CN108540195A - 狭窄空间网络中继系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种狭窄空间网络中继系统，包括：声音检测设备，设置在狭窄场所，用于感应附近的音频信号，并从附近的音频信号中提取声音成分，当所述声音成分与人声相匹配时，输出人员检测信号，否则，输出无人员信号；图像感应设备，用于在接收到所述无人员信号时，不进行图像感应操作，还用于在接收到所述人员检测信号时，感应附近的环境，以获得并输出附近环境图像；曲线检测设备，用于接收所述附近环境图像，对所述附近环境图像中弧度最大的曲线进行检测，以获得并输出所述曲线对应的弧度以作为目标弧度输出。本发明还涉及一种狭窄空间网络中继方法。通过本发明，能够避免狭窄空间内的人员无法连接无线网络的情况发生。

Description

狭窄空间网络中继系统及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种狭窄空间网络中继系统及方法。

背景技术

从过滤网络流量的角度来看，路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层，从物理上划分网段的交换机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如，一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段，只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包，路由器都会重新计算其校验值，并写入新的物理地址。因此，使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是，对于那些结构复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。总体上说，在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。

当前，对于路由器无线发射所覆盖的区间内，一些狭窄空间因为空间结构的原因，导致路由器的无线信号质量较差，用户无法获得有效的高速无线数据。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种狭窄空间网络中继系统及方法，能够基于声音分析设备和行为分析设备的协同操作，提高了狭窄空间处人员手持设备的动作的检测精度，并在识别到人员手持设备的动作且当前信号强度较弱时，启动网络中继器以进行狭窄空间的网络信号中继，同时，为了提高人员手持设备的动作的识别精度和效率，引入了有针对性的图像识别模式。

根据本发明的一方面，提供了一种狭窄空间网络中继系统，所述系统包括：

声音检测设备，设置在狭窄场所，用于感应附近的音频信号，并从附近的音频信号中提取声音成分，当所述声音成分与人声相匹配时，输出人员检测信号，否则，输出无人员信号；

图像感应设备，设置在声音检测设备附近，与所述声音检测设备连接，用于在接收到所述无人员信号时，不进行图像感应操作，还用于在接收到所述人员检测信号时，感应附近的环境，以获得并输出附近环境图像；

曲线检测设备，与所述图像感应设备连接，用于接收所述附近环境图像，对所述附近环境图像中弧度最大的曲线进行检测，以获得并输出所述曲线对应的弧度以作为目标弧度输出；

曲线处理设备，与所述曲线检测设备连接，用于接收所述附近环境图像和所述目标弧度，并基于所述目标弧度对所述附近环境图像进行曲线调整处理，以获得并输出曲线调整图像。

根据本发明的另一方面，还提供了一种狭窄空间网络中继方法，所述方法包括：

使用声音检测设备，设置在狭窄场所，用于感应附近的音频信号，并从附近的音频信号中提取声音成分，当所述声音成分与人声相匹配时，输出人员检测信号，否则，输出无人员信号；

使用图像感应设备，设置在声音检测设备附近，与所述声音检测设备连接，用于在接收到所述无人员信号时，不进行图像感应操作，还用于在接收到所述人员检测信号时，感应附近的环境，以获得并输出附近环境图像；

使用曲线检测设备，与所述图像感应设备连接，用于接收所述附近环境图像，对所述附近环境图像中弧度最大的曲线进行检测，以获得并输出所述曲线对应的弧度以作为目标弧度输出；

使用曲线处理设备，与所述曲线检测设备连接，用于接收所述附近环境图像和所述目标弧度，并基于所述目标弧度对所述附近环境图像进行曲线调整处理，以获得并输出曲线调整图像。

由此可见，本发明具有以下几个关键发明点：

(1)通过每行像素点的像素值的方差分析，确定每行的变化程度，将变化程度剧烈的各行拟合后作为待匹配区域，从而实现了图像的定向识别；

(2)基于声音分析设备和行为分析设备的协同操作，提高了狭窄空间处人员手持设备的动作的检测精度，并在识别到人员手持设备的动作且当前信号强度较弱时，启动网络中继器以进行狭窄空间的网络信号中继，从而避免了狭窄空间内的人员无法连接无线网络的情况发生。

