CN109286790A - 一种基于声源定位的定向监听系统及其监听方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于声源定位的定向监听系统，包括布设于监听范围内至少一处的监听装置，与所述监听装置通信连接的信号处理装置，以及预载有控制及记录软件的PC机，所述的控制及记录软件通过PC机与信号处理装置通信连接。本发明提供的一种基于声源定位的定向监听系统，由多路麦克风阵列组成监听装置，信号处理装置基于波束成形理论的声源定位算法对监听装置的接收声音信号的相位进行调整，指向性强，使得指定方向的声音在保证音质的前提下强度更强，不关心的角度方向干扰声音信号有一定程度抑制，抗干扰强，有助于提升监听声音品质，并且能更少布点实现更大范围覆盖，此外，还能主动监听。

Description

一种基于声源定位的定向监听系统及其监听方法
【技术领域】
本发明涉及安防系统的技术领域，特别涉及一种基于声源定位的定向监听系统及其监听方法。
【背景技术】
安全防范系统(security&protection system，SPS)以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等；或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。
监听系统是安全防范系统中的一部分，也是重要的部分。目前，采用在所有监听位置大量分布式安装拾音器，监听固定位置声音的监听方法来实现监听，不仅指向性较差、监听方向不可调整、监听质量差、易受嘈杂环境干扰，而且在大型公共场合需要大量布点，布设成本高。
因此，有必要提出一种基于声源定位的定向监听系统及其监听方法。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于声源定位的定向监听系统及其监听方法，其旨在解决现有技术中的监听方法不仅指向性较差、监听方向不可调整、监听质量差、易受嘈杂环境干扰，而且在大型公共场合需要大量布点，布设成本高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于声源定位的定向监听系统，包括布设于监听范围内至少一处的监听装置，与所述监听装置通信连接的信号处理装置，以及预载有控制及记录软件的PC机，所述的控制及记录软件通过PC机与信号处理装置通信连接。
作为优选，所述的控制及记录软件用以选定并锁定监听目标，并将监听装置采集到的监听目标的声音数据记录下来。
作为优选，所述的监听装置的信号输出端与信号处理装置连接。
作为优选，所述的监听装置由多路麦克风单列线性阵列而成，或由多路麦克风在面上不规则阵列而成。
作为优选，所述的信号处理装置内置有基于波束成形理论的声源定位算法，并能通过基于波束成形理论的声源定位算法提取得指定方向的监听目标的声音分量。
作为优选，还包括布设于监听范围内至少一处的高清摄像头，所述的高清摄像头与PC机上的控制及记录软件通信连接，所述的PC机上还连接有监听耳机。
本一发明提出了一种基于声源定位的定向监听系统的监听方法，包括如下步骤：
S1、在PC机上通过控制及记录软件选定并锁定监听目标；
S2、监听装置同步采集环境声音信号；信号处理装置通过控制及记录软件预设得到的监听目标的方位，进而计算得到监听装置相对该监听目标的角度信息；信号处理装置根据角度信息基于波束成形理论的声源定位算法对监听装置中每路麦克风采集到的声音信号进行提取叠加，得到指定方向的监听目标的声音信号；
S3、信号处理装置实时将得到的监听目标的声音信号输出给PC机上的控制及记录软件，由控制及记录软件将监听目标的声音信号记录下来，并通过连接于PC机上的监听耳机进行播放。
作为优选，还包括S4、在PC机的控制及记录软件上操作，控制布设于监听目标周边的高清摄像头指向监听目标，高清摄像头采集的视频信号发送给PC机上的控制及记录软件，由控制及记录软件将视频信号记录下来，并通过PC机进行播放，对监听目标进行监视。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明提供的一种基于声源定位的定向监听系统，由多路麦克风阵列组成监听装置，且麦克风阵列的监听方向电子可调，信号处理装置基于波束成形理论的声源定位算法对各麦克风的接收声音信号的相位进行调整，指向性强，使得指定方向的声音在保证音质的前提下强度更强，不关心的角度方向干扰声音信号有一定程度抑制，抗干扰强，有助于提升监听声音品质，并且能更少布点实现更大范围覆盖，此外，还能主动监听。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本发明实施例一种基于声源定位的定向监听系统的连接框图。
