CN107134282A - 一种声音信号侦测反馈设备及其实现方法 - Google Patents

一种声音信号侦测反馈设备及其实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种声音信号侦测反馈设备，包括处理模块、采音模块、操作模块、显示模块、播放模块和网卡；处理模块分别电连接播放模块、采音模块、网卡、操作模块、显示模块。本发明还提供一种声音信号侦测反馈设备的实现方法。本发明可以检测指定的样本声音以及声音的大小以外，还可以检测特定幅度、特定频率和具有特定频谱特征的声音；使用传统网线作为传输介质，无需铺设专门的线路，服务端使用通用的软件程序，只需要安装到现有电脑并配置，不需要单独购买专用服务器设备；实时的语音通讯，设备端内置消回声算法，用于消除本地设备麦克风录到的喇叭播放的声音；设备带有按键，支持用户手动触发报警信号以及发出跟服务器的语音通讯请求。

Description

一种声音信号侦测反馈设备及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种声音信号侦测设备，具体的说，涉及一种声音信号侦测反馈设备及其实现方法，属于声音信号侦测反馈技术领域。
背景技术
随着智能设备的发展，声音的交互已经成为一种重要的交互手段，声音相关的处理需求也逐渐增加，比如检测指定地点的声音大小，检测指定场景中是否有跟样本声音匹配的声音发生，其中样本声音可以是打砸等非法声音、婴儿啼哭声，人的说话声等。
本专利产品涉及声音侦测方面的多种功能，目前现有的类似产品存在较多不足，如：大多数功能较单一，只能检测样本声音或声音大小；需要专门的信号传输线及服务器，系统搭建成本较高；侦测到信号后无法跟现场实时沟通，只能再通过其他设备沟通；仅支持自动侦测，不支持设备端用户主动触发报警信号。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种声音信号侦测反馈设备及其实现方法，可以检测指定的样本声音以及声音的大小以外，还可以检测特定幅度、特定频率和具有特定频谱特征的声音；无需铺设专门的线路，不需要单独购买专用服务器设备；实时的语音通讯，消除本地设备麦克风录到的喇叭播放的声音；支持用户手动触发报警信号以及发出跟服务器的语音通讯请求。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种声音信号侦测反馈设备，包括处理模块、采音模块、操作模块、显示模块、播放模块和网卡；所述处理模块分别电连接播放模块、采音模块、网卡、操作模块、显示模块。
一种优化方案，所述采音模块包括麦克风；
所述操作模块包括按键；所述按键包括：报警按键、语音通讯按键、语音结束按键；
所述显示模块包括状态指示灯；
所述播放模块包括喇叭。
进一步地，所述播放模块：用于播放本地的或远程的声音信号；
所述采音模块：用于本地的声音信号采集，以便进行后续的声音信号处理，最多支持4路信号输入，并支持本地的回声消除；
所述网卡：使用有线或无线网卡，用于跟服务器的通信，向服务器发送报警信号或语音数据以及接收服务器的数据；
所述处理模块：用于运行语音处理算法，跟样本声音做对比同时计算声音信号的幅度和频率, 提取频谱信息；
所述操作模块：包括报警按键、语音通讯按键、语音结束按键，报警按键用于向服务器手动发动报警信号，语音通讯按键、语音结束按键用于向服务器发起或结束语音通讯；
所述显示模块：指示灯用于指示设备的工作状态，如报警状态或通话状态。
进一步地，包括声音侦测反馈部分和语音通讯部分。
进一步地，所述声音侦测反馈部分包括将预处理信号跟处理模块内预设的样本声音库中的声音做特征对比匹配。
进一步地，所述声音侦测反馈部分包括：处理模块提取预处理信号的幅度、频率及频谱信息，将预处理信号的幅度、频率及频谱信息与处理模块内预设的幅度、频率及频谱信息进行对比。
