CN117615281A - 基于物联网的智能音响快速切换方法及系统 - Google Patents

基于物联网的智能音响快速切换方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的智能音响快速切换方法及系统,涉及音响控制技术领域,对音响设备间的连接接口进行检测,对目标文件进行格式转换,比较转换后的音频文件与目标文件的音量平衡值和音频采样率的平衡值,判断音频文件格式是否转换成功,将音响与音响的使用区域进行对应,检测各个使用区域的吸声系数分布,调整使用区域对应音响的使用参数,每个音响的使用区域对应设置一个距离检测终端,对运动中的物体进行距离采样,比较采样值的变化,判断运动的物体的运动方向,获取音响设备管理终端的位置信息,判断音响设备管理终端没有移动后,开始音响自动切换检测,检测运动中人员的人员信息,对音响的播放模式进行切换。

Description

基于物联网的智能音响快速切换方法及系统
技术领域
本发明涉及音响控制技术领域,具体为一种基于物联网的智能音响快速切换方法及系统。
背景技术
智能音响是信息时代下对传统音响的技术革新,用户可通过物联网对音响进行远距离无线操作,用户可以对智能音响实现超越视觉范围的操控。
随着物联网技术的迅猛发展,智能音响已经成为人们日常生活中的一部分,在一个智能音响使用场景中,从单一的智能音响发展为由多个智能音响组成的智能音响系统。然而,在目前的智能音响系统中,只能通过手动操作或一个一个地切换不同区域音响的播放内容,智能音响系统与用户的主动交互性不强,这给用户使用带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的智能音响快速切换方法及系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种基于物联网的智能音响快速切换方法,方法包括:
步骤S100:在音响设备使用场景中,对音响设备间的连接接口进行检测,计算所述连接接口中低电平状态权重值、高电平状态权重值和数据连接状态权重值,当低电平状态权重值、高电平状态权重值和数据连接状态权重值的总值小于端口连接评价阈值时,向音响设备管理终端发送第一告警信息,当所述总值大于等于端口连接评价阈值时,进入步骤S200;
步骤S200:将用户使用音响设备播放的音频文件设置为目标文件,对目标文件进行格式转换,比较转换后的音频文件与目标文件的音量平衡值和音频采样率的平衡值,判断音频文件格式是否转换成功,当音频文件格式转换失败时发送第二告警信息;
步骤S300:将音响与音响的使用区域进行对应,检测各个使用区域的吸声系数分布,根据所述吸声系数分布分别对使用区域中的混响时间进行预测,调整使用区域对应音响的使用参数;
步骤S400:每个音响的使用区域对应设置一个距离检测终端,在一组包含有若干个距离检测终端的终端序列中,对运动中的物体进行距离采样,比较采样值的变化,判断运动的物体的运动方向;
步骤S500:获取音响设备管理终端的位置信息,判断音响设备管理终端没有移动后,开始音响自动切换检测,检测运动中人员的人员信息,并进行人员信息比对,当检测到已知的人员信息时,对已知的人员进行运动方向进行判断,根据已知人员的运动检测结果和当前音响使用区域中的人员信息,对音响的播放模式进行切换。
进一步的,步骤S100包括:
步骤S102:获取音响设备连接接口正常状态下的低电平,设置为第一低电平VL1,对所述连接接口进行电平检测,将音响设备连接接口在开始检测后的低电平信号数据记为第二低电平VL2,在对所述连接接口开始检测后的t1时间段内,将所有检测到的第二低电平信息汇入第二低电平组VL2,将第二低电平组VL2中的最低电平设置为第三低电平VL3
步骤S103:对VL1和VL3进行比较,当VL1≥VL3时,记为第一接口状态,设置第一接口状态权重值α1,当VL1<VL3时,记为第二接口状态,设置第二接口状态权重值α2,其中α2<α1,当判定为第二接口状态时,向音响设备管理终端发送低电平异常告警信息;
步骤S104:获取音响设备连接接口正常状态下的高电平,设置为第一高电平VH1,对所述连接接口进行电平检测,将音响设备连接接口在开始检测后的高电平信号数据记为第二高电平VH2,在对所述连接接口开始检测后的t2时间段内,将所有检测到的第二高电平信息汇入第二高电平组VH2,将第二低电平组VH2中的最高电平设置为第三高电平VH3
步骤S105:对VH1和VH3进行比较,当VH1≤VH3时,记为第三接口状态,设置第三接口状态权重值β1,当VH1>VH3时,记为第四接口状态,设置第四接口状态权重值β2,其中β1>β2,当判定为第四接口状态时,向音响设备管理终端发送高电平异常告警信息;
步骤S106:对音响设备连接接口数据传输的波特率进行检测,将音响设备连接接口检测开始后的波特率记为第一波特率Bau1,获取音响设备连接接口正常状态下的数据传输的波特率,设置为第二波特率Bau2