【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明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参阅图1，本发明实施例提供一种基于声源定位的定向监听系统，包括布设于监听范围内至少一处的监听装置1，与所述监听装置1通信连接的信号处理装置2，以及预载有控制及记录软件的PC机3，所述的控制及记录软件通过PC机3与信号处理装置2通信连接；所述的控制及记录软件用以选定并锁定监听目标，并将监听装置1采集到的监听目标的声音数据记录下来；所述的监听装置1的信号输出端与信号处理装置2连接；所述的监听装置1由多路麦克风单列线性阵列而成，或由多路麦克风在面上不规则阵列而成；所述的信号处理装置2内置有基于波束成形理论的声源定位算法，并能通过基于波束成形理论的声源定位算法提取得指定方向的监听目标的声音分量；还包括布设于监听范围内至少一处的高清摄像头4，所述的高清摄像头4与PC机3上的控制及记录软件通信连接，所述的PC机3上还连接有监听耳机5。
该基于声源定位的定向监听系统的监听方法，包括如下步骤：
S1、在PC机3上通过控制及记录软件选定并锁定监听目标。
S2、监听装置1同步采集环境声音信号；信号处理装置2通过控制及记录软件预设得到的监听目标的方位，进而计算得到监听装置1相对该监听目标的角度信息；信号处理装置2根据角度信息基于波束成形理论的声源定位算法对监听装置1中每路麦克风采集到的声音信号进行提取叠加，得到指定方向的监听目标的声音信号。
S3、信号处理装置2实时将得到的监听目标的声音信号输出给PC机3上的控制及记录软件，由控制及记录软件将监听目标的声音信号记录下来，并通过连接于PC机3上的监听耳机5进行播放。
S4、在PC机3的控制及记录软件上操作，控制布设于监听目标周边的高清摄像头4指向监听目标，高清摄像头4采集的视频信号发送给PC机3上的控制及记录软件，由控制及记录软件将视频信号记录下来，并通过PC机3进行播放，对监听目标进行监视。
在本发明实施例中，信号处理装置2内还预设有关键词触发监听单元，通过预设的关键词基于声纹识别技术触发，通过基于波束成形理论的声源定位算法根据关键词得到发生方位，实现智能监听。
本发明一种基于声源定位的定向监听系统，由多路麦克风阵列组成监听装置1，且麦克风阵列的监听方向电子可调，信号处理装置2基于波束成形理论的声源定位算法对各麦克风的接收声音信号的相位进行调整，指向性强，使得指定方向的声音在保证音质的前提下强度更强，不关心的角度方向干扰声音信号有一定程度抑制，抗干扰强，有助于提升监听声音品质，并且能更少布点实现更大范围覆盖，此外，还能主动监听。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于声源定位的定向监听系统，其特征在于：包括布设于监听范围内至少一处的监听装置(1)，与所述监听装置(1)通信连接的信号处理装置(2)，以及预载有控制及记录软件的PC机(3)，所述的控制及记录软件通过PC机(3)与信号处理装置(2)通信连接。
2.如权利要求1所述的一种基于声源定位的定向监听系统，其特征在于：所述的控制及记录软件用以选定并锁定监听目标，并将监听装置(1)采集到的监听目标的声音数据记录下来。
3.如权利要求1所述的一种基于声源定位的定向监听系统，其特征在于：所述的监听装置(1)的信号输出端与信号处理装置(2)连接。
4.如权利要求1所述的一种基于声源定位的定向监听系统，其特征在于：所述的监听装置(1)由多路麦克风单列线性阵列而成，或由多路麦克风在面上不规则阵列而成。
5.如权利要求1所述的一种基于声源定位的定向监听系统，其特征在于：所述的信号处理装置(2)内置有基于波束成形理论的声源定位算法，并能通过基于波束成形理论的声源定位算法提取得指定方向的监听目标的声音分量。
6.如权利要求1至5任意一项所述的一种基于声源定位的定向监听系统，其特征在于：还包括布设于监听范围内至少一处的高清摄像头(4)，所述的高清摄像头(4)与PC机(3)上的控制及记录软件通信连接，所述的PC机(3)上还连接有监听耳机(5)。
7.一种基于声源定位的定向监听系统的监听方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、在PC机(3)上通过控制及记录软件选定并锁定监听目标；
S2、监听装置(1)同步采集环境声音信号；信号处理装置(2)通过控制及记录软件预设得到的监听目标的方位，进而计算得到监听装置(1)相对该监听目标的角度信息；信号处理装置(2)根据角度信息基于波束成形理论的声源定位算法对监听装置(1)中每路麦克风采集到的声音信号进行提取叠加，得到指定方向的监听目标的声音信号；
S3、信号处理装置(2)实时将得到的监听目标的声音信号输出给PC机(3)上的控制及记录软件，由控制及记录软件将监听目标的声音信号记录下来，并通过连接于PC机(3)上的监听耳机(5)进行播放。
8.如权利要求7所述的一种基于声源定位的定向监听系统的监听方法，其特征在于：还包括S4、在PC机(3)的控制及记录软件上操作，控制布设于监听目标周边的高清摄像头(4)指向监听目标，高清摄像头(4)采集的视频信号发送给PC机(3)上的控制及记录软件，由控制及记录软件将视频信号记录下来，并通过PC机(3)进行播放，对监听目标进行监视。
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