CN111246324A - 定向拾音吊麦用辅助装置及使用者身份确认、追踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及定向拾音吊麦用辅助装置及使用者身份确认、追踪方法，属于拾音麦克风定向拾音技术领域。本发明的定向拾音吊麦用辅助装置，包括高度调整机构、驱动机构、传动机构、身份识别机构；高度调整机构，包括固定部与活动部；活动部的底端装有云台；云台下固接有吊麦；通过驱动机构实现吊麦的升降；身份识别机构，包括身份信息获取装置、信息比对用数据库、识别判断用模块/装置、音频调节用模块/装置；身份信息获取装置安装于固定部底部外侧。本发明通过全方位的感知和云台实现了设备简化，便于使用、提高效率、便于维护。并将意向使用者与使用者分离，并以使用和非使用的两个状态对身份识别进行限制，便于教学扩声的实际应用。

Description

定向拾音吊麦用辅助装置及使用者身份确认、追踪方法

技术领域

本发明涉及一种自动升降吊麦及相应的身份识别判断方法，属于拾音麦克风技术领域。

背景技术

吊麦一般安装于天花板的某一固定位置，除特殊情况外（如201822144814.9《一种教学录播***》中，吊麦可以一定方式在滑轨上运动），吊麦位置一般不改变。

将吊麦应用于教学扩声的初衷是解放双手便于老师轻松教学以及为了老师的健康着想。

随着吊麦应用于教学扩声，老师在教学过程中更为自由，而出于解放双手为目的加入到教学扩声***中的吊麦反而成为了限制老师自由发挥的阻碍。吊麦分为定向拾音型吊麦和全向型拾音吊麦两种。定向型拾音吊麦只能拾取一定范围内的声音，对于超出拾取范围的声音拾取效果显著下降。因此当老师移动出拾取范围时，声音会陡然变化，老师不得不返回到范围内，既影响老师上课的节奏，也影响学生听课的效率。全向型拾音吊麦，一般为多阵列，由若干个定向麦克风组成，自动或手动切换麦克风便可实现拾取范围的变化。但这类设备一般体积较大，且其内部设备使用率不一致，维护是较为麻烦。

因此教学扩声中需要一种既能够实现大范围或全范围拾音，又便于维护的结构，以适应性现阶段或未来教学扩声的发展。

发明内容

为了解决以上技术问题，本技术方案的目的在于解决现有技术的不足，提供一种适应使用者体貌特征、使用习惯等的自升降吊麦。

本技术方案的目的，将通过以下技术方案得以实现：一种吊麦，包括高度调整机构、驱动机构、传动机构、身份识别机构；

所述高度调整机构，包括固定部与活动部；所述固定部的顶端与屋顶固定，结构由屋顶延伸至室内；所述活动部与所述固定部为运动副，并在所述活动部的底端装有云台；所述吊麦安装于云台上，并通过云台电机实现在一定角度内左右转动；所述驱动机构通过所述传动机构驱动所述高度调整机构实现吊麦的水平高度变化，所述传动机构根据所述高度调整机构的具体结构进行调整；

所述身份识别机构，包括身份信息获取装置、信息比对用数据库、识别判断用程序/装置、音频调节用程序/装置；

所述身份信息获取装置安装于固定部底部外侧，用于识别指定识别区中人员的身份信息。

上述技术方案的改进是：所述固定部与活动部通过滚珠丝杠实现上、下运动。

上述技术方案的改进是：所述滚珠丝杠通过伺服电机或步进电机驱动，受所述识别判断用程序/装置控制。

上述技术方案的改进是：所述吊麦、云台电机、伺服电机均由所述高度调整机构的内部线路接入室内供电网。

上述技术方案的改进是：所述身份信息获取装置的所述指定识别区，所述指定识别区同时被所述身份信息获取装置和所述吊麦的拾音区覆盖。

上述技术方案的改进是：还包括全方位感知器，所述吊麦与所述身份信息获取装置可在所述全方位感知器感获得信号时转向所述全方位感知器所指向的区域。

本发明技术方案具有如下有益效果：本发明用于支撑吊麦的高度调整机构分为固定部和活动部两部分；且为了实现吊麦的有针对性的自动升降，通过身份识别机构及与信息比对用数据库中数据进行比对，从而为音频调节用程序/装置、驱动机构及云台电机配置相关参数，以适应使用者的使用习惯或某些特定生物特征。