步骤S107:设置第一比例阈值p1和第二比例阈值p2,满足0<p2<p1≤1,当Bau1≥p1·Bau2时,记为第五接口状态,设置第五接口状态权重值γ1,当p1·Bau2>Bau1≥p2·Bau2时,记为第六接口状态,设置第六接口状态权重值γ2,当Bau1<p2·Bau2时,记为第七接口状态,设置第七接口权重值γ3,其中,γ1>γ2>γ3
步骤S108:设置端口连接评价阈值K1,当α+β+γ<K1时,向音响设备管理终端发送第一告警信息,其中α的取值为α1或α2中任意一项,β的取值为β1或β2中任意一项,γ的取值为γ1、γ2或γ3中任意一项。
进一步的,步骤S200包括:
步骤S201:获取目标文件的音频格式,当目标文件的音频格式是所述音响设备支持的播放格式时,对目标文件进行音频格式转换;
为了音响设备正常使用需要将目标文件的格式转化为所述音响设备支持的文件格式;
步骤S202:设置音量平衡值读取单位时间t3,对目标文件中n个音量平衡值,其中,n = Taudio/t3,Taudio表示目标文件的音频时间长度;
步骤S203:将若干个连续的音量平衡值设置为一个音量平衡值组,计算每一个音量平衡值组的平均音量平衡值,从目标文件中获取连续的c个音量平衡值组的平均音量平衡值时,获取目标文件中的第c个音量平衡值组的所在音频文件中的时间位置,根据所述时间位置生成第一时间戳,第一时间戳表示所述时间位置与目标文件起始时间的相对时间,通过第一时间戳将目标文件中的第c个音量平衡值组与格式转换后文件的第c个音量平衡值组进行对齐,将格式转换后文件的第c+1个音量平衡值组的平均音量平衡值与目标文件中的c个音量平衡值组中的第1个音量平衡值组的平均音量平衡值进行比对;
步骤S204:将目标文件中的第c个音量平衡值组的平均音量平衡值记为vol0 c,将格式转换后文件的第c+1个音量平衡值组的平均音量平衡值记为vol1 c+1,当(1-d1)·vol0 c<vol1 c+1<(1+d1)·vol0 c时,记为第一音频状态,设置第一音频权重值ρ1,当(1-d2)·vol0 c<vol1 c+1≤(1-d1)·vol0 c或(1+d1)·vol0 c≤vol1 c+1<(1+d3)·vol0 c时,记为第二音频状态,设置第二音频权重值ρ2,当vol1 c+1≤(1-d2)·vol0 c或vol1 c+1≥(1+d3)·vol0 c时,记为第三音频状态,设置第三音频权重值ρ3,其中,d1为第一音量平衡阈值,d2为第二音量平衡阈值,d3为第三音量平衡阈值,满足条件0<d1<d2<d3<1,当判定为第三音频状态时,发出音量平衡值异常告警;
步骤S205:获取目标文件中一个音频片段frag0,将frag0的结束时刻记为第二时间戳,第二时间戳表示frag0的结束时刻与目标文件起始时间的相对时间位置,在格式转换后文件获取第二时间戳的对应时刻,在所述对应时刻的后t4时间段后,获取格式转换后文件的一个音频片段frag1,计算音频片段frag0和音频片段frag1的音频采样率比值u,设置第一采样率比较阈值f1和第二f2,满足条件0<f2<f1<1,当u>f1时,记为第四音频状态,设置第四音频权重值δ1,当f2<u<f1时,记为第五音频状态,设置第五音频权重值δ2,当u<f2时,记为第六音频状态,设置第六音频权重值δ3,其中,u= mins/maxs,mins表示音频片段frag0的音频采样率和音频片段frag1的音频采样率中的最小值,maxs表示音频片段frag0的音频采样率和音频片段frag1的音频采样率中的最大值,当判定为第六音频状态时,发出音频采样率异常告警;
通过在目标文件中选取一个片段,定位目标文件中的片段的时间位置,与格式转换后文件的时间位置进行对应,因为经过格式转换,目标文件和对应格式转换后的文件播放时长并不会发生改变,所以两种文件的同一个时间位置音频描述的内容是一致的;
采用间隔对比的方法,相同时间位置描述的内容一直所以文件的音量平衡值和采样率的本身差异较小,及时文件在格式装换的过程中出现的差错不易被找到,所以在相同时间位置后取一个片段进行差异比较,即放大可能出现的差异,又防止音频内容本身的差异对比较造成干扰;
步骤S206:设置音频转化评价阈值K2,当ρ+≤K2时,向音响设备管理终端发送第二告警信息,其中ρ的取值为ρ1或ρ2中任意一项,/>的取值为/> 1、/> 2或/> 3中任意一项。
可能产生的告警信息有:低电平异常告警信息、高电平异常告警信息、第一告警信息提醒、音量平衡值告警、音频采样率告警和第二告警信息提醒,其中,低电平异常告警信息、高电平异常告警信息、音量平衡值告警和音频采样率告警表示严重的告警信息,在产生这四种告警信息时说明音响的使用过程中出现严重的问题,音响的部分或全部功能将无法使用,第一告警信息提醒和第二告警信息提醒,是信息提醒,在出现这两种告警时音响可以使用但是使用的过程中可能出现问题,例如音频杂音、声音卡顿和声音不清晰的情况。
