一种应用于工业监控设备的音频监控终端及音频处理方法

摘要

本发明公开了一种应用于工业监控设备的音频监控终端及音频处理方法，该终端包括音频处理单元，所述音频处理单元通过音频线连接有声音采集单元，音频处理单元通过数据总线和I2C总线连接有存储单元，音频处理单元还通过数据总线连接有音频变送单元；所述音频变送单元通过RS232总线连接有井口通信平台；所述井口通信平台通过无线通信方式连接至控制中心。本发明能够克服井场现有的RS232/RS485电台低波特率通信不稳定的特点，不仅可以将井场上的声音特征值进行识别，还可以将井场上的声音无失真的传输到监控室，并且提示监控室人员有井场发生泄漏。

主权项

一种应用于工业监控设备的音频监控终端的音频处理方法，所述音频监控终端包括音频处理单元(1)，所述音频处理单元(1)通过数字电路与模数转换单元(4)连接，音频处理单元(1)通过I2C总线与存储单元(7)连接，音频处理单元(1)通过供电电路与系统供电单元(8)连接，音频处理单元(1)通过振荡电路与系统振荡单元(6)连接，音频处理单元(1)通过复位电路与复位单元(9)连接，音频处理单元(1)还通过数据总线与信号转换单元(5)连接；音频滤波放大单元(3)通过音频线与声音采集单元(2)连接，音频滤波放大单元(3)通过放大电路与模数转换单元(4)相连；所述信号转换单元(5)通过RS232总线连接有井口通信平台(10)；所述井口通信平台(10)通过无线通信方式连接至控制中心(11)；其特征在于，包括以下步骤：1)通过拾音器将音频信号转换为模拟的电信号；2)将采集的模拟电信号的高频杂波滤除，并且对滤波后的信号进行放大处理得到预处理音频信号；3)对预处理音频信号进行每秒8000次的幅值取样；4)对取样得到的时域离散的模拟信号进行均匀量化，得到16位的数字音频信号；5)对量化后的数字音频信号进行小波分析，再对信号进行小波变换，通过平移母小波获得信号的时间信息，而通过缩放小波的宽度获得信号的频率特性；对母小波的缩放和平移操作是为了计算小波的系数，这些系数代表小波和局部信号之间的相互关系；系数的值越高表示信号与小波越相似；通过对比计算所得的小波相关性系数与处理器中预存数字的大小便可判断出采集上来的音频信号的类型；如果处理器判断出音频信号为井口管道漏气声，处理器便会产生报警信号；6)处理器将量化后处理后得到的16位数字音频信号，压缩为8位的数字音频信号；第1位为信号的正负标志位，信号幅值大于0此位为1，信号幅值小于0此位为0；第2、3、4位为段位码，它们将信号的整个幅值非均匀的分成8段，每段值的大小为1/2^{8‑段位码}，最后4位为段内码，就是将段位均匀分成16段；采集上的16位数字音频信号为1536，此时信号为正，压缩后第一位为1，将1536除以2¹⁶幅值大小落在1/64到1/32，因此其段位码为010，再将1/64到1/32均匀等分16，其幅值落在1/128上，因此得到段内码值为1000；此次音频压缩结果为10101000。