[发明专利]一种声源定位视频跟踪系统

说明书

技术领域

本发明属于声控领域，尤其涉及一种声源定位视频跟踪系统。

背景技术

伴随着科技的不断进步，越来越多的智能设备进入到了人们的生活中，给人们的生活带来了便利，在日常生活中，声源跟踪定位技术有着广泛的应用。例如在视频会议中，声源定位被用于检测讲话人的位置，并自动调整摄像头转动角度，使其对准讲话者；舞台演出中，声源定位跟踪可是摄像头自动保持指向主持人或主角；安防保卫系统中，声源定位技术可使监控摄像头在监控区域发生声响的瞬间对准于声源位置，并保持对移动声源的跟踪。现在常见的麦克风声源定位算法，其基本原理是根据信号到达两个不同位置的麦克风的时间差，估计出信号到达两个不同位置麦克风的距离差，使用这种方法进行声源定位时，至少要使用三个麦克风，才能完成一次定位操作。为了实现更精确的声源定位，也常采用阵列技术，将多个麦克风组成线阵，或方阵采集信号进行声源定位。但这种定位技术的算法较为复杂。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种声源定位视频跟踪系统。

一种声源定位视频跟踪系统，其特征在于包括采集装置、编码芯片、控制器、键盘、显示器和步进电机；其中采集装置与编码芯片相连接；编码芯片与控制器相连接；键盘与控制器相连接；控制器与显示器相连接；控制器与步进电机相连接；采集装置设置有两个；步进电机设置有两个。

本发明所述的一种声源定位视频跟踪系统，其特征在于所述采集装置为麦克风。

本发明所述的一种声源定位视频跟踪系统，其特征在于所述控制器采用EP3C146F484的FPGA器件。

本发明所述的一种声源定位视频跟踪系统，其特征在于所述编码芯片采用UDA1341编码芯片。

本发明所述的一种声源定位视频跟踪系统，其特征在于所述编码芯片的采样比为128。

本发明所述的一种声源定位视频跟踪系统，其特征在于所述显示器为LCD液晶显示器。

本发明所述的一种声源定位视频跟踪系统，其特征在于所述显示器的大小为16×2。

本发明所述的一种声源定位视频跟踪系统，通过两个麦克风作为传感器，选用FPGA 作为控制器，当对声源实现定位后，控制步进电机转动。当声源位置发生移动时，可使摄像头自动保持跟踪。本发明所述声源定位视频跟踪系统结构简单，易于操作。

附图说明

图1为本发明所述声源定位视频跟踪系统的结构示意框图。

具体实施方式

一种声源定位视频跟踪系统，包括采集装置、编码芯片、控制器、键盘、显示器和步进电机；如图1所示其中采集装置与编码芯片相连接；编码芯片与控制器相连接；键盘与控制器相连接；控制器与显示器相连接；控制器与步进电机相连接；采集装置设置有两个；步进电机设置有两个。

本发明所述的一种声源定位视频跟踪系统，所述采集装置为麦克风。所述控制器采用EP3C146F484的FPGA器件。所述编码芯片采用UDA1341编码芯片，使用UDA1341芯片作为前端音频信号采集电路的处理芯片，使用两个高灵敏度的麦克风作为音频信号的传感器。两个麦克风朝向同一方向，间距0.5 m并行放置。麦克风在使用前需要标定，保证麦克风在同一位置接受同一信号时，其接收到的信号的幅值一致。使用两个两相步进电机对摄像头的转动角度进行控制。为了记录数据，在系统中添加了一个4 Mb的FLASH存储器，使用一片带字库的16×2的液晶用于显示定位信息。为保证摄像头的视线不受环境障碍物的干扰，摄像头在放置时应该有一定的高度，一般高于麦克风的放置高度，因此需要两个步进电机调整摄像头的角度，一个调整水平转动角度，另一个调整俯仰角。所述编码芯片的采样比为128。所述显示器为LCD液晶显示器。所述显示器的大小为16×2。系统在启动时首先进行初始化操作，通过UDAl1341芯片的L3总线接口设置芯片的工作方式和工作参数。两个麦克风所接收到的音频信号经音频信号采集电路处理后，转换成离散的信号，送至FPGA中进行处理。控制器根据接收到的信号的序列判断出两个麦克风接收到信号的时差和信号功率的衰减，进而计算出声源的位置坐标。控制步进电机转动，使摄像头对准声源。系统同时将测得的声源的位置坐标在LCD显示出来。用户在使用时可根据具体的使用环境建立定位的坐标系。确定坐标系后在系统启动初始化时将两个麦克风的位置和摄像头的位置的坐标通过矩阵键盘输入到系统中。