[发明专利]一种声源定向眼镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种听障人使用的声源定向眼镜。

背景技术

声源定位技术在听力障碍人群助听，机器人，消费类电子产品等领域有重要的应用价值。

现有技术中，存在一些利用声波来确定方位的技术，中国专利[申请号/专利号：200510001779]公开了一种声源定位的方法，其方案为把多个处在不同位置采集的外部声音信号转换为电平信号，通过微处理器，把量化为0或1的电平信号读到内存，根据多路电平信号的相位和高电平持续时间来计算声源方位信息。

采用这种方法的不足之处在于，声源定位需要微处理器执行算法，影响声源定位的速度。另外，当检测声源方位的各个麦克风距离较小时，受处理器执行程序的串行性工作的特点和受微处理器工作频率的限制，当声源所处的位置使得到达两个麦克风的时间比较近时，声源定向的误差较大。

发明内容

本发明提供一种利用声音波前自锁的方式来进行高速声源定位眼镜，包括电池和电源电路，放在耳承或镜框上的多个麦克风，前置放大器电路，滤波电路，声音波前信号锁存电路、译码电路和声源方位输出电路。

以上所述的麦克风完成声音信号到电信号的转换功能；

所述麦克风前置放大电路，用于放大麦克风输出的电信号；

所述滤波电路，用于滤除高频信号，以提高声源定位的可靠性。其截至频率应当低于二分之一以麦克风间距为波长声音信号；

所述声音波前信号锁存电路，用于锁存声音波前信号到达各个麦克风时各路信号的状态变化，以获取波前到达各个麦克风的前后次序信息。波前信号锁存电路的锁存控制信号，由到达各个麦克风的波前信号产生。

所述译码电路，由门电路实现，用于根据波前信号锁存电路的状态，经过逻辑运算，得到声源方位。

所述声源方位输出电路，用于以光或机械振动的形式，指示声源方向。

相对于现有技术，本发明有益效果是：本发明利用到达各个不同位置麦克风的波前信号，使锁存电路的状态发生变化，并同时锁存住所有其他路信号状态，根据这些锁存器的状态，由译码电路计算出声源的方位，这种方法声源定向速度快，便于小型化。

附图说明

图1是本发明声源定位眼镜的结构框图；

图2是本发明的电路工作原理框图；

图3是本发明实例中麦克风声音接收器件的位置示意图；

图4是本发明的实例中麦克风前置放大器电路原理图；

图5是本发明的实例中滤波电路图；

图6是本发明的实例中声音波前信号锁存电路图。

具体实施方式

请参阅图1，是本发明声源定位眼镜的框图。

声源定位眼镜由耳承(1)、(9)、镜框(8)和镜片(5)以及放在耳承(1)、(9)、镜框(8)上的3个麦克风(2)，电池和电源电路(3)和信号处理电路(4)。

图2是本发明的电路工作原理框图。

前置放大电路分别对3个麦克风输出信号进行放大，经过滤波电路，连接到声音波前锁存器电路，该锁存电路将波前到达各个麦克风的次序信息记录在锁存中，译码电路根据每一组声音波前锁存器的状态，计算出声源的方位，输出电路以光、振动或其他形式指示方位。

图3是本发明实例中麦克风摆放位置和所对应的区间定义图；麦克风M1放在眼镜前部两个镜框中间的位置，麦克风M2和M3分别放在耳承上，三个麦克风以120度均布在圆周上。D1-D6为各个区间的边界线。

图4是本发明的实例中麦克风前置放大器电路原理图，使用了麦克风前置放大集成电路MAX9814.

图5是本发明的实例中采用的二阶有源低通滤波器电路图。

图6是本发明的实例中声音波前信号锁存电路图，图中有三组由D触发器组成的三路锁存器。第一组D11-D13与第一路麦克风信号对应；第二组D21-D23与第二路麦克风信号对应；第三组D31-D33与第三路麦克风信号对应。其中，D11，D21，D31分别接到Vcc。从图的横向看，D11触发器的输出需要分别连接到D21和D31的数据输入端；D22触发器的输出分别连接到D12和D32的数据输入端；D33触发器的输出分别连接到D13和D23的数据输入端。在每次声源定位之前，所有触发器清零。当声音波前信号前到达某个麦克风时，相应的麦克风首先有信号输出，经过前置放大、滤波后，使对应的触发器输出由0变为1.同时，所对应的互补输出端由1变为0，此信号连接到一个与门的输入，与门的输出用于封锁其他两个触发器的ck信号。

为便于对本发明的理解，下面结合具体实例对本发明进行详细描述。