CN112985575A - 敲击事件检测方法、装置、电子设备及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及敲击事件检测方法、装置、电子设备及检测系统，所述方法包括获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据；对各个所述敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征；将各个所述敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个所述敲击检测数据对应的检测结果；基于所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。利用至少两种类型的传感器的敲击检测数据进行敲击检测特征的提取，利用多个不同类型的传感器的采集数据进行敲击事件的检测，且在数据分析过程中结合目标敲击特征进行比较，提高了敲击事件检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及敲击事件检测方法、装置、电子设备及检测系统。
背景技术
随着科技的发展，终端的输入方式不再局限于按键输入，越来越多的传感器被应用到智能终端的控制装置中。敲击控制是一种新兴的人机交互方式，其基本功能在于将用户的敲击动作转化为控制信号，被广泛用于蓝牙耳机、智能手表、键盘、游戏机等产品中。
在现有的产品中，敲击行为通常会被转换为传感器的数据，然后根据敲击信号的频率、幅值等信息，通过软件处理的方式识别单击、双击、三击等少量事件。常用的传感器有重力传感器、振动传感器等两类传感器，可以将振动事件转换为电平信号对外传输出去。这两类传感器常被用于手机、平板电脑、可穿戴设备等产品内部，用于响应来自产品外部的冲击或者振动。
现有敲击检测常采用的基本思路是：先通过单个传感器来获取信号，然后基于所获取信号的简单特征来判断敲击事件是否发生。然而，在这一方案中，由于单个传感器提供的可检测信息有限且简单特征信号的检测算法，会导致检测的准确性偏低。例如，重力传感器能采集到的信号频率范围均在400Hz以下，一些干扰性的振动(例如摩擦、晃动、环境噪音等)也会触发频率范围在400Hz以下的信号，那么使用单一的重力传感器无法区分某一次振动事件是来源于用户的敲击还是干扰振动，容易造成控制器的误触发。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种敲击事件检测方法、装置、电子设备及检测系统，以解决敲击事件检测准确性偏低的问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种敲击事件检测方法，包括：
获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据；
对各个所述敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征；
将各个所述敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个所述敲击检测数据对应的检测结果；
基于所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。
本发明实施例提供的敲击事件检测方法，利用至少两种类型的传感器的敲击检测数据进行敲击检测特征的提取，利用多个不同类型的传感器的采集数据进行敲击事件的检测，且在数据分析过程中结合目标敲击特征进行比较，提高了敲击事件检测的准确性。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述对各个所述敲击检测数据进行特征提取，得到敲击检测特征，包括：
获取投影矩阵，所述投影矩阵用于将所述敲击检测数据映射为所述敲击检测特征；
计算所述敲击检测数据与所述投影矩阵的乘积，确定所述敲击检测特征。
本发明实施例提供的敲击事件检测方法，利用投影矩阵将敲击检测数据映射为敲击检测特征，一方面直接利用投影矩阵进行敲击检测特征的计算，可以简化数据处理；另一方面由于是利用敲击检测数据进行整体的映射处理，而不是敲击检测数据中的单个特征进行的，提高了敲击检测特征的准确性和全面性。
结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述获取所述投影矩阵，包括：
获取预设传感器的预设敲击检测矩阵；
对所述预设敲击检测矩阵进行奇异值分解，得到对应于所述预设敲击检测矩阵的正交矩阵，所述正交矩阵中的每一列向量为所述预设敲击检测矩阵的左奇异向量；
基于所述预设传感器的类型，提取所述正交矩阵中的所述左奇异向量；
利用提取出的所述左奇异向量形成所述投影矩阵。
本发明实施例提供的敲击事件检测方法，对应于各个类型的传感器形成投影矩阵，即，所得到的投影矩阵与传感器的类型是对应的，可以保证所得到的投影矩阵能够避免不同传感器类型所带来的差异，提高了后续所提取出的敲击检测特征的准确性。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述检测结果包括所述敲击检测数据中的候选敲击事件以及所述候选敲击事件发生的时间，所述基于所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果，包括：
