CN111627178A - 一种声音识别定位警戒系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种声音识别定位警戒系统，它涉及警戒设备技术领域。它包含360°阵列式拾音器、降噪电路、处理模块、控制模块、存储模块、显示器、功率放大模块以及扬声器；所述360°阵列式拾音器安装于警戒地且用于采集声音信号，所述降噪电路用于消除所述声音信号的环境噪音；所述处理模块内设有警戒声音预设值，所述处理模块用于将降噪后的声音信号进行算法优化分析并结合警戒声音预设值进行分类，同时将声音信号及分析信息保存于所述存储模块内；当声音信号为警戒声音信号时、所述控制模块分别控制显示器、监控摄像头以及扬声器对所述声音信号进行位置还原和声音放大还原，使其能够由视听结合的直观方式还原，具有监测精准、快速定位的优势。
Description
技术领域
本发明涉及警戒设备技术领域，具体涉及一种声音识别定位警戒系统及其方法。
背景技术
重点区域的安全是社会及企业赖以生存和发展的基础，随着科技进步，犯罪手段更为隐蔽。对周围环境的不间断监视并对入侵可疑目标的准确快速判断，有助于预防盗窃，减少巡逻值班人员工作强度，提高效率。现有的安防警戒技术主要有三种：一种对固定区域内长时间监视，如有入侵可疑目标则抓拍并报警；一种为固定地点不断扫描监视；还有一种为周围环境的全景实时监视。
但是仅通过拍照或视频的方式不能够将入侵动作和行为进行完整监控，随着近年来科技的迅速发展，声源位置的精准定位技术已广泛应用于鸣笛追踪、机器人技术、声音监听、声控技术等。通过多个麦克风形成的阵列，对声音信号进行采集，得到一组或多组声压数据，将采集到的数据进行算法优化和分析，从而得到声源位置的准确信息。因此，本发明旨在通过声音识别定位的填补警戒系统的监控缺口。
发明内容
本发明的第一个目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种声音识别定位警戒系统，通过对声音信号进行实时检测，当识别到警戒声音信号时由显示器和扬声器在值班室内对该警戒声音信号同步还原，使得声音信号能够由视听结合的方式直观展现，具有监测精准、快速定位的优势。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种声音识别定位警戒系统，包括：360°阵列式拾音器、降噪电路、处理模块、控制模块、存储模块、显示器、功率放大模块以及扬声器；所述360°阵列式拾音器安装于警戒地且用于采集声音信号，所述降噪电路用于消除所述声音信号的环境噪音；所述处理模块内设有警戒声音预设值，所述处理模块用于将降噪后的声音信号进行算法优化分析并与警戒声音预设值做比对，同时将声音信号保存于所述存储模块内；当所述声音信号为警戒声音信号时、所述控制模块控制所述显示器对所述声音信号进行位置还原、控制所述功率放大模块以及所述扬声器对所述声音信号进行声音放大还原。
本发明的进一步设置，所述声音识别定位警戒系统还包括安装于警戒地的监控摄像头；当所述声音信号达到警戒声音预设值时、所述控制模块还控制所述监控摄像头将监控视角调整至所述声音信号的声源方向。
本发明的进一步设置，所述声音识别定位警戒系统还包括调取模块；所述调取模块用于调取所述存储模块内的声音信号，并由所述控制模块控制所述显示器对声音信号进行位置还原、控制所述功率放大模块以及所述扬声器对所述声音信号进行声音放大还原。
本发明的进一步设置，所述处理模块内还设有可疑声音预设值，所述处理模块还用于根据所述可疑声音预设值和所述警戒声音预设值将所述声音信号划分为一般声音信号、可疑声音信号、警戒声音信号，同时分类保存于所述存储模块内。
本发明的进一步设置，所述处理模块至少从声音信号的振幅、频率、波形、音值四个维度音频特征与所述可疑声音预设值、所述警戒声音预设值进行比对分析。
本发明的进一步设置，所述处理模块通过算法优化对声音信号的声源方向、距离进行定位；所述显示器对所述声音信号的位置还原包括：声音运动轨迹模拟和声源距离标记。
本发明的进一步设置，所述360°阵列式拾音器包括：若干呈环形阵列设置且端部相抵接的声学阻隔板，以及，设于所述声学阻隔板之间的若干指向性拾音器。
本发明的进一步设置，所述声学阻隔板和所述指向性拾音器的数量均为六个。
本发明的第二个目的是提供一种声音定位识别的警戒方法，以解决现有的警戒方法监控不全面的问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种声音定位识别的警戒方法，所述方法基于以上的声音识别定位警戒系统，所述方法包括：
S1：由360°阵列式拾音器实时采集声音信号，并经降噪电路去除环境噪音；
S2：由处理模块对声音信号进行分析处理，并结合可疑声音预设值和警戒声音预设值将声音信号划分为一般声音信号、可疑声音信号、警戒声音信号，同时分类保存于存储模块内；
S3：若该声音信号划分得为警戒声音信号，则进入S5,否则返回至S1；
