压力波记录和利用直接量化的再现制造技术

本发明专利技术涉及一种用于记录和再现压力波信号的方法。应将压力波记录与数/模转换器相关联。应在比特深度相同的情况下实现更高的动态特性并且在动态特性相同的情况下需要更小的比特深度。本发明专利技术的特征在于，借助于压力波信号的所检测的被直接量化的波压力差计算和存储压力波信号的所有信息。此外，存储系数并且在需要时将其逆变换成绝对波压力。通过这种方式，可以实现压力波信号的再现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于记录压力波信号的记录方法、用于再现压力波信号的再现方法、 和用于记录压力波信号的相应的压力梯度话筒(Druckgradientenmikrofon)以及相应的应用。本专利技术尤其是涉及压力波信号的记录。
技术介绍
常规地，借助于检测绝对波压力的压力话筒来测量声压。生成模拟音频信号，其中电流波动幅度的高度随后被模/数转换器量化。在生成模拟音频信号以后，进行模/数转换以存储在例如常规的高密度磁盘(CD)上。根据常规的方法，借助于话筒进行信号的模拟记录。随后可能进行压缩和存储。压缩例如可以通过常规的MP3方法来实施。对于模拟音频信号的模/数转换，根据奈奎斯特定律(Nyquist)将要分辨的最高频率的至少两倍频率用作采样速率，其中要处理的比特率是采样速率——即确定所使用的比特数的比特深度——与所使用的通道的数目的乘积。例如对于音乐⑶而言，记录20赫兹至20千赫兹范围内的频率。在超声范围内，记录20kHz至IGHz范围内的频率。例如在汽车⑶的情况下，针对模/数转换使用44. IKHz的采样速率。此外，为了分辨最轻与最响的音调之间的动态特性通常使用16比特。在使用两个通道的情况下得出要处理的比特率在高度上为44. IKH抖2个通道*16比特=1. 411Mbps。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供压力波信号、尤其是声波信号的记录，使得波压力记录与模/ 数转换组合起来。压力波信号的再现应特别简单地提供。此外，应提供相应的压力梯度话筒。在比特深度相同的情况下应实现更高的动态特性并且在动态特性相同的情况下需要更小的比特深度。动态特性是最弱的与最强的压力波信号之间的间隔。该任务通过根据主权利要求所述的方法、根据并列权利要求所述的用于再现的方法、根据其他并列权利要求所述的压力梯度话筒和应用来解决。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于记录压力波信号的方法，使得借助于压力波信号的所检测的被直接量化的波压力差来检测压力波信号的信息。按照根据本专利技术的用于记录压力波信号的方法，可以存储波压力差值。压力波信号例如是音乐信号、超声信号或者地震波。本专利技术要求保护一种将波压力记录与模/数转换相组合的记录方法。通过记录波压力差得出大量优点。测量被直接量化的波压力差。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于再现利用根据本专利技术的方法所记录的压力波信号的方法，使得借助于逆变换从波压力差值或系数中、可选地结合和S逆向计算出每个总时间间隔的所有测量时刻的绝对波压力。在该计算以后，可以例如借助于扬声器实施再现。根据第三方面，提供用于利用根据本专利技术的方法记录压力波信号的压力梯度话筒，使得压力梯度话筒的记录膜的面积与相应的频率范围相协调。这意味着，频率范围的相应频率越大，则压力梯度话筒的记录膜的面积就越小。根据第四方面，将根据本专利技术的方法或话筒用于音频范围或超声范围中的声压力波、用在医学或材料学中或者用于材料学或地理学中的地震波。根据本专利技术的优点是比特速率相同时更高的动态特性。在大多数情况下，差是非常相似的。由此在相同比特深度上的分布得出更高的动态特性。更小比特速率时的相同动态特性。通过该差的微小区分，在量化时较小的比特深度就足够了，并且由此较小的比特速率就足够了。适应的可能性。如果在声压记录时选择恒定比特速率，则可以在对该差量化时使用更小的比特深度并且在绝对求和时使用更高的比特深度。小波系数也必须为了存储而被数字化。本专利技术实现了记录与模/数转换的联合。 通过压力梯度话筒进行波压力差测量。另外的有利构型结合从属权利要求来要求保护。根据一个有利的构型，可以提供一种用于记录波压力信号的方法，使得借助于压力波信号的所检测到的被直接量化的波压力差计算出包含压力波信号的基函数系数的信息。按照根据本专利技术的用于记录压力波信号的方法，可以在计算以后存储基函数的系数。根据一个有利的构型，基函数可以是小波基函数。常规而言，需要低通滤波器来进行模/数转换，以便防止出现比采样速率的一半更高的频率。这称为混叠。通过基于小波的记录可以直接排除更高的频率。根据另一有利的构型，可以由不同压力梯度话筒分别检测重复的总时间间隔中的不同测量时间间隔的不同的波压力差。因此同时测量不同时间间隔的波压力差。根据另一有利的构型，可以将总时间间隔均勻地划分成多个长度相同的基本时间间隔，并且基本时间间隔的长度由要分辨的最大和最小频率来确定。总时间间隔是计算基函数的系数的最小单位。