利用预设时间窗口对所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行滑动分析，提取当前时间窗口内发生所述候选敲击事件的检测结果；
对提取出的检测结果进行分析，确定所述敲击事件的检测结果。
本发明实施例提供的敲击事件检测方法，在得到各个敲击检测数据对应的检测结果之后，对其进行融合分析，可以利用所有检测结果最终确定出敲击事件的检测结果，保证了所确定出的检测结果的可靠性。
结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述检测结果还包括所述候选敲击事件的概率，所述对提取出的检测结果进行分析，确定所述敲击事件的检测结果，包括：
对提取出的检测结果中各个所述候选敲击事件的概率进行加权求和，得到所述敲击事件的概率；
判断所述敲击事件的概率是否大于预设阈值；
当所述敲击事件的概率大于所述预设阈值时，确定发生所述敲击事件。
结合第一方面，或第一方面第一实施方式至第四实施方式中任一项，在第一方面第五实施方式中，所述对各个所述敲击检测结果分别进行特征提取，得到至少两个敲击特征信号，包括：
获取辅助传感器的开关信号；
基于所述辅助传感器的开关信号，触发对各个所述敲击检测数据分别进行特征提取，以得到所述至少两个敲击特征信号。
本发明实施例提供的敲击事件检测方法，利用辅助传感器的开关信号作为特征提取的触发信号，使得该检测方法能够应用在用户与设备不直接接触的情况下，扩大了该检测方法的应用范围。
结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述基于所述辅助传感器的开关信号，触发对各个所述敲击检测数据分别进行特征提取，以得到至少两个敲击特征信号，包括：
判断所述辅助传感器的开关信号是否为打开信号；
当所述辅助传感器的开关信号为所述打开信号时，对各个所述敲击检测数据分别进行特征提取，以得到至少两个敲击特征信号；
当所述辅助传感器的开关信号为关闭信号时，忽略各个所述敲击检测数据。
根据第二方面，本发明实施例还提供了一种敲击事件检测装置，包括：
获取模块，用于获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据；
特征提取模块，用于对各个所述敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征；
比较模块，用于将各个所述敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个所述敲击检测数据对应的检测结果；
检测模块，用于基于所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。
本发明实施例提供的敲击事件检测装置，利用至少两种类型的传感器的敲击检测数据进行敲击检测特征的提取，利用多个不同类型的传感器的采集数据进行敲击事件的检测，且在数据分析过程中结合目标敲击特征进行比较，提高了敲击事件检测的准确性。
根据第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的敲击事件检测方法。
根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的敲击事件检测方法。
根据第五方面，本发明实施例提供了一种敲击事件检测系统，包括：
至少两种类型的传感器；
本发明第三方面所述的电子设备，与所述至少两种类型的传感器连接，用于确定敲击事件的检测结果。
本发明实施例提供的敲击事件检测系统，利用至少两种类型的传感器的敲击检测数据进行敲击检测特征的提取，利用多个不同类型的传感器的采集数据进行敲击事件的检测，且在数据分析过程中结合目标敲击特征进行比较，提高了敲击事件检测的准确性。
结合第五方面，在第五方面第一实施方式中，所述系统还包括：
辅助传感器，与所述电子设备连接，所述辅助传感器用于触发对各个所述敲击检测结果分别进行特征提取，以得到至少两个敲击特征信号。
本发明实施例提供的敲击事件检测系统，利用辅助传感器的开关信号作为特征提取的触发信号，使得该检测方法能够应用在用户与设备不直接接触的情况下，扩大了该检测方法的应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的敲击事件检测系统的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的敲击事件检测系统的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的敲击事件检测方法的流程图；
图4是根据本发明实施例的敲击事件检测方法的流程图；
图5是根据本发明实施例的敲击事件检测方法的流程图；
图6是根据本发明实施例的敲击事件检测系统的结构示意图；
图7是根据本发明实施例的敲击事件检测装置的结构框图；
图8是本发明实施例提供的电子设备的硬件结构示意图；
图9a-图9b是本发明实施例的信号处理模块的处理流程图；
图10是根据本发明实施例的信息融合模块的处理流程图；