进一步地，所述声音侦测反馈部分包括以下步骤：
开始于步骤S101，
步骤S101：设备通电，执行步骤S102；
步骤S102：麦克风采集声音信号，并将声音信号传输至处理模块，执行步骤S103；
步骤S103：在处理模块内对步骤S102采集的声音信号进行降噪处理，得到预处理信号，同时执行步骤S104和步骤S107；
步骤S104：在处理模块内处理，将预处理信号跟处理模块内预设的样本声音库中的声音做特征对比匹配，执行步骤S105；
步骤S105：在处理模块内判断，预处理信号与预设的样本声音库中的声音的匹配度是否达到设定值，若匹配度达到设定值，则执行步骤S106，若匹配度未达到设定值，则执行步骤S102；
步骤S106：处理模块触发报警信号，触发报警信号后，根据设定信息选择本地报警，通过网卡向服务器发送报警信号或启动状态指示灯，然后继续下一次侦测，执行步骤S102；
步骤S107：处理模块提取预处理信号的幅度、频率及频谱信息，将预处理信号的幅度、频率及频谱信息与处理模块内预设的幅度、频率及频谱信息进行对比，执行步骤S108；
步骤S108：在处理模块内判断预处理信号的幅度、频率及频谱信息是否达到设定值，若预处理信号的幅度、频率及频谱信息达到设定值，则执行步骤S106，若预处理信号的幅度、频率及频谱信息未达到设定值，则执行步骤S102。
进一步地，所述样本声音的选择包括：
打砸声、玻璃破碎声等非法声音，侦测非法事件的发生，用于安保环境；
婴儿啼哭声，用于婴儿看护场景，看护人暂时离开时可以通过该设备检测婴儿是否已经醒来；
特定的人声关键词，侦测到特定词语时报警，可以用于医院病房场景。
进一步地，所述语音通讯部分包括放音部分和录音部分，放音部分和录音部分分别独立同时运行。
进一步地，所述语音通讯部分包括放音部分和录音部分；
放音部分：网卡接收服务器的语音数据，传递给处理模块，处理模块传递给喇叭播放出来，同时再传递一份给录音部分，作为回声消除的参考信号；
录音部分：麦克风采集语音信号，传递给处理模块，处理模块进行语音降噪、人声增强和回声消除处理，同时根据放音部分发过来的参考信号消除录到的喇叭的声音，然后通过网卡发送给服务器。
本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
1、可以检测指定的样本声音以及声音的大小以外，还可以检测特定幅度、特定频率和具有特定频谱特征的声音；
2、使用传统网线作为传输介质，无需铺设专门的线路，服务端使用通用的软件程序，例如Windows系统软件，只需要安装到现有电脑并配置，不需要单独购买专用服务器设备；
3、可以进行实时的语音通讯，该通讯可以由服务器发起，也可以由设备发起，设备端内置消回声算法，用于消除本地设备麦克风录到的喇叭播放的声音；
4、设备带有按键，支持用户手动触发报警信号以及发出跟服务器的语音通讯请求。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是声音侦测部分的逻辑流程图；
图3是语音通讯部分的逻辑流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1一种声音信号侦测反馈设备
如图1所示，本发明提供一种声音信号侦测反馈设备，包括：包括处理模块、采音模块、操作模块、显示模块、播放模块和网卡。
所述处理模块分别电连接播放模块、采音模块、网卡、操作模块、显示模块。
所述采音模块包括麦克风；
所述操作模块包括按键；
所述显示模块包括状态指示灯；
所述播放模块包括喇叭。
所述处理模块分别电连接喇叭、麦克风、网卡、按键、状态指示灯。
所述按键包括：报警按键、语音通讯按键、语音结束按键。
其中：
喇叭：用于播放本地的或远程的声音信号；
麦克风：用于本地的声音信号采集，以便进行后续的声音信号处理，最多支持4路信号输入，并支持本地的回声消除；
网卡：可使用有线或无线网卡，用于跟服务器的通信，向服务器发送报警信号或语音数据以及接收服务器的数据；
