本發(fā)明涉及實時跟蹤聲音信號。

背景技術：

例如在頻閃觀測器的領域中要求對被測試者的聲音信號的基本頻率的分析?？山柚陬l閃觀測器判斷聲音唇的移動性。例如在通過殼體或空氣導管麥克風上通過被測試者的發(fā)音完成觸發(fā)對聲音唇的圖像采集。

為了開始發(fā)音，聲音唇被置于發(fā)音位置，即，其相互松弛地依靠且因此關閉聲門。聲音唇通過氣流被置于顫動狀態(tài)，使得空氣通過每次打開和關閉間歇地離開發(fā)音腔。存在復雜的周期性的、由泛音構成的顫動。諸如70-1000Hz的頻率在此取決于聲音唇的長度。

在頻閃觀測器的領域中，基于所述(基本)頻率控制頻閃觀測器。被安置在內(nèi)窺鏡上的頻閃觀測器用于在借助于聲音信號的基本頻率確定的合適時間點記錄聲音唇的圖像。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于簡化例如在光譜學中的用于跟蹤聲音信號的基本頻率的結構。

通過根據(jù)所述權利要求書的方法和裝置實現(xiàn)該目的。

根據(jù)本發(fā)明，采樣裝置在預定的時間間隔上對被測試者的聲音信號進行采樣，由此獲得聲音信號的采樣數(shù)據(jù)，由采樣數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)包，其將數(shù)據(jù)包發(fā)送給計算裝置。計算裝置接收數(shù)據(jù)包且根據(jù)包含在數(shù)據(jù)包中的采樣數(shù)據(jù)計算聲音信號的基本頻率。采樣裝置基于由計算裝置計算的基本頻率設定計時器，并且在計時器到期時發(fā)出觸發(fā)信號。

本發(fā)明的優(yōu)點在于，可在不同的地點執(zhí)行記錄聲音信號和分析聲音信號，由此可縮小接收裝置的結構。此外可行的是，非同步地確定聲音信號的基本頻率從而控制頻閃觀測器，由此可避免用于實時確定基本頻率的昂貴結構。

附圖說明

下文中參考附圖根據(jù)實施例更詳細地描述本發(fā)明。附圖中：

圖1示出針對根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于跟蹤聲音信號的基本頻率的過程1、過程2和過程3的流程圖。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于跟蹤聲音信號的基本頻率的設備的示意性框圖。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的跟蹤聲音信號的基本頻率的示意圖。

具體實施方式

圖1示出三個過程，即，過程1、過程2和過程3，其中，過程1和2或3和2可分別在不同的地點上實施，且過程1和3可在同一地點上實施。

過程1包括下述步驟：在預定的時間間隔上對被測試者的諸如發(fā)音流的聲音信號進行采樣(S1)，由此獲得聲音信號的采樣數(shù)據(jù)；由采樣數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)包(S2)；將數(shù)據(jù)包發(fā)送給計算裝置(S3)，且只要過程1未結束則重復所述步驟(在S4中為否)。

過程2包括下述步驟：接收來自采樣裝置的數(shù)據(jù)包(S5)，在計算裝置上根據(jù)包含在數(shù)據(jù)包中的采樣數(shù)據(jù)計算聲音信號的基本頻率f0(S6)且計算T0＝1/f0，將T0發(fā)送給采樣裝置(S7)，且只要過程2未結束則重復所述步驟(在S8中為否)。

過程3包括下述步驟：在采樣裝置上接收T0(S9)，檢查計時器是否到期(S10)，當計時器到期時發(fā)出觸發(fā)信號且將計時器設定成T0(S11)(在S10中為是)，且只要過程3未結束則重復所述步驟(在S11中為否)。

在過程3開始時，當過程2還未接收到T0時，計時器可被設置成T0的預定值。若所接收的T0值不同于預定的T0值或不同于之前設置的T0值，則計時 器在其到期之后被設置成接收的T0值。這表示，計時器總被設置成當前的T0值。

優(yōu)選地，計時器在收集采樣數(shù)據(jù)的采樣裝置側(cè)上。在計時器到期時觸發(fā)信號被發(fā)出至閃光燈或頻閃觀測器，從而產(chǎn)生閃光信號，例如用于由照相機拍攝聲音唇。

為避免在之前設置在計時器中的T0值與新的待設置在計時器中的T0值之間的跳躍，根據(jù)本發(fā)明的一實施例例如在使用已知調(diào)節(jié)器的情況下滑動地執(zhí)行老的T0值與新的T0值之間的過渡。

在計時器到期時被發(fā)出的觸發(fā)信號可控制頻閃觀測器，該頻閃觀測器例如被布置在被測試者的聲門附近且與照相機一起用于記錄聲門的圖像。

在步驟S1中，聲音信號例如通過被布置在被測試者的聲門附近的麥克風被記錄。

在步驟S2中形成的數(shù)據(jù)包包含確定數(shù)量的聲音信號采樣值，該采樣值通過在預定的時間間隔上采樣聲音信號而被獲取。例如下述情況可觸發(fā)步驟S1至步驟S2的過渡，即，當獲得確定數(shù)量的采樣值時。這表示，當獲得確定數(shù)量的采樣值時觸發(fā)形成數(shù)據(jù)包。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的用于跟蹤聲音信號的基本頻率的設備100的示意性框圖。

裝置100包括采樣裝置10和計算裝置20。前述的過程1和3可在采樣裝置10中被實施，該采樣裝置例如被安置在內(nèi)窺鏡上。過程2可在分開設置的計算裝置20中被實施。