S4：通过调取模块选择对应的声音信号；
S5：控制模块控制显示器对该声音信号进行位置还原、控制功率放大模块以及扬声器对声音信号进行声音放大还原，同时控制监控摄像头将监控视角调整至声音信号的声源方向。
采用上述技术方案后，本发明有益效果为：
1、在本发明中，将声音定位识别技术应用于边界警戒系统中，从而对警戒处进行声音实时监控，当检测到警戒声音信号时，将通过显示器和扬声器在值班室内对该警戒声音信号同步还原，使得声音信号能够由视听结合的方式直观展现，进而有利于值班人员及时发现入侵行为及入侵行为的位置，并且所有检测的声音信号都将保存在存储模块内，方便后期调取再次还原。
2、在本发明中，处理模块还用于结合可疑声音预设值和警戒声音预设值将声音信号划分为一般声音信号、可疑声音信号、警戒声音信号，同时分类保存于存储模块内，从而便于用户在后期调取声音信号时能够清楚快速的进行选择。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明中360°阵列式拾音器的结构示意图。
附图标记说明：1、360°阵列式拾音器；2、降噪电路；3、处理模块；4、控制模块；5、存储模块；6、显示器；7、功率放大模块；8、扬声器；9、调取模块；10、监控摄像头；01、声学阻隔板；02、指向性拾音器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
本实施例涉及一种声音识别定位警戒系统，如图1所示，包括：360°阵列式拾音器1、降噪电路2、处理模块3、控制模块4、存储模块5、显示器6、功率放大模块7以及扬声器8；360°阵列式拾音器1安装于警戒地且用于采集声音信号，降噪电路2用于消除声音信号的环境噪音；处理模块3内设有警戒声音预设值，处理模块3用于将降噪后的声音信号进行算法优化分析并与警戒声音预设值做比对，同时将声音信号保存于存储模块5内；当声音信号为警戒声音信号时、控制模块4控制显示器6对声音信号进行位置还原、控制功率放大模块7以及扬声器8对声音信号进行声音放大还原。从而对警戒地进行声音实时监控，当检测到警戒声音信号时，将通过显示器6和扬声器8在值班室内对该警戒声音信号同步还原，使得声音信号能够由视听结合的方式直观展现，进而有利于值班人员及时发现入侵行为及入侵行为的位置，并且所有采集的声音信号都将保存在存储模块5内，方便后期调取再次还原。
本实施例中，处理模块3通过算法优化对声音信号的声源方向、距离进行定位，需要说明的是，声源定位为现有技术故在此不做赘述。其中显示器6对声音信号的位置还原包括声音运动轨迹模拟和声源距离标记，从而实现该声音信号的视觉还原，便于值班人员对该警戒声音信号进行快速定位，在本实施例中，显示器6内保存有警戒地的实景地图，其中声音运动轨迹模拟和声源距离标记均在实景地图上显示。
此外，处理模块3内还设有可疑声音预设值，当处理模块3将降噪后的声音信号进行算法优化分析后，还用于根据可疑声音预设值和警戒声音预设值将声音信号划分为一般声音信号、可疑声音信号、警戒声音信号，同时分类保存于存储模块5内。处理模块3至少从声音信号的振幅、频率、波形、音值四个维度音频特征与可疑声音预设值、警戒声音预设值进行比对分析，只有当以上三个音频特征均满足预设值时才被识别，进而提高了识别精准度。具体的，若360°阵列式拾音器1采集到持续性的低频声音信号，则在降噪电路2中将被屏蔽；经降噪处理后的声音信息若未达到可疑声音预设值，则划分为一般声音信号；若达到可疑声音预设值但未到达警戒声音预设值时，则划分为可疑声音信号；若达到警戒声音预设值时，则划分为警戒声音信号。由此将采集到的声音信号进行分类保存，进而方便用户在后期调取声音信号时能够较为清楚地进行选择。
在本实施例中，该声音识别定位警戒系统还包括调取模块9和安装于警戒地的监控摄像头10。调取模块9用于调取存储模块5内的声音信号，并由控制模块4控制显示器6对声音信号进行位置还原、控制功率放大模块7以及扬声器8对声音信号进行声音放大还原。监控摄像头10用于在声音信号达到警戒声音预设值时，由控制模块4控制将其监控视角调整至声音信号的声源方向，从而快速拍摄声源位置的图片信息以供值班人员进行全面分析，需要说明的是，监控摄像头10的拍摄内容同样将保存于存储模块5内，以供后期调取声音信号时，能够从声音内容、声源位置、声音运动轨迹模拟、声源距离以及实时环境进行综合分析，实现全方位监控。
在本实施例中，如图2所示，360°阵列式拾音器1包括：若干呈环形阵列设置且端部相抵接的声学阻隔板01，以及，设于声学阻隔板01之间的若干指向性拾音器02，其中声学阻隔板01和指向性拾音器02的数量均为六个，指向性拾音器02均水平放置，进而对水平方向上进行360度声音采集，各自独立又集中统一，能够提供6路采集信号，和12个数据信息，进而提高声音的定位准确性。声学阻隔板01将声波作物理上的阻隔，起到了指向性增强的作用，同时也对拾音器起到一定的保护作用。