具体实施方式

下面将对本发明的狭窄空间网络中继方法的实施方案进行详细说明。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种狭窄空间网络中继系统及方法。

根据本发明实施方案示出的狭窄空间网络中继系统包括：

声音检测设备，设置在狭窄场所，用于感应附近的音频信号，并从附近的音频信号中提取声音成分，当所述声音成分与人声相匹配时，输出人员检测信号，否则，输出无人员信号；

图像感应设备，设置在声音检测设备附近，与所述声音检测设备连接，用于在接收到所述无人员信号时，不进行图像感应操作，还用于在接收到所述人员检测信号时，感应附近的环境，以获得并输出附近环境图像；

曲线检测设备，与所述图像感应设备连接，用于接收所述附近环境图像，对所述附近环境图像中弧度最大的曲线进行检测，以获得并输出所述曲线对应的弧度以作为目标弧度输出。

接着，继续对本发明的狭窄空间网络中继系统的具体结构进行进一步的说明。

所述狭窄空间网络中继系统中还可以包括：

曲线处理设备，与所述曲线检测设备连接，用于接收所述附近环境图像和所述目标弧度，并基于所述目标弧度对所述附近环境图像进行曲线调整处理，以获得并输出曲线调整图像。

所述狭窄空间网络中继系统中还可以包括：

方差提取设备，与所述曲线处理设备连接，用于接收所述曲线调整图像，获取所述曲线调整图像中每行的各个像素点的红色亮度值、蓝色亮度值和绿色亮度值，基于每行的各个像素点的红色亮度值计算每行红色亮度值的方差以作为第一方差，基于每行的各个像素点的蓝色亮度值计算每行蓝色亮度值的方差以作为第二方差，基于每行的各个像素点的绿色亮度值计算每行绿色亮度值的方差以作为第三方差；

方差统计设备，与所述方差提取设备连接，用于接收每行的第一方差、第二方差和第三方差，将每行的第一方差、第二方差和第三方差相加以获得每行的方差参考值，针对每行执行以下处理：累计该行上方五行的方差参考值与该行下方五行的方差参考值以获得方差累计值，将方差累计值除以十后获得的方差均值与该行的方差参考值进行比较，当所述方差均值减去该行的方差参考值获得的差取绝对值后除以该行的方差参考值的比值大于等于预设比例阈值时，将该行输出；

行组合设备，与所述方差统计设备连接，用于将所述方差统计设备输出的所有行进行组合以获得组合图像，并对所述组合图像进行拟合处理以获得拟合后图像；

行为分析设备，与所述行组合设备连接，用于接收所述拟合后图像，并识别所述拟合后图像中是否存在人员手持设备的图像特征，当存在人员手持设备的图像特征时，发出网络需求信号，否则，发出无网络需求信号；

信号测量设备，设置在声音检测设备附近，与所述行为分析设备连接，用于在接收到所述网络需求信号时，对狭窄场所的无线网络强度进行实时测量，以在测量到的强度小于预设强度限值时，发出强度不足信号，在测量到的强度大于等于所述预设强度限值时，发出强度充足信号；所述信号测量设备还用于在接收到所述无网络需求信号时，发出强度充足信号；

中继器启动设备，与所述信号测量设备连接，用于在接收到所述强度不足信号时，启动网络中继器，还用于在接收到所述强度充足信号时，关闭网络中继器；

网络中继器，设置在狭窄场所，与无线路由设备连接，用于在所述中继器启动设备的控制下，对无线路由设备架构的无线网络进行所述狭窄场所处的信号中继；

状态显示设备，设置在所述中继器启动设备的附近，与所述网络中继器连接，用于将所述网络中继器的当前的状态进行实时显示。

在所述狭窄空间网络中继系统中：

在所述状态显示设备中，实时显示的所述网络中继器的当前的状态包括：所述网络中继器的开关状态、所述网络中继器的连接状态以及所述网络中继器的信号中继强度。

同时，根据本发明实施方案示出的狭窄空间网络中继方法包括：

使用声音检测设备，设置在狭窄场所，用于感应附近的音频信号，并从附近的音频信号中提取声音成分，当所述声音成分与人声相匹配时，输出人员检测信号，否则，输出无人员信号；

