電路；第一麥克風12和第二麥克風13均與相位檢測子電路的輸入端連接，相位檢測子電路用于檢測第一音頻信號和第二音頻信號，并根據(jù)第一音頻信號和第二音頻信號得到相位差；相位補償子電路的輸入端與相位檢測子電路的輸出端連接，相位補償子電路用于根據(jù)相位差對第二音頻信號進行相位補償，輸出第一音頻信號和處理后的第二音頻信號。

示例性的，運算輸出總電路30可包括信號反相子電路、差分放大子電路和輸出驅(qū)動子電路；信號反相子電路的輸入端與相位處理總電路20的輸出端連接，信號反相子電路用于對處理后的第二音頻信號進行反相信號處理；差分放大子電路的輸入端與信號反相子電路的輸出端連接，差分放大子電路用于對第一音頻信號和經(jīng)反相信號處理后的信號進行相減操作；輸出驅(qū)動子電路的輸入端與差分放大子電路的輸出端連接，輸出驅(qū)動子電路用于輸出抗干擾音頻信號。

進一步的，該抗干擾音頻信號為較強抗共模干擾的音頻信號。

參見圖3，在拾音裝置的工作過程中，隨著時間的推移，第一音頻信號與第二音頻信號的狀態(tài)變化為下：

狀態(tài)a：在相位檢測子電路中，檢測到第一音頻信號與第二音頻信號兩路聲波；

狀態(tài)b：在相位補償子電路中，以第一音頻信號為基準，對第二音頻信號進行相位補償。

狀態(tài)c：在信號反相子電路中，對第二音頻信號進行反相信號處理；

狀態(tài)d：在差分放大子電路中，對第一音頻信號和第二音頻信號進行差分運算，并適當放大。

參見圖4，優(yōu)選的，相位檢測子電路可包括第一比較器21、第二比較器22、第一觸發(fā)器23、第二觸發(fā)器24和相位差計算電路25，相位補償子電路包括移相電路26。第一比較器21的輸入端與第一麥克風12連接，第一比較器21的輸出端與第一觸發(fā)器23的輸入端連接；第二比較器22的輸入端與第二麥克風13連接，第二比較器22的輸出端與第二觸發(fā)器24的輸入端連接；第一觸發(fā)器23的輸出端與第二觸發(fā)器24的輸出端均與相位差計算電路25的輸入端連接，移相電路26的輸入端與相位差計算電路25的輸出端連接，移相電路26的輸出端與運算輸出總電路30的輸入端連接；具體的，移相電路26的輸出端可包括第一輸出端和第二輸出端，第一輸出端和第二輸出端均運算輸出總電路30的輸入端連接，其中，第一輸出端用于輸出第一音頻信號，第二輸出端用于輸出處理后的第二音頻信號。

在這一方案中，第一比較器21用于判斷第一麥克風12中是否錄入了第一音頻信號，第一觸發(fā)器23中含有與第一比較器21配套的觸發(fā)器電流，第一觸發(fā)器23用于形成與第一音頻信號對應(yīng)的第一脈沖波形。同樣的，第二比較器22用于判斷第二麥克風13中是否錄入了第二音頻信號，第二觸發(fā)器24中含有與第二比較器22配套的觸發(fā)器電流，第二觸發(fā)器24用于形成與第二音頻信號對應(yīng)的第二脈沖波形。相位差計算電路25用于根據(jù)第一脈沖波形和第二脈沖波形計算得到相位差，并輸出控制信號到相位補償網(wǎng)絡(luò)，相位補償網(wǎng)絡(luò)采用移相電路26來實現(xiàn)，移相電路26受控于相位差計算電路25，移相電路26用于對第二音頻信號進行移相處理，并輸出移相后的第二音頻信號和第一音頻信號。

參見圖5，信號反相子電路包括反相器31，反相器31的輸入端與移相電路26的第二輸出端連接；差分放大子電路包括差分放大器32，差分放大器32的同相輸入端與第一輸出端連接，差分放大器32的反相輸入端與反相器31的輸出端連接；輸出驅(qū)動子電路包括驅(qū)動器33，驅(qū)動器33的輸入端與差分放大器32的輸出端連接，驅(qū)動器33的輸出端用于輸出抗干擾音頻信號。