基于以上声音识别定位警戒系统，本实施例还涉及一种声音定位识别的警戒方法，所述方法包括：
S1：由360°阵列式拾音器1实时采集声音信号，并经降噪电路2去除环境噪音；
S2：由处理模块3对声音信号进行分析处理，并结合可疑声音预设值和警戒声音预设值将声音信号划分为一般声音信号、可疑声音信号、警戒声音信号，同时分类保存于存储模块5内；
S3：若该声音信号划分得为警戒声音信号，则进入S5,否则返回至S1；
S4：通过调取模块9选择对应的声音信号；
S5：控制模块4控制显示器6对该声音信号进行位置还原、控制功率放大模块7以及扬声器8对声音信号进行声音放大还原，同时控制监控摄像头10将监控视角调整至声音信号的声源方向。
本发明的工作原理大致如下述：本实施例中，将声音定位识别技术应用于边界警戒系统中，从而对警戒处进行声音实时监控，当检测到警戒声音信号时，将通过显示器6和扬声器8在值班室内对该警戒声音信号同步还原，使得声音信号能够由视听结合的方式直观展现，进而有利于值班人员及时发现入侵行为及入侵行为的位置，并且处理模块3还用于结合可疑声音预设值和警戒声音预设值将声音信号划分为一般声音信号、可疑声音信号、警戒声音信号，同时分类保存于存储模块5内，用户在后期调取声音信号时能够较为清楚地进行选择。
以上，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种声音识别定位警戒系统，其特征在于，包括：360°阵列式拾音器(1)、降噪电路(2)、处理模块(3)、控制模块(4)、存储模块(5)、显示器(6)、功率放大模块(7)以及扬声器(8)；
所述360°阵列式拾音器(1)安装于警戒地且用于采集声音信号，所述降噪电路(2)用于消除所述声音信号的环境噪音；
所述处理模块(3)内设有警戒声音预设值，所述处理模块(3)用于将降噪后的声音信号进行算法优化分析并与警戒声音预设值做比对，同时将声音信号保存于所述存储模块(5)内；当所述声音信号为警戒声音信号时、所述控制模块(4)控制所述显示器(6)对所述声音信号进行位置还原、控制所述功率放大模块(7)以及所述扬声器(8)对所述声音信号进行声音放大还原。
2.根据权利要求1所述的一种声音识别定位警戒系统，其特征在于，所述声音识别定位警戒系统还包括安装于警戒地的监控摄像头(10)；
当所述声音信号达到警戒声音预设值时、所述控制模块(4)还控制所述监控摄像头(10)将监控视角调整至所述声音信号的声源方向。
3.根据权利要求1所述的一种声音识别定位警戒系统，其特征在于，所述声音识别定位警戒系统还包括调取模块(9)；
所述调取模块(9)用于调取所述存储模块(5)内的声音信号，并由所述控制模块(4)控制所述显示器(6)对声音信号进行位置还原、控制所述功率放大模块(7)以及所述扬声器(8)对所述声音信号进行声音放大还原。
4.根据权利要求1所述的一种声音识别定位警戒系统，其特征在于，所述处理模块(3)内还设有可疑声音预设值，所述处理模块(3)还用于根据所述可疑声音预设值和所述警戒声音预设值将所述声音信号划分为一般声音信号、可疑声音信号、警戒声音信号，同时分类保存于所述存储模块(5)内。
5.根据权利要求4所述的一种声音识别定位警戒系统，其特征在于，所述处理模块(3)至少从声音信号的振幅、频率、波形、音值四个维度音频特征与所述可疑声音预设值、所述警戒声音预设值进行比对分析。
6.根据权利要求1所述的一种声音识别定位警戒系统，其特征在于，所述处理模块(3)通过算法优化对声音信号的声源方向、距离进行定位；
所述显示器(6)对所述声音信号的位置还原包括：声音运动轨迹模拟和声源距离标记。
7.根据权利要求1所述的一种声音识别定位警戒系统，其特征在于，所述360°阵列式拾音器(1)包括：若干呈环形阵列设置且端部相抵接的声学阻隔板(01)，以及，设于所述声学阻隔板(01)之间的若干指向性拾音器(02)。
8.根据权利要求7所述的一种声音识别定位警戒系统，其特征在于，所述声学阻隔板(01)和所述指向性拾音器(02)的数量均为六个。
9.一种声音定位识别的警戒方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-8任一项所述的一种声音识别定位警戒系统，所述方法包括：
S1：由360°阵列式拾音器实时采集声音信号，并经降噪电路去除环境噪音；
S2：由处理模块对声音信号进行分析处理，并结合可疑声音预设值和警戒声音预设值将声音信号划分为一般声音信号、可疑声音信号、警戒声音信号，同时分类保存于存储模块内；
S3：若该声音信号划分得为警戒声音信号，则进入S5,否则返回至S1；
S4：通过调取模块选择对应的声音信号；
S5：控制模块控制显示器对该声音信号进行位置还原、控制功率放大模块以及扬声器对声音信号进行声音放大还原，同时控制监控摄像头将监控视角调整至声音信号的声源方向。
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