CN115103286B - 一种asio低延时声学采集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种ASIO低延时声学检测方法，包括：获取被测声学设备的声信号；模/数转换模块将模拟的所述声信号转换为数字信号；音频处理模块将所述数字信号转换排列为PCM格式数据；所述PCM格式数据传输进入传输单元，并以第一类型格式数据包在USB总线内进行传输；声卡驱动软件识别所述PCM格式数据；当所述PCM格式数据为16位格式数据时，所述声卡驱动软件解码所述PCM格式数据并进行存储和分析；当所述PCM格式数据为24位格式数据时，所述声卡驱动软件驱动所述USB总线的第一类型格式数据包进行两次解包，再以24位格式数据进行存储和分析。本发明具有传输低延时、通路扩展性高、低成本、兼容性高的优势，使用简单而且性能较高。
Description
技术领域
本发明涉及声学采集领域，尤其涉及一种ASIO低延时声学检测系统。
背景技术
通常声学采集仪器采用的是常规基于WDM声卡或者模拟数据采集仪器。
常规的WDM声卡是消费领域使用的普通声卡，声学测试对于延时要求比较高，WDM声卡延时大约在10ms到30ms，虽然可以正常的检测，但是延时的存在使得测试存在时间对齐问题。被测试物体发生后，电脑端得到声波会存在滞后，对于高速一点的20KHz信号，容易出现分析节拍错位，分析的时候需要加延时再去分析。而且Windows的WDM声卡通道数量最多8个通道，超出8个通道后使用需要另外单独声卡设备。常规的数据采集仪器通常都是模拟转数字后直接数据搬移进入电脑，这样延时很小，基本解决了延时问题，但是数据排列为原始数据格式排列，没有按照PCM格式排列，常规测试软件和通用录音分析软件无法直接使用，必须重新组织数据然后才能进行分析。
发明内容
根据现有技术中存在的问题，本发明提供一种ASIO低延时声学检测系统，用于解决现有技术中延时、低成本和兼容常规录音分析软件的简易使用。
本发明的技术方案如下：
一种ASIO低延时声学检测方法，包括：
获取被测声学设备的声信号；
模/数转换模块将模拟的声信号转换为数字信号；
音频处理模块将数字信号转换排列为PCM格式数据；
PCM格式数据传输进入传输单元，并以第一类型格式数据包在USB总线内进行传输；
声卡驱动软件识别PCM格式数据；
当PCM格式数据为16位格式数据时，声卡驱动软件解码PCM格式数据并进行存储和分析；
当PCM格式数据为24位格式数据时，声卡驱动软件驱动USB总线的第一类型格式数据包进行两次解包，再以24位格式数据进行存储和分析。
作为优选的技术方案，数字信号为16位格式数据，或者24位格式数据。
作为优选的技术方案，音频处理模块为数字音频处理器，数字音频处理器将数字信号进行缓存后再按照PCM格式进行数据转换排列。
作为优选的技术方案，传输单元为ASIO协议的USB传输单元，用以将PCM格式数据传输进入USB总线。
作为优选的技术方案，第一类型格式数据包为16位格式数据包。
作为优选的技术方案，声卡驱动软件为ASIO驱动软件，ASIO驱动软件能够与传输单元交互。
作为优选的技术方案，包括ASIO驱动软件包括ASIO通道，ASIO通道包括多个硬件通道和多个虚拟通道。
作为优选的技术方案，ASIO通道最多为60路。
作为优选的技术方案，模/数转换模块为ADC模/数转换模块，ADC模/数转换模块能够采集多个声学信号，并将声学信号转换为数字信号。
作为优选的技术方案，USB传输单元到声卡驱动软件传输延时在1ms到5ms。
本发明采用的技术方案达到的有益效果：ASIO驱动的低延时的声学检测方式，具有传输低延时、通路扩展性高、低成本、兼容性高的优势；介于常规WDM声卡和数据采集仪器之间柔和的采集分析方法，通道扩展性高，使用简单而且性能较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1公开的ASIO低延时声学检测方法示意图；
图2为本发明实施例1公开的ASIO低延时声学检测方法示意图；
图3为本发明实施例1公开的ASIO低延时声学检测方法示意图。
附图标记说明：
ASIO驱动的声学采集仪器1；模/数转换模块10；音频处理模块20；传输单元30。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
ASIO是专业声卡驱动模式的一种简称。ASIO的全称是Audio Stream InputOutput，中文为音频流输入输出接口。采用ASIO技术可以减少系统对音频流信号的延迟，增强声卡硬件的处理能力，同时ASIO应用程序可以不受系统中正在运行的其他程序的干扰。
本实施例提供一种ASIO低延时声学检测方法，根据图1，包括：
获取被测声学设备的声信号；
模/数转换模块10将模拟的声信号转换为数字信号；
音频处理模块20将数字信号转换排列为PCM格式数据；
PCM格式数据传输进入传输单元30，并以第一类型格式数据包在USB总线内进行传输；
声卡驱动软件识别PCM格式数据；
当PCM格式数据为16位格式数据时，声卡驱动软件解码PCM格式数据并进行存储和分析；
当PCM格式数据为24位格式数据时，声卡驱动软件驱动USB总线的第一类型格式数据包进行两次解包，再以24位格式数据进行存储和分析。
优选的，数字信号为16位格式数据，或者24位格式数据。