处理模块：用于运行相关的语音处理算法，跟样本声音做对比同时计算声音信号的幅度和频率, ，提取频谱信息；
按键：包括报警按键、语音通讯按键、语音结束按键，报警按键用于向服务器手动发动报警信号，语音通讯按键、语音结束按键用于向服务器发起或结束语音通讯；
状态指示灯：指示灯用于指示设备的工作状态，如报警状态或通话状态等。
实施例2一种声音信号侦测反馈设备的实现方法
如图2所示，本发明提供了一种声音信号侦测反馈设备的实现方法，本发明的声音信号侦测反馈设备工作时一直处于声音侦测反馈状态，当有通讯请求发生时，进入语音通讯状态，声音侦测反馈部分包括以下步骤：
开始于步骤S101，
步骤S101：设备通电，执行步骤S102；
步骤S102：麦克风采集声音信号，并将声音信号传输至处理模块，执行步骤S103；
步骤S103：在处理模块内对步骤S102采集的声音信号进行降噪处理，得到预处理信号，同时执行步骤S104和步骤S107；
步骤S104：在处理模块内处理，将预处理信号跟处理模块内预设的样本声音库中的声音做特征对比匹配，执行步骤S105；
步骤S105：在处理模块内判断，预处理信号与预设的样本声音库中的声音的匹配度是否达到设定值，若匹配度达到设定值，则执行步骤S106，若匹配度未达到设定值，则执行步骤S102；
步骤S106：处理模块触发报警信号，触发报警信号后，根据设定信息选择本地报警，通过网卡向服务器发送报警信号或启动状态指示灯，然后继续下一次侦测，执行步骤S102；
步骤S107：处理模块提取预处理信号的幅度、频率及频谱信息，将预处理信号的幅度、频率及频谱信息与处理模块内预设的幅度、频率及频谱信息进行对比，执行步骤S108；
步骤S108：在处理模块内判断预处理信号的幅度、频率及频谱信息是否达到设定值，若预处理信号的幅度、频率及频谱信息达到设定值，则执行步骤S106，若预处理信号的幅度、频率及频谱信息未达到设定值，则执行步骤S102。
其中，所述样本声音的选择包括以下几种：
1、打砸声、玻璃破碎声等非法声音，侦测非法事件的发生，用于安保环境；
2、婴儿啼哭声，用于婴儿看护场景，看护人暂时离开时可以通过该设备检测婴儿是否已经醒来；
3、特定的人声关键词，侦测到特定词语时报警，可以用于医院病房场景。
如图3所示，本发明的声音信号侦测反馈设备的语音通讯的工作包括放音部分和录音部分，放音部分和录音部分是独立同时运行的，喇叭播放的声音会通过空气再传入麦克风，需要消除喇叭播放的声音，具体步骤如下：
放音部分：网卡接收服务器的语音数据，传递给处理模块，处理模块传递给喇叭播放出来，同时再传递一份给录音部分，作为回声消除的参考信号；
录音部分：麦克风采集语音信号，传递给处理模块，处理模块进行语音降噪、人声增强和回声消除处理，同时根据放音部分发过来的参考信号消除录到的喇叭的声音，然后通过网卡发送给服务器。
本发明提供了一种声音信号侦测反馈设备及其实现方法可以检测指定的样本声音以及声音的大小以外，还可以检测特定幅度、特定频率和具有特定频谱特征的声音；使用传统网线作为传输介质，无需铺设专门的线路，服务端使用通用的软件程序，只需要安装到现有电脑并配置，不需要单独购买专用服务器设备；实时的语音通讯，设备端内置消回声算法，用于消除本地设备麦克风录到的喇叭播放的声音；设备带有按键，支持用户手动触发报警信号以及发出跟服务器的语音通讯请求。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种声音信号侦测反馈设备，其特征在于：包括处理模块、采音模块、操作模块、显示模块、播放模块和网卡；所述处理模块分别电连接播放模块、采音模块、网卡、操作模块、显示模块。
2.如权利要求1所述的一种声音信号侦测反馈设备，其特征在于：
所述采音模块包括麦克风；
所述操作模块包括按键；所述按键包括：报警按键、语音通讯按键、语音结束按键；
所述显示模块包括状态指示灯；