本发明为了解决上述技术问题，提出了一种适用于吊麦应用环境下的使用者确认追踪方法，该方法的执行方式如下，

S1.初始状态，监视所述指定识别区；

当所述指定识别区出现意向使用者时，所述身份信息获取装置获取当前意向使用者的身份信息；并与后台信息比对用数据库进行比对，若未发现所述意向使用者的已有信息，则不作出响应，直至收到主动的注册信息为止S5；

若发现所述意向使用者的已有信息，则发送查询命令，确认是否使用；在得到确认使用的情况下，将意向使用者转为使用者，进入正常使用程序S2；在未得到确认使用的情况下，以一定频率发送若干次查询命令后,进入S4；

S2.配置和追踪，所述身份信息获取装置开始获取使用者的位置信息，以提供调节所述云台电机和伺服电机的参考数据；将所述使用者的已有信息的相关参数配置于所述音频调节用程序/装置；所述身份信息获取装置采集一套使用者的临时身份信息数据，并与使用者进行匹配；

S3.中断情况，当使用者主动断开连接时，进入S4；当所述身份信息获取装置在一定时间内未再次获取到所述使用者的空间位置信息时，进入S4；当所述身份信息获取装置在一定时间内未再次获取到所述使用者的空间位置信息，且所述指定识别区中存在有另一个意向使用者时，进入S1；

S4.终止状态，初始化音频调节用程序/装置的配置信息，所述云台电机和伺服电机回到初始位置；

S5.注册，意向使用者发送注册信息，验证通过后，所述身份信息获取装置将对意向使用者的身份信息进行采集，并发送到所述信息比对用数据库中进行存储，完成后进入到S1。

上述技术方案的改进是：身份信息，包括人事信息、声音特点信息、面部信息、声纹信息；

临时身份信息数据，包括当前使用者的身形轮廓、体态轮廓、服装颜色、服装款式、发型长度、发型颜色、发型形状、体重、体温区间、身高等，并进行交叉组合缩短匹配校对时间；

相关参数，包括音量、增益、各均衡器参数、带宽、增益、频率、音阶、音差以及声音闪避的闪避阈值、衰减值、闪避门启动时间、保持时间、闪避门释放时间、回避依据、降噪幅度、压缩比例；

空间位置信息具体是指使用者空间位置、使用者头部空间位置、使用者的面向。

本发明技术方案具有如下有益效果：本发明针对现有教学扩声中吊麦存在的缺陷和对于老师的限制，设计了一个可以进一步解放老师活动范围的辅助装置，通过全方位的感知和云台实现了使用一个定向拾音麦克风即可达到追踪麦克风的效果，即对使用者进行跟踪拾取，一定程度上类似于全向拾音麦克风的部分功能。使用方式、使用效率及后期维护都更为方便。

此外，本发明将意向使用者与使用者分离，并以使用和非使用的两个状态对身份识别进行限制，充分考虑在使用过程中可能遇到的情况，可以更好的应用于教学扩声的实际使用场景中。

附图说明

图1是本发明定向拾音吊麦用辅助装置的结构示意图。

图2是本发明定向拾音吊麦用辅助装置的效果图。

附图标号：吊麦1、云台2、身份信息获取装置3、固定部4、活动部5。

具体实施方式

实施例一

本实施例的定向拾音吊麦用辅助装置，如图1、2所示，包括高度调整机构、驱动机构、传动机构、身份识别机构。

其中，高度调整机构，包括固定部与活动部。固定部的顶端与屋顶固定，并由屋顶延伸至室内。活动部与固定部为运动副，并在活动部的底端装有云台。云台下固接有吊麦，云台由云台电机驱动并带动吊麦转动。以满足实现追踪麦克功能的需求。

驱动机构驱动传动机构带动高度调整机构实现吊麦的水平高度变化，传动机构用于带动高度调整机构并被驱动机构驱动。

身份识别机构，包括身份信息获取装置、信息比对用数据库、识别判断用模块/装置、音频调节用模块/装置；

身份信息获取装置安装于固定部底部外侧，用于识别指定识别区中人员的身份信息。

本实施例中传动机构采用滚珠丝杠的方式。具体为安装于固定部和活动部内部的滚珠丝杠结构，活动部可通过滚珠丝杠上、下运动。相应的驱动机构包括用于驱动滚珠丝杠的伺服电机或步进电机，并受控于识别判断用程序/装置。吊麦、云台电机、伺服电机均从高度调整机构的壳体内部走线并接入室内电网。

本实施例中指定识别区同时被身份信息获取装置的识别区和吊麦的拾音区覆盖。

本实施例的定向吊麦用服装装置还包括全方位感知器，吊麦与身份信息获取装置可在全方位感知器感获得信号时转向全方位感知器所指向的区域。全放为感知器一般由一整套感知器组成，例如红外感知器、温度感知器等等，不一一举例，目的是实现至少360°感知功能，特殊情况下会有以单一装置的方式实现。