图11是根据本发明实施例的敲击事件检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种敲击事件检测系统，可以应用于各类敲击事件的检测，例如，桌面键盘、或者其他敲击事件。具体对其应用领域并不做任何限制，可以根据实际情况进行相应的设置。
该检测系统包括至少两种类型的传感器以及电子设备，各个传感器均与电子设备连接。其中，传感器可以是加速度传感器、重力传感器、语音传感器等等，具体采用何种类型的传感器可以根据实际应用场景进行相应的设置，在此对其并不做任何限制，只需保证在该检测系统中包括至少两种类型的传感器即可。
具体地，如图1所述，所述的检测系统包括传感器组以及电子设备，传感器组包括N个传感器，分别为传感器1、传感器2、…、传感器N。其中，N个传感器具有至少2种类型，数量可以根据需求进行设置即可。
在传感器组中可以包括一个置信度较高的传感器，例如，麦克风，同时搭配若干个置信度较低的传感器，包括但不限于加速度传感器、重力传感器、振动传感器中的一种或多种。所述的传感器组用于检测用户敲击发生时，可以检测到的相关敲击信号，输出为电压信号。可选地，根据实际想要接收到的信号强度与效果，可自行调整各传感器与事件发生区域的距离。
该检测系统的工作原理是：各个传感器实时对敲击事件进行检测，并将检测数据发送给电子设备，电子设备对各个传感器的检测数据进行特征提取以及特征匹配，确定对应于各个传感器的敲击检测结果，最后再对各个传感器的敲击检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。由此可知，从软件实现角度，可以将电子设备所执行的程序模块划分为信号处理模块以及信息融合模块。具体地，信息处理模块可以包含由模拟器件或数字器件构成的任意一种处理器。对每个传感器传回的检测数据(一般为电压信号)，独立运行算法进行敲击事件检测，并输出检测结果到信息融合模块。信息融合模块用于综合信息处理模块的多个敲击事件检测结果，进行敲击事件分析，输出最终的敲击事件分析结果。
本实施例提供的敲击事件检测系统，利用至少两种类型的传感器的敲击检测数据进行敲击检测特征的提取，利用多个不同类型的传感器的采集数据进行敲击事件的检测，且在数据分析过程中结合目标敲击特征进行比较，提高了敲击事件检测的准确性。
作为本实施例的一个具体实施方式，图6示出了敲击事件检测系统的一个可选的示意图。具体地，选择一个指向型麦克风作为置信度较高的传感器，同时搭配一个普通的重力传感器作为置信度较低的传感器，以组成传感器组。进一步地，选择一个由数字器件构成的嵌入式开发板作为信号处理模块与信息融合模块的硬件载体，通过开发板上的传感器接口获取来自麦克风与重力传感器的电压信号。
在本实施例的一些可选实施方式中，如图2所述，该检测系统还包括辅助传感器，该辅助传感器与电子设备连接。辅助传感器用于作为是否进行需要对传感器组的检测数据进行分析。具体地，辅助传感器包括但不限于红外传感器、超声传感器的任意一种，用于接收用户敲击发生时的相关信号，输出开关信号以决定是否为传感器组当前捕捉到的敲击信号执行后续检测与分析逻辑。
本实施例提供的敲击事件检测系统，利用辅助传感器的开关信号作为特征提取的触发信号，使得该检测方法能够应用在用户与设备不直接接触的情况下，扩大了该检测方法的应用范围。
具体地，图9a示出了未设置辅助传感器的敲击事件检测流程，图9b示出了设置辅助传感器的敲击事件检测流程。所述的敲击事件检测是利用电子设备中的信号处理模块执行的。进一步地，图10示出了信息融合模块对各个传感器的检测结果进行融合分析的处理示意图。
根据本发明实施例，提供了一种敲击事件检测方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例中提供了一种敲击事件检测方法，可用于上述敲击事件检测系统的电子设备中，如电脑、手机、平板电脑等，图3是根据本发明实施例的敲击事件检测方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
S11，获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据。
各个类型的传感器实时进行检测，得到相应的敲击检测数据，并将敲击检测数据发送给电子设备。相应地，电子设备就可以获取到至少两种类型的传感器的敲击检测数据。
如上文所述，所述的敲击检测数据一般为电压信号，后续电子设备对接收到的电压信号进行特征提取与分析，就可以确定各个传感器的检测结果。
S12，对各个敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征。
电子设备依次对各个敲击检测数据进行特征提取，得到对应于各个传感器的敲击检测特征。例如，电子设备可以采用深度神经网络、多通道滤波器组、小波变换等特征提取算法对各个敲击检测数据进行特征提取。当然也可以采用其他方式进行特征提取，在此对其特征提取方法并不做任何限制，具体可以根据实际情况进行相应的设置。
关于该步骤具体将在下文中进行详细描述。
S13，将各个敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个敲击检测数据对应的检测结果。
目标敲击特征可以是事先存储在电子设备中的，也可以是电子设备从外界获取到的，在此对电子设备获取目标敲击特征的方式并不做任何限制。其中，所述的目标敲击特征用于表示敲击事件发生时，对各个传感器的敲击检测数据进行特征提取后得到的敲击特征。