使用图像感应设备，设置在声音检测设备附近，与所述声音检测设备连接，用于在接收到所述无人员信号时，不进行图像感应操作，还用于在接收到所述人员检测信号时，感应附近的环境，以获得并输出附近环境图像；

使用曲线检测设备，与所述图像感应设备连接，用于接收所述附近环境图像，对所述附近环境图像中弧度最大的曲线进行检测，以获得并输出所述曲线对应的弧度以作为目标弧度输出。

接着，继续对本发明的狭窄空间网络中继方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述狭窄空间网络中继方法还可以包括：

使用曲线处理设备，与所述曲线检测设备连接，用于接收所述附近环境图像和所述目标弧度，并基于所述目标弧度对所述附近环境图像进行曲线调整处理，以获得并输出曲线调整图像。

所述狭窄空间网络中继方法还可以包括：

使用方差提取设备，与所述曲线处理设备连接，用于接收所述曲线调整图像，获取所述曲线调整图像中每行的各个像素点的红色亮度值、蓝色亮度值和绿色亮度值，基于每行的各个像素点的红色亮度值计算每行红色亮度值的方差以作为第一方差，基于每行的各个像素点的蓝色亮度值计算每行蓝色亮度值的方差以作为第二方差，基于每行的各个像素点的绿色亮度值计算每行绿色亮度值的方差以作为第三方差；

使用方差统计设备，与所述方差提取设备连接，用于接收每行的第一方差、第二方差和第三方差，将每行的第一方差、第二方差和第三方差相加以获得每行的方差参考值，针对每行执行以下处理：累计该行上方五行的方差参考值与该行下方五行的方差参考值以获得方差累计值，将方差累计值除以十后获得的方差均值与该行的方差参考值进行比较，当所述方差均值减去该行的方差参考值获得的差取绝对值后除以该行的方差参考值的比值大于等于预设比例阈值时，将该行输出；

使用行组合设备，与所述方差统计设备连接，用于将所述方差统计设备输出的所有行进行组合以获得组合图像，并对所述组合图像进行拟合处理以获得拟合后图像；

使用行为分析设备，与所述行组合设备连接，用于接收所述拟合后图像，并识别所述拟合后图像中是否存在人员手持设备的图像特征，当存在人员手持设备的图像特征时，发出网络需求信号，否则，发出无网络需求信号；

使用信号测量设备，设置在声音检测设备附近，与所述行为分析设备连接，用于在接收到所述网络需求信号时，对狭窄场所的无线网络强度进行实时测量，以在测量到的强度小于预设强度限值时，发出强度不足信号，在测量到的强度大于等于所述预设强度限值时，发出强度充足信号；所述信号测量设备还用于在接收到所述无网络需求信号时，发出强度充足信号；

使用中继器启动设备，与所述信号测量设备连接，用于在接收到所述强度不足信号时，启动网络中继器，还用于在接收到所述强度充足信号时，关闭网络中继器；

使用网络中继器，设置在狭窄场所，与无线路由设备连接，用于在所述中继器启动设备的控制下，对无线路由设备架构的无线网络进行所述狭窄场所处的信号中继；

使用状态显示设备，设置在所述中继器启动设备的附近，与所述网络中继器连接，用于将所述网络中继器的当前的状态进行实时显示。

以及，在所述狭窄空间网络中继方法中：

在所述状态显示设备中，实时显示的所述网络中继器的当前的状态包括：所述网络中继器的开关状态、所述网络中继器的连接状态以及所述网络中继器的信号中继强度。

另外，所述图像感应设备中还包括A/D转换单元，用于输出数字化的附近环境图像。模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。故任何一个模数转换器都需要一个参考模拟量作为转换的标准，比较常见的参考标准为最大的可转换信号大小。而输出的数字量则表示输入信号相对于参考信号的大小。