本实施例的信息比对用数据库，用于存放身份信息获取装置获取的身份和/或临时身份信息以及供识别判断用模块/装置调用的身份和/或临时身份信息。

识别判断用模块/装置，用于将身份信息获取装置获取的身份和/或临时身份信息与信息比对用数据库中的身份和/或临时身份信息比较。

音频调节用模块/装置，根据识别判断用模块/装置所确定的结果，音频调节用模块/装置调用相关参数或被依照相关参数进行配置。从而适应识别区中人员的声音特点，调节扩声效果。

实施例二

本实施例与实施例一不同之处在于，本实施例中的传动机构采用气压/液压的方式，已达到活动部上下活动的目的。具体为活动部借助气压/液压的方式进行上升和下降的操作。相应的驱动机构若是气压则为气动单元进行驱动，若是液压则为液压电机进行驱动。其余设置的方式则可依照实施例一进行适当调整

实施例三

本实施例与实施例三不同之处在于将滚珠丝杠替换为齿轮齿条结构，其他基本一致或做适应性调整。

实施例四

本实施例是中定向拾音吊麦用辅助装置为之前实施例中的任意一个。其中，使用者身份确认、追踪方法，步骤如下：

S1.初始状态，监视所述指定识别区；

当所述指定识别区出现意向使用者时，所述身份信息获取装置获取当前意向使用者的身份信息；并与后台信息比对用数据库进行比对，若未发现所述意向使用者的已有信息，则不作响应，直至收到主动的注册信息S5或超时S4；

若发现所述意向使用者的已有信息，则发送查询命令，确认是否使用；在得到确认使用的情况下，将意向使用者转为使用者，进入正常使用程序S2；在未得到确认使用的情况下，以一定的频率（大约3-7s/次的样子）发送若干次查询命令后,进入S4；

S2.配置和追踪，所述身份信息获取装置开始获取使用者的位置信息，以提供调节所述云台电机和所述伺服电机的参考数据；将所述使用者的已有信息的相关参数配置于所述音频调节用程序/装置；所述身份信息获取装置采集一套使用者的临时身份信息数据，并与使用者进行匹配；

S3.中断情况，当使用者主动断开连接时，进入S4；

当所述身份信息获取装置在一定时间内（建议5-15s，也可以20s、30s或1分钟）未再次获取到所述使用者的空间位置信息时，进入S4；

当所述身份信息获取装置在一定时间内（建议5-15s，也可以20s、30s或1分钟）未再次获取到所述使用者的空间位置信息，且所述指定识别区中存在有另一个意向使用者时，进入S1；

S4.终止状态，初始化音频调节用程序/装置的配置信息，所述云台电机和伺服电机回到初始位置；

S5.注册，意向使用者发送注册信息，验证通过后，所述身份信息获取装置将对意向使用者的身份信息进行采集，并发送到所述信息比对用数据库中进行存储，完成后进入到S1。

本实例中的身份信息，包括人事信息、声音特点信息、面部信息、声纹信息。

临时身份信息数据，包括当前使用者的身形轮廓、体态轮廓、服装颜色、服装款式、发型长度、发型颜色、发型形状、体重、体温区间、身高等，并进行交叉组合缩短匹配校对时间。

相关参数，包括音量、增益、各均衡器参数、带宽、增益、频率、音阶、音差以及声音闪避的闪避阈值、衰减值、闪避门启动时间、保持时间、闪避门释放时间、回避依据、降噪幅度、压缩比例等。

空间位置信息具体是指使用者空间位置、使用者头部空间位置、使用者的面向。

本实施例中未对时间参数进行刻意设置，该数值可以人为根据需要设定，或根据使用者使用习惯形成一套完整的自学程序，但皆需要满足能够正常进行使用者身份确认、追踪。

上述各实施例中的身份信息获取装置可以为摄像装置、温感装置或超声定位装置等。

上述各实施例的音频调节用模块/装置，可以是常见的数字音频处理器，或是数字音频处理程序。

最后需要说明的是，所描述的实施例仅是本发明的具体应用范例之一，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，实际应用过程中均可根据具体情况酌情选择替代元器件和调整部分步骤的顺序，但对本技术方案的保护范围不构成任何限制，且所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.定向拾音吊麦用辅助装置，其特征在于：包括高度调整机构、驱动机构、传动机构、身份识别机构；