在這一方案中，反相器31為第二音頻信號的反相器31，反相器31用于實現(xiàn)第二音頻信號的信號反相。差分放大器32用于實現(xiàn)第一音頻信號與第二音頻信號的相減操作，以降低共模信號和干擾。驅(qū)動器33用于進行電流放大，輸出為單端的音頻信號，單端的音頻信號用于實現(xiàn)長距離傳輸和進一步提高抗干擾能力。

參見圖6，在本實施例中，導軌11的結(jié)構(gòu)可為多種，示例性的，導軌11可包括條狀支架111，條狀支架111上設(shè)置有與條狀支架111相平行的通孔112，通孔112的兩端分別與條狀支架111的兩端對應(yīng)接近，第一麥克風12固定卡裝在通孔112的對應(yīng)端，第二麥克風13可滑動地卡裝在通孔112內(nèi)。在這一方案中，設(shè)計通孔112以形成內(nèi)嵌式導軌11，麥克風可內(nèi)嵌在通孔112內(nèi)。

繼續(xù)參見圖6，進一步的，麥克風組件10還包括第一支撐桿14和第二支撐桿15，第一支撐桿14固裝在通孔112的對應(yīng)端，第一麥克風12通過第一支撐桿14固裝在導軌11上，第二支撐桿15可滑動地卡裝在通孔112內(nèi)，第二麥克風13通過第二支撐桿15安裝在導軌11上。在這一方案中，條狀支架111作為導軌11的支撐結(jié)構(gòu)，其上設(shè)計有麥克風的支撐結(jié)構(gòu)，滿足了麥克風對聲波傳輸路徑影響小的要求。

值得一提的是，第一麥克風12和第二麥克風13的差異性越小，拾音裝置的拾音效果越好，因此，第一麥克風12和第二麥克風13可選擇同一類型麥克風，以保證高度的一致性。

在本實施例中，值得注意的是，為了提高拾音效果的指向性，第一麥克風12和第二麥克風13可均選用指向性麥克風，不僅如此，兩個麥克風之間的距離d變大，相位處理總電路20中的計算得到的相位差也發(fā)生相應(yīng)的變化，在相位處理總電路20和運算輸出總電路30對音頻信號進行一些處理后，指向性加強；反之，兩個麥克風之間的距離d變小，指向性越弱?？梢?，本實施例中的指向裝置的指向性拾音效果良好，既體現(xiàn)在麥克風自身的指向性的基礎(chǔ)上，又通過調(diào)節(jié)兩個麥克風的間距使得指向性發(fā)生明顯的變換，進一步提升指向性拾音的性能，從前端的結(jié)構(gòu)到后續(xù)的電路處理，從多種技術(shù)角度保證指向性的增強。

進一步的，為了保證拾音裝置能夠接收一般范圍內(nèi)的聲音，可使兩個麥克風之間的距離能夠達到一定的值，再結(jié)合實際情況，優(yōu)選的，第一麥克風12與第二麥克風13之間的最大距離可為40cm。對應(yīng)的，導軌11的長度可在40cm之內(nèi)。

進一步的，為了防止形成干涉，以及發(fā)生聲波相互串擾等現(xiàn)象，兩個麥克風之間的最短距離應(yīng)大于或者等于5cm。

為了完善本實施例中的拾音裝置，可以通過調(diào)節(jié)移相電路26中的移相參數(shù)和差分放大器32中輸出的放大倍數(shù)來增強拾音效果。

綜合以上內(nèi)容，本實施例中的拾音裝置依靠兩個指向性麥克風形成一定的排列指向，在實際應(yīng)用中，可將第一麥克風12設(shè)置在導軌11的前端，將第二麥克風13設(shè)置在導軌11的后面，再通過電路處理，對兩個麥克風拾取內(nèi)容進行相位調(diào)節(jié)和直接運算放大，最后得到抗干擾的輸出。

本實施例中的拾音裝置可應(yīng)用在監(jiān)控系統(tǒng)中，其中拾音裝置為前端設(shè)備，也就是設(shè)置在監(jiān)控現(xiàn)象內(nèi)的，在監(jiān)控室內(nèi)，還設(shè)置有后端設(shè)備，以接收前端設(shè)備獲取的信息，方便觀察。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。