模拟数字转换器的分辨率是指，对于允许范围内的模拟信号，它能输出离散数字信号值的个数。这些信号值通常用二进制数来存储，因此分辨率经常用比特作为单位，且这些离散值的个数是2的幂指数。例如，一个具有8位分辨率的模拟数字转换器可以将模拟信号编码成256个不同的离散值(因为2^8＝256)，从0到255(即无符号整数)或从-128到127(即带符号整数)，至于使用哪一种，则取决于具体的应用。

采用本发明的狭窄空间网络中继系统及方法，针对现有技术中狭窄空间接收无线数据困难的技术问题，搭建了中继机制，能够在识别到人员手持设备的动作且当前信号强度较弱时，启动网络中继器以进行狭窄空间的网络信号中继，更重要的是，为了提高网络中继器启动的有效性，采用高精度的图像识别模式对人员手持设备的动作进行了识别。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种狭窄空间网络中继系统，其特征在于，所述系统包括：

声音检测设备，设置在狭窄场所，用于感应附近的音频信号，并从附近的音频信号中提取声音成分，当所述声音成分与人声相匹配时，输出人员检测信号，否则，输出无人员信号；

图像感应设备，设置在声音检测设备附近，与所述声音检测设备连接，用于在接收到所述无人员信号时，不进行图像感应操作，还用于在接收到所述人员检测信号时，感应附近的环境，以获得并输出附近环境图像；

曲线检测设备，与所述图像感应设备连接，用于接收所述附近环境图像，对所述附近环境图像中弧度最大的曲线进行检测，以获得并输出所述曲线对应的弧度以作为目标弧度输出。

2.如权利要求1所述的狭窄空间网络中继系统，其特征在于，还包括：

曲线处理设备，与所述曲线检测设备连接，用于接收所述附近环境图像和所述目标弧度，并基于所述目标弧度对所述附近环境图像进行曲线调整处理，以获得并输出曲线调整图像。

3.如权利要求2所述的狭窄空间网络中继系统，其特征在于，还包括：

方差提取设备，与所述曲线处理设备连接，用于接收所述曲线调整图像，获取所述曲线调整图像中每行的各个像素点的红色亮度值、蓝色亮度值和绿色亮度值，基于每行的各个像素点的红色亮度值计算每行红色亮度值的方差以作为第一方差，基于每行的各个像素点的蓝色亮度值计算每行蓝色亮度值的方差以作为第二方差，基于每行的各个像素点的绿色亮度值计算每行绿色亮度值的方差以作为第三方差；

方差统计设备，与所述方差提取设备连接，用于接收每行的第一方差、第二方差和第三方差，将每行的第一方差、第二方差和第三方差相加以获得每行的方差参考值，针对每行执行以下处理：累计该行上方五行的方差参考值与该行下方五行的方差参考值以获得方差累计值，将方差累计值除以十后获得的方差均值与该行的方差参考值进行比较，当所述方差均值减去该行的方差参考值获得的差取绝对值后除以该行的方差参考值的比值大于等于预设比例阈值时，将该行输出；

行组合设备，与所述方差统计设备连接，用于将所述方差统计设备输出的所有行进行组合以获得组合图像，并对所述组合图像进行拟合处理以获得拟合后图像；

行为分析设备，与所述行组合设备连接，用于接收所述拟合后图像，并识别所述拟合后图像中是否存在人员手持设备的图像特征，当存在人员手持设备的图像特征时，发出网络需求信号，否则，发出无网络需求信号；

信号测量设备，设置在声音检测设备附近，与所述行为分析设备连接，用于在接收到所述网络需求信号时，对狭窄场所的无线网络强度进行实时测量，以在测量到的强度小于预设强度限值时，发出强度不足信号，在测量到的强度大于等于所述预设强度限值时，发出强度充足信号；所述信号测量设备还用于在接收到所述无网络需求信号时，发出强度充足信号；