需要说明的是，目标敲击特征与传感器的类型对应。即，当传感器的类型相同时，其对应的目标敲击特征相同；当传感器的类型不同时，其对应的目标敲击特征不同。
电子设备在上述S12中得到与各个传感器对应的敲击检测特征之后，依据传感器的类型，选择相应的目标敲击特征与敲击检测特征进行比较。例如，可以计算两个特征之间的相似度，或计算两个特征之间的相关系数，等等。电子设备通过将敲击检测特征与相应的目标敲击特征进行比较，即可确定敲击检测特征与目标敲击特征之间的相似程度，利用该相似程度就可以反映出发生敲击事件的概率，或置信度等等。因此，电子设备就可以确定各个敲击检测数据对应的检测结果，在检测结果中可以表示出在各个时间点是否检测到敲击事件、检测到敲击事件的概率、或者检测到敲击事件的时间等等。
S14，基于所有敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。
电子设备在确定出各个传感器的敲击检测数据对应的检测结果之后，可以计算所有敲击检测结果中概率的加权和，也可以计算所有敲击检测结果中置信度的均值等等。具体采用何种方式对所有的检测结果进行融合分析，在此对其并不做任何限制，可以根据实际需求进行相应的设置即可，只需保证电子设备是利用所有敲击检测结果进行融合分析后确定敲击事件的检测结果的。
关于该步骤具体将在下文中进行详细描述。
本实施例提供的敲击事件检测方法，利用至少两种类型的传感器的敲击检测数据进行敲击检测特征的提取，利用多个不同类型的传感器的采集数据进行敲击事件的检测，且在数据分析过程中结合目标敲击特征进行比较，提高了敲击事件检测的准确性。
在本实施例中提供了一种敲击事件检测方法，可用于电子设备，如电脑、手机、平板电脑等，图4是根据本发明实施例的敲击事件检测方法的流程图，如图4所示，该流程包括如下步骤：
S21，获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据。
详细请参见图3所述实施例的S11，在此不再赘述。
S22，对各个敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征。
具体地，上述S22可以包括：
S221，获取投影矩阵。
其中，所述投影矩阵用于将敲击检测数据映射为敲击检测特征。
投影矩阵可以是电子设备事先确定好存储在内存中的，也可以是电子设备在需要进行敲击事件检测时从外界获取到的等等，在对电子设备获取投影矩阵的具体方式并不做任何限制。
投影矩阵是用于将敲击检测数据映射为敲击检测特征，其可以是通过采集发生敲击事件时的多个敲击检测数据，对敲击检测数据进行数据分析，确定出投影矩阵。例如，所述的数据分析可以是采用奇异值分解的方式，也可以采用其他分解方式。
作为本实施例的一种可选实施方式，上述S221可以包括如下步骤：
(1)获取预设传感器的预设敲击检测矩阵。
对于预设传感器而言，其可以采集多个人的多次敲击信号。其中，以其中敲击时间发生时刻为中心，取出长度为n的信号，即为x1,x2,…,xm。再利用所得到的x1,x2,…,xm，构造预设敲击检测矩阵，即X＝[x1,x2,…,xm]。
例如，预设传感器在1S内采集到500个数据点，在0.2S时发生敲击事件，那么电子设备以0.2S为数据中心点，可以取前后各50个数据点，记为x1,x2,…,xm。其中，x1-xm均为向量，各个向量的维度与人数相关。例如，有5个人参与敲击信号的采集，共提取50个数据点，那么m为50，xi向量的维度为5。
(2)对预设敲击检测矩阵进行奇异值分解，得到对应于预设敲击检测矩阵的正交矩阵。
其中，所述正交矩阵中的每一列向量为预设敲击检测矩阵的左奇异向量。
电子设备对预设敲击检测矩阵进行SVD分解，得到X＝USVT，其中U和V是正交阵。此处，将U确定为对应于预设敲击检测矩阵的正交矩阵。
(3)基于预设传感器的类型，提取正交矩阵中的左奇异向量。
电子设备依据预设传感器的类型，确定提取正交矩阵中的左奇异向量，即提取出正交矩阵U的前k列。其中，k的取值取决于预设传感器的类型。
例如，对于声音信号，k可以取500到1000；对于重力传感器信号，k可以取10到20。
(4)利用提取出的左奇异向量形成投影矩阵。
电子设备再将提取出的左奇异向量，转置作为一个k*n的投影矩阵，记为P。
对应于各个类型的传感器形成投影矩阵，即，所得到的投影矩阵与传感器的类型是对应的，可以保证所得到的投影矩阵能够避免不同传感器类型所带来的差异，提高了后续所提取出的敲击检测特征的准确性。
S222，计算敲击检测数据与投影矩阵的乘积，确定敲击检测特征。
具体地，对于给定一段长度为n的传感器信号S，特征提取的过程为f＝P*S，则f为一个k维的敲击检测特征。
S23，将各个敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个敲击检测数据对应的检测结果。
具体地，电子设备在上述S221中获取到投影矩阵之后，可以利用获取到的投影矩阵计算目标敲击特征，即令F＝P*X。其中，X为预设敲击检测矩阵，P为投影矩阵，F为目标敲击特征。
电子设备可以计算f与F中的每一列元素之间的相关系数，如果这一相关系数的最大值大于某阈值，则认为传感器信号S里面包含了敲击事件，且该事件的发生时间为信号S的采集时间，以得到敲击检测数据对应的检测结果。