所述高度调整机构，包括固定部与活动部；所述固定部的顶端与屋顶固定，并由屋顶延伸至室内；所述活动部与所述固定部为运动副，并在所述活动部的底端装有云台；所述云台下固接有吊麦，所述云台由云台电机驱动并带动所述吊麦转动；

所述驱动机构驱动所述传动机构带动所述高度调整机构实现吊麦的水平高度变化，所述传动机构用于带动高度调整机构；

所述身份识别机构，包括身份信息获取装置、信息比对用数据库、识别判断用模块/装置、音频调节用模块/装置；

所述身份信息获取装置安装于固定部底部外侧，用于识别指定识别区中人员的身份信息。

2.如权利要求1所述的定向拾音吊麦用辅助装置，其特征在于：所述传动机构包括安装于所述固定部和所述活动部内部的滚珠丝杠结构，所述活动部可通过所述滚珠丝杠上、下运动。

3.如权利要求2所述的定向拾音吊麦用辅助装置，其特征在于：所述驱动机构包括用于驱动所述滚珠丝杠的伺服电机或步进电机，并受控于所述识别判断用程序/装置。

4.如权利要求3所述的定向拾音吊麦用辅助装置，其特征在于：所述吊麦、云台电机、伺服电机均从高度调整机构的壳体内部走线并接入室内电网。

5.如权利要求1-4任一所述的定向拾音吊麦用辅助装置，其特征在于：所述指定识别区同时被所述身份信息获取装置的识别区和所述吊麦的拾音区覆盖。

6.如权利要求5所述的定向拾音吊麦用辅助装置，其特征在于：还包括全方位感知器，所述吊麦与所述身份信息获取装置可在所述全方位感知器感获得信号时转向所述全方位感知器所指向的区域。

7.如权利要求6所述的定向拾音吊麦用辅助装置，其特征在于：

所述信息比对用数据库，用于存放所述身份信息获取装置获取的身份和/或临时身份信息以及供所述识别判断用模块/装置调用的身份和/或临时身份信息；

所述识别判断用模块/装置，用于将身份信息获取装置获取的身份和/或临时身份信息与信息比对用数据库中的身份和/或临时身份信息比较；

所述音频调节用模块/装置，根据识别判断用模块/装置所确定的结果，所述音频调节用模块/装置调用相关参数或被依照相关参数进行配置。

8.一种使用者身份确认、追踪方法，其特征在于，运用于权利要求1所述的定向拾音吊麦用辅助装置中，执行如下步骤：

S1.初始状态，监视所述指定识别区；

当所述指定识别区出现意向使用者时，所述身份信息获取装置获取当前意向使用者的身份信息；并与后台信息比对用数据库进行比对，若未发现所述意向使用者的已有信息，则不作响应，直至收到主动的注册信息S5或超时S4；

若发现所述意向使用者的已有信息，则发送查询命令，确认是否使用；在得到确认使用的情况下，将意向使用者转为使用者，进入正常使用程序S2；在未得到确认使用的情况下，以一定的频率发送若干次查询命令后,进入S4；

S2.配置和追踪，所述身份信息获取装置开始获取使用者的位置信息，以提供调节所述云台电机和所述伺服电机的参考数据；将所述使用者的已有信息的相关参数配置于所述音频调节用程序/装置；所述身份信息获取装置采集一套使用者的临时身份信息数据，并与使用者进行匹配；

S3.中断情况，当使用者主动断开连接时，进入S4；

当所述身份信息获取装置在一定时间内未再次获取到所述使用者的空间位置信息时，进入S4；

当所述身份信息获取装置在一定时间内未再次获取到所述使用者的空间位置信息，且所述指定识别区中存在有另一个意向使用者时，进入S1；

S4.终止状态，初始化音频调节用程序/装置的配置信息，所述云台电机和伺服电机回到初始位置；

S5.注册，意向使用者发送注册信息，验证通过后，所述身份信息获取装置将对意向使用者的身份信息进行采集，并发送到所述信息比对用数据库中进行存储，完成后进入到S1。

9.如权利要求8所述的使用者身份确认、追踪方法，其特征在于：所述身份信息，包括人事信息、声音特点信息、面部信息、声纹信息；

所述临时身份信息数据，包括当前使用者的身形轮廓、体态轮廓、服装颜色、服装款式、发型长度、发型颜色、发型形状、体重、体温区间、身高等，并进行交叉组合缩短匹配校对时间；

相关参数，包括音量、增益、各均衡器参数、带宽、增益、频率、音阶、音差以及声音闪避的闪避阈值、衰减值、闪避门启动时间、保持时间、闪避门释放时间、回避依据、降噪幅度、压缩比例等；

空间位置信息具体是指使用者空间位置及使用者头部空间位置。

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