采樣裝置10包括記錄單元11、處理單元12和計時器13。記錄單元11獲得被麥克風記錄的聲音信號。記錄單元11可包括麥克風。

處理單元12獲得被記錄單元11記錄的聲音信號，且以確定的采樣頻率執(zhí)行對聲音信號的采樣。在此獲得具有確定的比特分辨率的采樣值。處理單元12將采樣值組合成具有確定比特長度的數(shù)據(jù)包。這表示，數(shù)據(jù)包包含確定數(shù)量的數(shù)據(jù)值。若通過采樣獲得確定數(shù)量的數(shù)據(jù)值，處理單元12產(chǎn)生數(shù)據(jù)包且將其發(fā)送至計算裝置20。處理單元12的功能可通過DSP(數(shù)字信號處理器)、FPGA(現(xiàn) 場可編程門陣列)等實施。處理裝置12也可包括處理器和存儲程序的存儲器，該程序在通過處理器執(zhí)行時實現(xiàn)處理裝置12的前述功能。

數(shù)據(jù)包可通過串行接口102被發(fā)送給計算裝置20。采樣裝置10與計算裝置20之間的連接可以是有線連接或是無線的。

計算裝置20接收來自采樣裝置10的數(shù)據(jù)包，且根據(jù)包含在其中的采樣值計算聲音信號的基本頻率f0。這表示，計算裝置20根據(jù)包含在數(shù)據(jù)包中的采樣值執(zhí)行對聲音信號的頻率分析。計算裝置20也計算時間T0＝1/f0。計算裝置20例如通過串行接口102將T0發(fā)送至采樣裝置10。

計算裝置20的功能可通過DSP(數(shù)字信號處理器)、FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)等實施。計算裝置20也可包括處理器和存儲程序的存儲器，該程序在通過處理器執(zhí)行時實現(xiàn)計算裝置20的前述功能。

由計算裝置20發(fā)送的時間T0例如通過處理單元12被提供至計時器13。計時器13被設定成T0，其在時間T0到期時發(fā)出觸發(fā)信號，例如用于控制閃光燈或頻閃觀測器。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一實施例的獲取和跟蹤聲音信號的基本頻率f0的視圖。

y(t)示出被測試者的聲音信號的信號曲線。圖3示出具有100Hz頻率的作為正弦波的信號曲線。例如，記錄單元11可提供用于處理單元12的信號曲線y(t)。

采樣頻率為對應于大致22.7μs的持續(xù)時間的44.1kHz，以該采樣頻率采樣信號曲線。采樣值的分辨率為16比特，且包長度包括1023字節(jié)，這對應于大致23.22ms的持續(xù)時間。注意，本發(fā)明不限制于該值。一個數(shù)據(jù)包例如可包括聲音信號的十次顫動。

若獲得1024字節(jié)的采樣值，觸發(fā)信號P(t)觸發(fā)產(chǎn)生或完成且發(fā)送數(shù)據(jù)包。圖3示出數(shù)據(jù)包，即，包1、包2、包3和包4，通過P(t)觸發(fā)包的生成和發(fā)送。

在圖1所示的過程1中或通過圖2中的采樣裝置10可以分別執(zhí)行對信號曲線y(t)的上述采樣以及產(chǎn)生和發(fā)送數(shù)據(jù)包。

根據(jù)包含在數(shù)據(jù)包中的采樣值計算信號曲線y(t)的基本頻率f0。根據(jù)數(shù)據(jù)包 (包1)首次計算f0。圖3示出在信號曲線采樣、包產(chǎn)生、發(fā)送包、計算f0和T0以及將計時器設定成T0之間的延遲。

通過首次計算f0將計時器設定成T0＝1/f0。若在處理數(shù)據(jù)包(包2)之后改變f0，則在之前設定的時間到期之后計時器被設置成新計算的時間，或可平均舊的T0值和新的T0值。也可行的是，將恒定相位或隨時間升高的相位疊加至T0，從而使得可以在舊的和新的值T0之間平滑過渡。

通過上述的配置，可在時間上跟蹤基本頻率f0。特別地，基于與聲音信號非同步的處理數(shù)據(jù)包的操作再次產(chǎn)生用于閃光燈或頻閃觀測器的與聲音信號同步的實時觸發(fā)信號。

例如，頻閃觀測器被安置在內(nèi)窺鏡上，其位于被測試者的聲門附近。頻閃觀測器根據(jù)觸發(fā)信號產(chǎn)生閃光，且被安置在內(nèi)窺鏡上的照相機拍攝獲取聲音唇的圖像。圖3示出所獲取的圖像，作為非同步圖像數(shù)據(jù)包，即，幀1、幀2、幀3。

可在圖1所示的過程2中或通過圖2中的計算裝置20執(zhí)行對基本頻率f0的上述計算?？赏ㄟ^過程3或采樣裝置10、特別通過設定計時器13產(chǎn)生觸發(fā)信號。

在圖3所示的示例中，在針對數(shù)據(jù)包的第一采樣與對(新)計算的基本頻率f0控制之間的延遲為大致61.64ms，然而這對于獲取聲音唇的合適圖像是可忽略的。

根據(jù)本發(fā)明，通過對聲音信號進行采樣獲得的采樣數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包被發(fā)送至被處理用于檢測聲音信號的基本頻率的裝置。由此可縮小采樣裝置的結構。此外可行的是，與控制頻閃觀測器非同步地確定聲音信號的基本頻率，由此可避免用于實時確定基本頻率的復雜結構。