进一步地，对应于各个传感器的敲击检测数据，电子设备利用上述S22-S23对敲击检测数据进行特征提取与特征匹配，就可以得到各个敲击检测数据对应的检测结果。其中，所述检测结果包括所述敲击检测数据中的候选敲击事件以及所述候选敲击事件发生的时间。
对于一段长度为a(a>n)的信号S1，可以以滑窗的方式取出多段长度为n的信号，并且重复步骤S222-S23，可获得多个事件检测结果，对于有事件发生的信号，滑窗所在的位置就是事件发生的时间。
设置一个长度为a的全零向量R，对于包含敲击事件检测结果，将R的相应位置设置为1，由此可得到一个与输入信号等长的检测结果R。其中，R里的非零元素表示此时有事件发生，非零元素所在的采样点，即事件发生的时间。此时，由于是对各个传感器进行独立分析的，可以将检测出的敲击事件称之为候选敲击事件，表示此时可能发生敲击事件，后续还需要结合其他传感器的检测结果进行综合分析。
S24，基于所有敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。
其中，所述检测结果还包括所述候选敲击事件的概率。具体地，上述S24可以包括如下步骤：
S241，利用预设时间窗口对所有敲击检测数据对应的检测结果进行滑动分析，提取当前时间窗口内发生候选敲击事件的检测结果。
具体地，电子设备可以设定一个时间窗口尺寸L4，假设在这一时间窗口内，有来自m个传感器的敲击事件检测结果，并且其概率分别为p1,p2,…,pm。
S242，对提取出的检测结果进行分析，确定敲击事件的检测结果。
电子设备可以对提取出的概率计算平均值，利用平均值与阈值的大小关系。当平均值大于阈值时，表示当前发生敲击事件；否则，表示当前未发生敲击事件。
在本实施例的一些可选实施方式中，上述S242可以包括：
(1)对提取出的检测结果中各个候选敲击事件的概率进行加权求和，得到所述敲击事件的概率。
具体地，电子设备可以为这m个检测结果设置权值w1,w2,…,wm，计算加权概率
即所述的敲击事件的概率。
(2)判断敲击事件的概率是否大于预设阈值；
当所述敲击事件的概率大于预设阈值时，则认为该时间窗口内有事件发生，执行步骤(3)；否则，执行步骤(4)。
(3)确定发生敲击事件。
(4)确定未发生敲击事件。
电子设备可以滑动时间窗口，对检测结果进行分析，重复上述步骤(1)-(2)，当窗口滑动到检测结果末尾时，即可获得信息融合之后的检测结果。
本实施例提供的敲击事件检测方法，利用投影矩阵将敲击检测数据映射为敲击检测特征，一方面直接利用投影矩阵进行敲击检测特征的计算，可以简化数据处理；另一方面由于是利用敲击检测数据进行整体的映射处理，而不是敲击检测数据中的单个特征进行的，提高了敲击检测特征的准确性和全面性。在得到各个敲击检测数据对应的检测结果之后，对其进行融合分析，可以利用所有检测结果最终确定出敲击事件的检测结果，保证了所确定出的检测结果的可靠性。
在本实施例中提供了一种敲击事件检测方法，可用于上述的电子设备，如电脑、手机、平板电脑等，图5是根据本发明实施例的敲击事件检测方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：
S31，获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据。
详细请参见图4所示实施例的S21，在此不再赘述。
S32，对各个敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征。
具体地，上述S32可以包括如下步骤：
S321，获取辅助传感器的开关信号。
辅助传感器的开关信号用于决定是否进行后续的特征提取与匹配，电子设备与辅助传感器连接。例如，当辅助传感器输出高电平时，表示需要进行后续的特征提取与匹配；当辅助传感器输出低电平时，表示不需要进行后续的特征提取与匹配。
通过辅助传感器的设置，可以使得该敲击事件检测方法可以应用在桌面环境下，即用户不直接与电子设备接触的情况下，电子设备即可检测到敲击事件。
S322，基于辅助传感器的开关信号，触发对各个敲击检测数据分别进行特征提取，以得到至少两个敲击特征信号。
当需要进行敲击检测时，辅助传感器输出打开信号，此时电子设备就需要对接收到的敲击检测数据进行分析；当不需要进行敲击检测时，辅助传感器输出关闭信号，此时电子设备即使接收到敲击检测数据也不需要对其进行分析。
在本实施例的一些可选实施方式中，上述S322可以包括如下步骤：
(1)判断辅助传感器的开关信号是否为打开信号。
当所述辅助传感器的开关信号为打开信号时，执行步骤(2)；否则，执行步骤(3)。
(2)对各个敲击检测数据分别进行特征提取，以得到至少两个敲击特征信号。
关于该步骤详细请参见图4所示实施例的S22，在此不再赘述。
(3)忽略各个敲击检测数据，表示此时所有其他传感器的相关检测与分析逻辑全部不执行。
S33，将各个敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个所述敲击检测数据对应的检测结果。
详细请参见图4所示实施例的S23，在此不再赘述。
S34，基于所有敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。