优选的，音频处理模块20为数字音频处理器，数字音频处理器将数字信号进行缓存后再按照PCM格式进行数据转换排列。
数字音频字处理器为处理单元，将模/数转换模块10采集的16位数据或者24位数据缓存后按照PCM格式进行数据转换排列，排列后装入传输通道，传输进入传输单元30，进行16位数据传输。其中，脉冲编码调制(Pulse Code Modulation)，简称PCM。是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的数字信号；USB，是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。
脉冲编码调制主要经过3个过程:抽样、量化和编码。抽样过程将连续时间模拟信号变为离散时间、连续幅度的抽样信号，量化过程将抽样信号变为离散时间、离散幅度的数字信号，编码过程将量化后的信号编码成为一个二进制码组输出。
所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
优选的，传输单元30为ASIO协议的USB传输单元30，用以将PCM格式数据传输进入USB总线。
优选的，第一类型格式数据包为16位格式数据包。
优选的，声卡驱动软件为ASIO驱动软件，ASIO驱动软件能够与传输单元30交互。
优选的，包括ASIO驱动软件包括ASIO通道，ASIO通道包括多个硬件通道和多个虚拟通道。
优选的，ASIO通道最多为60路。
优选的，模/数转换模块10为ADC模/数转换模块10，ADC模/数转换模块10能够采集多个声学信号，并将声学信号转换为数字信号。
优选的，USB传输单元到声卡驱动软件传输延时在1ms到5ms。
根据图2-图3，ASIO驱动的声学采集仪器1中ASIO协议的USB传输单元30将收到的数据按照16位格式传输进入USB总线，电脑端安装好ASIO声卡驱动软件后，可以识别USB总线传输的数据，即识别模/数转换模块10采集的信号数据；如果识别传输的是16位数据，直接解码PCM进行存储和分析，如果识别传输的是24位数据，USB总线按照两次拆包，拆成2个16位格式数据之后重新保存成为24位PCM格式进行存储和分析。
ASIO驱动软件是电脑windows端安装的驱动程序软件，驱动软件可以与USB传输器30交互，格式和各种信息，将协商好的格式进行再次排列组成PCM格式，以便于存储和分析。当然存储的格式完全符合PCM格式，可以被常规音频分析软件识别和分析。
以上对本申请实施例一种ASIO低延时声学检测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (9)
1.一种ASIO低延时声学检测方法，其特征在于，包括：
获取被测声学设备的声信号；
模/数转换模块将模拟的所述声信号转换为数字信号；
音频处理模块将所述数字信号转换排列为PCM格式数据；
所述PCM格式数据传输进入传输单元，并以第一类型格式数据包在USB总线内进行传输；所述传输单元为USB传输单元；所述USB传输单元为ASIO驱动的声学采集仪器中的USB传输单元；
声卡驱动软件识别所述PCM格式数据；所述声卡驱动软件安装在电脑端；所述USB传输单元到所述声卡驱动软件传输延时在1ms到5ms；
当所述PCM格式数据为16位格式数据时，所述声卡驱动软件解码所述PCM格式数据并进行存储和分析；
当所述PCM格式数据为24位格式数据时，所述声卡驱动软件驱动所述USB总线的第一类型格式数据包进行两次解包，将其拆成2个16位格式数据之后，重新保存成为24位PCM格式数据，再以 24位格式数据进行存储和分析。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字信号为16位格式数据，或者24位格式数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述音频处理模块为数字音频处理器，所述数字音频处理器将所述数字信号进行缓存后再按照PCM格式进行数据转换排列。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传输单元为ASIO协议的USB传输单元，用以将所述PCM格式数据传输进入所述USB总线。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一类型格式数据包为16位格式数据包。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声卡驱动软件为ASIO驱动软件，所述ASIO驱动软件能够与所述传输单元交互。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，包括ASIO驱动软件包括ASIO通道，所述ASIO通道包括多个硬件通道和多个虚拟通道。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述ASIO通道最多为60路。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述模/数转换模块为ADC模/数转换模块，所述ADC模/数转换模块能够采集多个所述声信号，并将所述声信号转换为数字信号。
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