中继器启动设备，与所述信号测量设备连接，用于在接收到所述强度不足信号时，启动网络中继器，还用于在接收到所述强度充足信号时，关闭网络中继器；

网络中继器，设置在狭窄场所，与无线路由设备连接，用于在所述中继器启动设备的控制下，对无线路由设备架构的无线网络进行所述狭窄场所处的信号中继；

状态显示设备，设置在所述中继器启动设备的附近，与所述网络中继器连接，用于将所述网络中继器的当前的状态进行实时显示。

4.如权利要求3所述的狭窄空间网络中继系统，其特征在于：

在所述状态显示设备中，实时显示的所述网络中继器的当前的状态包括：所述网络中继器的开关状态、所述网络中继器的连接状态以及所述网络中继器的信号中继强度。

5.一种狭窄空间网络中继方法，其特征在于，所述方法包括：

使用声音检测设备，设置在狭窄场所，用于感应附近的音频信号，并从附近的音频信号中提取声音成分，当所述声音成分与人声相匹配时，输出人员检测信号，否则，输出无人员信号；

使用图像感应设备，设置在声音检测设备附近，与所述声音检测设备连接，用于在接收到所述无人员信号时，不进行图像感应操作，还用于在接收到所述人员检测信号时，感应附近的环境，以获得并输出附近环境图像；

使用曲线检测设备，与所述图像感应设备连接，用于接收所述附近环境图像，对所述附近环境图像中弧度最大的曲线进行检测，以获得并输出所述曲线对应的弧度以作为目标弧度输出。

6.如权利要求5所述的狭窄空间网络中继方法，其特征在于，还包括：

使用曲线处理设备，与所述曲线检测设备连接，用于接收所述附近环境图像和所述目标弧度，并基于所述目标弧度对所述附近环境图像进行曲线调整处理，以获得并输出曲线调整图像。

7.如权利要求6所述的狭窄空间网络中继方法，其特征在于，还包括：

使用方差提取设备，与所述曲线处理设备连接，用于接收所述曲线调整图像，获取所述曲线调整图像中每行的各个像素点的红色亮度值、蓝色亮度值和绿色亮度值，基于每行的各个像素点的红色亮度值计算每行红色亮度值的方差以作为第一方差，基于每行的各个像素点的蓝色亮度值计算每行蓝色亮度值的方差以作为第二方差，基于每行的各个像素点的绿色亮度值计算每行绿色亮度值的方差以作为第三方差；

使用方差统计设备，与所述方差提取设备连接，用于接收每行的第一方差、第二方差和第三方差，将每行的第一方差、第二方差和第三方差相加以获得每行的方差参考值，针对每行执行以下处理：累计该行上方五行的方差参考值与该行下方五行的方差参考值以获得方差累计值，将方差累计值除以十后获得的方差均值与该行的方差参考值进行比较，当所述方差均值减去该行的方差参考值获得的差取绝对值后除以该行的方差参考值的比值大于等于预设比例阈值时，将该行输出；

使用行组合设备，与所述方差统计设备连接，用于将所述方差统计设备输出的所有行进行组合以获得组合图像，并对所述组合图像进行拟合处理以获得拟合后图像；

使用行为分析设备，与所述行组合设备连接，用于接收所述拟合后图像，并识别所述拟合后图像中是否存在人员手持设备的图像特征，当存在人员手持设备的图像特征时，发出网络需求信号，否则，发出无网络需求信号；

使用信号测量设备，设置在声音检测设备附近，与所述行为分析设备连接，用于在接收到所述网络需求信号时，对狭窄场所的无线网络强度进行实时测量，以在测量到的强度小于预设强度限值时，发出强度不足信号，在测量到的强度大于等于所述预设强度限值时，发出强度充足信号；所述信号测量设备还用于在接收到所述无网络需求信号时，发出强度充足信号；

使用中继器启动设备，与所述信号测量设备连接，用于在接收到所述强度不足信号时，启动网络中继器，还用于在接收到所述强度充足信号时，关闭网络中继器；

使用网络中继器，设置在狭窄场所，与无线路由设备连接，用于在所述中继器启动设备的控制下，对无线路由设备架构的无线网络进行所述狭窄场所处的信号中继；

使用状态显示设备，设置在所述中继器启动设备的附近，与所述网络中继器连接，用于将所述网络中继器的当前的状态进行实时显示。

8.如权利要求7所述的狭窄空间网络中继方法，其特征在于：

在所述状态显示设备中，实时显示的所述网络中继器的当前的状态包括：所述网络中继器的开关状态、所述网络中继器的连接状态以及所述网络中继器的信号中继强度。