详细请参见图4所示实施例的S24，在此不再赘述。
本实施例提供的敲击事件检测方法，利用辅助传感器的开关信号作为特征提取的触发信号，使得该检测方法能够应用在用户与设备不直接接触的情况下，扩大了该检测方法的应用范围。
作为本实施例的一个具体实施方式，如图11所示，所述的检测方法包括：
(1)多个传感器接收敲击信号，在用户敲击行为发生时，即时将采集到的相关信号传回以用于敲击事件检测。
(2)对各传感器传回信号独立进行敲击事件检测。
2.1)特征提取：对信号进行特征提取，得到可用于定位事件发生时间的特征信号，其中特征信号的大小反映了事件发生概率的大小；
2.3)特征匹配：将提取到的特征与目标敲击特征相匹配，如果匹配度高于给定阈值，则认为该时间窗口内发生了一次事件，记录事件发生的时间与特征匹配度作为匹配结果；
2.4)信号后处理：基于特征匹配结果构造一个与输入信号等长的检测结果，其中包含敲击事件发生的时间信息。
(3)综合各传感器的敲击事件检测结果，进行敲击事件分析，
3.1)设定一个时间窗口尺寸，分析在该时间窗口有多少传感器检测到发生了敲击事件；
3.2)对于有敲击事件的检测结果，取出该时间窗口内的所有结果信号进行协同分析，记录置信度足够高的敲击结果。
(4)可选地，加入一路辅助传感器的信号输入，作为整个敲击事件检测与分析的开关，辅助传感器提供开关信号。具体地：
4.1)当收到关闭信号，与此同时所有其它传感器的相关检测与分析逻辑全部不执行。
4.2)当收到打开信号，与此同时捕捉到的所有敲击信号都将进入后续的检测与分析逻辑。
在本实施例中还提供了一种敲击事件检测装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
本实施例提供一种敲击事件检测装置，如图7所示，包括：
获取模块41，用于获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据；
特征提取模块42，用于对各个所述敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征；
比较模块43，用于将各个所述敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个所述敲击检测数据对应的检测结果；
检测模块44，用于基于所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。
本实施例提供的敲击事件检测装置，利用至少两种类型的传感器的敲击检测数据进行敲击检测特征的提取，利用多个不同类型的传感器的采集数据进行敲击事件的检测，且在数据分析过程中结合目标敲击特征进行比较，提高了敲击事件检测的准确性。
本实施例中的敲击事件检测装置是以功能单元的形式来呈现，这里的单元是指ASIC电路，执行一个或多个软件或固定程序的处理器和存储器，和/或其他可以提供上述功能的器件。
上述各个模块的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种电子设备，具有上述图7所示的敲击事件检测装置。
请参阅图8，图8是本发明可选实施例提供的一种电子设备的结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：至少一个处理器51，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口53，存储器54，至少一个通信总线52。其中，通信总线52用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口53可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口53还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器54可以是高速RAM存储器(Random Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器54可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器51的存储装置。其中处理器51可以结合图7所描述的装置，存储器54中存储应用程序，且处理器51调用存储器54中存储的程序代码，以用于执行上述任一方法步骤。
其中，通信总线52可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线52可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器54可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固态硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器54还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器51可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器51还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器54还用于存储程序指令。处理器51可以调用程序指令，实现如本申请图3至5实施例中所示的敲击事件检测方法。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的敲击事件检测方法。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard DiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (12)