根据用于记录压力波信号的方法，通过大量重复的总时间间隔来对压力波信号进行采样。根据另一有利的构型，可以将要分辨的最大频率与要分辨的最小频率相除，并且该商确定总时间间隔中的基本时间间隔的数目和长度。为了检测压力波信号的波压力差， 可以分别按照奈奎斯特定律根据要分辨的最大频率来确定最高采样速率并且根据要分辨的最小频率来确定最低采样速率，可以将最高采样速率与最低采样速率相除，并且该商可以确定重复的总时间间隔中的基本时间间隔的数目和长度。测量时间间隔由基本时间间隔的数目来确定。测量时间间隔被多个基本时间间隔彼此间隔开。根据另一有利的构型，基本时间间隔的数目可以表达成指数为m的2的幂2m，该指数m确定所使用的压力梯度话筒的数目。根据另一有利的构型，可以借助于压力话筒将各个总时间间隔的所有测量时刻的绝对波水平相加成和S。在每个基本时间间隔以后进行测量。所有测量时刻都可以分别由基本时间间隔的结束来确定。和S仅仅是定标的一种表现形式，并且仅在记录多个总时间间隔的情况下被需要。根据另一有利的构型，可以借助于每个总时间间隔的所检测的波压力差以及和S来计算所有系数。根据另一有利的构型，小波基函数可以是哈尔(Haar)小波函数、Coiflet小波函数、Gabor小波函数、Daubechies小波函数、Johnston-Barnard小波函数、或者双正交样条小波函数。根据另一有利的构型，可以在哈尔小波函数的情况下，m个压力梯度话筒之一可以分别检测作为测量时间间隔的分别2n个基本时间间隔的压力差，其中测量时间间隔分别被 2n个基本时间间隔彼此间隔开，其中η是元素Ntl并且η彡m_l。根据另一有利的构型，可以通过忽略从压力差中计算出的低于阈值的小波系数对存储进行压缩。低于阈值的小波系数对信号没有贡献。根据另一有利的构型，可以使用不同频率范围的多个不同的压力梯度话筒。也就是说，为了测量高频差，可以使用与用于低频不同的压力梯度话筒。根据另一有利的构型，压力梯度话筒的记录膜的面积可以与相应的频率范围相协调。相应的频率越高，则记录膜的面积越小。根据另一有利的构型，压力梯度话筒的记录膜可以以彼此接界的方式布置在壳体中。特别有利的是，将记录膜局部彼此接近地安装在壳体中。压力差测量必须属于同一声源。根据另一有利的构型，记录膜可以彼此同心地布置。根据另一有利的构型，在同心实施方式的情况下在内部布置用于较高频波压力差的记录膜以及在外部布置用于较低频波压力差的记录膜。在一种用于再现利用根据本专利技术的方法记录的压力波信号的方法中可以借助于扬声器进行再现。根据另一有利的构型，可以借助于上Hessenberg矩阵进行从系数到绝对波压力的逆变换。根据另一有利的构型，可以提供压力梯度话筒，使得压力梯度话筒的记录膜的面积与相应频率范围相协调。根据另一有利的构型，可以将压力梯度话筒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.07 DE 102009032057.11.一种用于记录压力波信号的方法， 其特征在于，检测和存储压力波信号的直接量化的波压力差。2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于，借助于压力波信号的所检测到的被直接量化的波压力差计算和存储包含压力波信号的基函数系数的信息。3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于，所述基函数是小波基函数。4.根据权利要求1、2或3所述的方法， 其特征在于，由不同的压力梯度话筒分别检测重复的总时间间隔(Ie)中的不同测量时间间隔(Im) 的不同波压力差。5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于，总时间间隔(Ie)被均勻地划分成多个长度相同的基本时间间隔(IB)，并且基本时间间隔(Ib)的长度由要分辨的最大和最小频率来确定。6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于，将要分辨的最大频率与要分辨的最小频率相除，并且商确定总时间间隔(Ie)中的基本时间间隔(Ib)的数目和长度。7.根据权利要求6所述的方法， 其特征在于，将基本时间间隔(Ib)的数目表达成指数为m的2的幂2m，该指数m确定所使用的压力梯度话筒的数目。8.根据权利要求4至7之一所述的方法， 其特征在于，借助于压力话筒将各个总时间间隔(Ie)的所有测量时刻(t^t8)的绝对波水平相加成禾口 S09.根据权利要求8所述的方法， 其特征在于，借助于每个总时间间隔(Ie)所检测的波压力差以及和S来计算所有系数。10.根据权利要求3至9之一所述的方法， 其特征在于，所述小波基函数是哈尔小波函数、 Coiflet小波函数、 Gabor小波函数、Daubechies小波函数、 Johnston-Barnard ^ ! ^^ 双正交样条小波函数。11.根据权利要求6结合权利要求7所述的方法，其中所述小波基函数是哈尔小波基函数，其特征在于，m个压力梯度话筒之一分别检测作为测量时间间隔(Im)的分别2个基本时间间隔(Ie...

【专利技术属性】
技术研发人员：U韦弗，A吉尔格，
申请(专利权)人：U韦弗，A吉尔格，
类型：发明
国别省市：