所述播放模块包括喇叭。
3.如权利要求1所述的一种声音信号侦测反馈设备，其特征在于：
所述播放模块：用于播放本地的或远程的声音信号；
所述采音模块：用于本地的声音信号采集，以便进行后续的声音信号处理，最多支持4路信号输入，并支持本地的回声消除；
所述网卡：使用有线或无线网卡，用于跟服务器的通信，向服务器发送报警信号或语音数据以及接收服务器的数据；
所述处理模块：用于运行语音处理算法，跟样本声音做对比同时计算声音信号的幅度和频率, 提取频谱信息；
所述操作模块：包括报警按键、语音通讯按键、语音结束按键，报警按键用于向服务器手动发动报警信号，语音通讯按键、语音结束按键用于向服务器发起或结束语音通讯；
所述显示模块：指示灯用于指示设备的工作状态，如报警状态或通话状态。
4.一种声音信号侦测反馈设备的实现方法，其特征在于：包括声音侦测反馈部分和语音通讯部分。
5.如权利要求4所述的一种声音信号侦测反馈设备的实现方法，其特征在于：所述声音侦测反馈部分包括将预处理信号跟处理模块内预设的样本声音库中的声音做特征对比匹配。
6.如权利要求4所述的一种声音信号侦测反馈设备的实现方法，其特征在于：所述声音侦测反馈部分包括：处理模块提取预处理信号的幅度、频率及频谱信息，将预处理信号的幅度、频率及频谱信息与处理模块内预设的幅度、频率及频谱信息进行对比。
7.如权利要求4所述的一种声音信号侦测反馈设备的实现方法，其特征在于：所述声音侦测反馈部分包括以下步骤：
开始于步骤S101，
步骤S101：设备通电，执行步骤S102；
步骤S102：麦克风采集声音信号，并将声音信号传输至处理模块，执行步骤S103；
步骤S103：在处理模块内对步骤S102采集的声音信号进行降噪处理，得到预处理信号，同时执行步骤S104和步骤S107；
步骤S104：在处理模块内处理，将预处理信号跟处理模块内预设的样本声音库中的声音做特征对比匹配，执行步骤S105；
步骤S105：在处理模块内判断，预处理信号与预设的样本声音库中的声音的匹配度是否达到设定值，若匹配度达到设定值，则执行步骤S106，若匹配度未达到设定值，则执行步骤S102；
步骤S106：处理模块触发报警信号，触发报警信号后，根据设定信息选择本地报警，通过网卡向服务器发送报警信号或启动状态指示灯，然后继续下一次侦测，执行步骤S102；
步骤S107：处理模块提取预处理信号的幅度、频率及频谱信息，将预处理信号的幅度、频率及频谱信息与处理模块内预设的幅度、频率及频谱信息进行对比，执行步骤S108；
步骤S108：在处理模块内判断预处理信号的幅度、频率及频谱信息是否达到设定值，若预处理信号的幅度、频率及频谱信息达到设定值，则执行步骤S106，若预处理信号的幅度、频率及频谱信息未达到设定值，则执行步骤S102。
8.如权利要求5或7所述的一种声音信号侦测反馈设备的实现方法，其特征在于：所述样本声音的选择包括：
打砸声、玻璃破碎声等非法声音，侦测非法事件的发生，用于安保环境；
婴儿啼哭声，用于婴儿看护场景，看护人暂时离开时可以通过该设备检测婴儿是否已经醒来；
特定的人声关键词，侦测到特定词语时报警，可以用于医院病房场景。
9.如权利要求4所述的一种声音信号侦测反馈设备的实现方法，其特征在于：所述语音通讯部分包括放音部分和录音部分，放音部分和录音部分分别独立同时运行。
10.如权利要求4所述的一种声音信号侦测反馈设备的实现方法，其特征在于：
所述语音通讯部分包括放音部分和录音部分；
放音部分：网卡接收服务器的语音数据，传递给处理模块，处理模块传递给喇叭播放出来，同时再传递一份给录音部分，作为回声消除的参考信号；
录音部分：麦克风采集语音信号，传递给处理模块，处理模块进行语音降噪、人声增强和回声消除处理，同时根据放音部分发过来的参考信号消除录到的喇叭的声音，然后通过网卡发送给服务器。
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