1.一种敲击事件检测方法，其特征在于，包括：
获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据；
对各个所述敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征；
将各个所述敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个所述敲击检测数据对应的检测结果；
基于所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对各个所述敲击检测数据进行特征提取，得到敲击检测特征，包括：
获取投影矩阵，所述投影矩阵用于将所述敲击检测数据映射为所述敲击检测特征；
计算所述敲击检测数据与所述投影矩阵的乘积，确定所述敲击检测特征。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述投影矩阵，包括：
获取预设传感器的预设敲击检测矩阵；
对所述预设敲击检测矩阵进行奇异值分解，得到对应于所述预设敲击检测矩阵的正交矩阵，所述正交矩阵中的每一列向量为所述预设敲击检测矩阵的左奇异向量；
基于所述预设传感器的类型，提取所述正交矩阵中的所述左奇异向量；
利用提取出的所述左奇异向量形成所述投影矩阵。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测结果包括所述敲击检测数据中的候选敲击事件以及所述候选敲击事件发生的时间，所述基于所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果，包括：
利用预设时间窗口对所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行滑动分析，提取当前时间窗口内发生所述候选敲击事件的检测结果；
对提取出的检测结果进行分析，确定所述敲击事件的检测结果。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述检测结果还包括所述候选敲击事件的概率，所述对提取出的检测结果进行分析，确定所述敲击事件的检测结果，包括：
对提取出的检测结果中各个所述候选敲击事件的概率进行加权求和，得到所述敲击事件的概率；
判断所述敲击事件的概率是否大于预设阈值；
当所述敲击事件的概率大于所述预设阈值时，确定发生所述敲击事件。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的检测方法，其特征在于，所述对各个所述敲击检测结果分别进行特征提取，得到至少两个敲击特征信号，包括：
获取辅助传感器的开关信号；
基于所述辅助传感器的开关信号，触发对各个所述敲击检测数据分别进行特征提取，以得到所述至少两个敲击特征信号。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述基于所述辅助传感器的开关信号，触发对各个所述敲击检测数据分别进行特征提取，以得到至少两个敲击特征信号，包括：
判断所述辅助传感器的开关信号是否为打开信号；
当所述辅助传感器的开关信号为所述打开信号时，对各个所述敲击检测数据分别进行特征提取，以得到至少两个敲击特征信号；
当所述辅助传感器的开关信号为关闭信号时，忽略各个所述敲击检测数据。
8.一种敲击事件检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取至少两种类型的传感器的敲击检测数据；
特征提取模块，用于对各个所述敲击检测数据进行特征提取，得到至少两个敲击检测特征；
比较模块，用于将各个所述敲击检测特征与目标敲击特征进行比较，确定各个所述敲击检测数据对应的检测结果；
检测模块，用于基于所有所述敲击检测数据对应的检测结果进行融合分析，确定敲击事件的检测结果。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-7中任一项所述的敲击事件检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的敲击事件检测方法。
11.一种敲击事件检测系统，其特征在于，包括：
至少两种类型的传感器；
权利要求9所述的电子设备，与所述至少两种类型的传感器连接，用于确定敲击事件的检测结果。
12.根据权利要求11所述的检测系统，其特征在于，所述系统还包括：
辅助传感器，与所述电子设备连接，所述辅助传感器用于触发对各个所述敲击检测结果分别进行特征提取，以得到至少两个敲击特征信号。
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