进一步的,步骤S300包括:
步骤S301:向所述音响的使用区域发射探测超声波,检测每次探测超声波反射波的能量,计算吸声系数,其中一次检测过程中吸声系数的计算方式为:r=(E-Er)/E,其中E是某次检测过程中发送超声波的能量,Er是所述某次检测过程中超声波反射波的能量;
步骤S302:重复步骤S301,对所述音响的使用区域进行扫描,获得所述音响的使用区域完整的吸声系数分布数据;
步骤S303:根据吸声系数分布数据计算所述音响的使用区域的声学参数,根据声学参数匹配所述音响的调节参数。
声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射,每反射一次都要被障碍物吸收一些。这样,当声源停止发声后,声波在室内要经过多次反射和吸收,最后才消失,我们就感觉到声源停止发声后还有若干个声波混合持续一段时间,由于不同场景中障碍物材质和材质的位置不同,室内的混响系数不同。通过超声波对场景的检测,检测场景中的障碍物的材料和距离,表现的形式就是发出超声波和对应超声波反射波的能量差值,获得场景中音响使用的调节参数。
进一步的,步骤S400包括:
步骤S401:对同一运动物体进行运动检测,所述运动检测中至少包括两个距离检测终端,获取所述的同一运动物体与各个检测终端之间的距离,根据所述距离由近至远排列检测终端的顺序得到终端序列{ter1,ter2,ter3,……,terh},其中ter1,ter2,ter3,……,terh分别表示终端序列中的第1个、第2个、第3个、……、第h个距离检测终端;
步骤S402:从终端序列中获取第1个和第2个距离检测终端,将第1个距离检测终端ter1设置为第一检测终端,将第2个距离检测终端ter2设置为第二检测终端,当检测到有物体运动时,进行若干次距离检测,检测运动的物体各个检测时刻分别与第一检测终端的距离L1和第二检测终端间的距离L2
步骤S403:当运动若干个检测时刻, L1小于第一区域判定阈值时,判断运动的物体向ter1的方向运动,当运动若干个检测时刻,L1大于第一区域判定阈值,计算相对差值L*,当L*小于第二区域判定阈值时,其中,L*= L2- L1,判定运动的物体不向ter1的方向运动,同时将ter2设置为下一个第一检测终端,获取ter3,并设置为下一个第二检测终端重复检测过程,直至判断出运动的物体的运动方向。
进一步的,步骤S500包括:
步骤S501:对音响设备管理终端进行移动检测,当在一个移动时间段内音响设备管理终端的移动距离小于移动检测阈值时,判定为音响设备管理终端没有移动,在音响设备管理终端没有移动的状态下,对于所有音响的目标检测区域进行人员信息检测与匹配;
步骤S502:音响设备管理终端没有移动的状态下,正在使用当中的音响所在区域为第一目标区域,与第一目标区域音响相连接的音响所在区域为第二目标区域,第一目标区域和第二目标区域都设置有对弈的距离检测终端,当检测到的人员信息与已知人员的人员信息匹配成功后,将匹配成功的人员信息的方位发送给所述距离检测终端,执行步骤S400,判断所述匹配成功的人员是否向第二目标区域方向运动,当判断所述匹配成功的人员不向第二目标区域运动时,不对音响进行操作;
步骤S503: 当判断所述匹配成功的人员进入第二目标区域时,若第一目标区域中存在至少一个人员信息与已知人员的人员信息相匹配的人员时,第二目标区域中的音响与第一目标区域中的音响进行音频内容同步播放,若第一目标区域中不存在至少一个人员信息与已知人员的人员信息相匹配的人员时,将第一目标区域中的音响正在播放的内容切换到第二目标区域中的音响进行播放,第二目标区域中的音响播放时通过对应的音响调节参数进行参数调节。
为了更好实现上述方法,还提出一种智能音响快速切换系统;
系统包括:
音响连接检测模块、告警模块和音响控制模块,其中,音响连接检测模块用于对智能音响间电信号连接和音频文件转换进行检测,告警模块用于判断是否存在并发出对应告警信息,音响控制模块用于与智能音响的控制与切换。
进一步的,音响连接检测模块包括:低电平检测单元、高电平检测单元、波特率检测单元 、连接评价单元 、音量平衡值检测单元 、音频采样率检测单元和音频转化评价单元,其中,低电平检测单元用于检测连接接口的低电平,高电平检测单元用于检测连接接口的高电平,波特率检测单元用于连接接口的波特率检测,连接评价单元用于提取权重值计算端口连接评价值,音量平衡值检测单元用于检测格式转化后音频文件的音量平衡值,音频采样率检测单元用于检查格式转化后音频文件的音频采样率,音频转化评价单元用于提取权重值计算音频转化评价值。
进一步的,告警模块包括:低电平异常告警单元 、高电平异常告警单元 、第一告警信息提醒单元、音量平衡值告警单元、音频采样率告警单元和第二告警信息提醒单元,其中,低电平异常告警单元用于产生低电平异常告警信息,高电平异常告警单元用于产生高电平异常告警信息,第一告警信息提醒单元用于产生第一告警信息提醒,音量平衡值告警单元用于产生音量平衡值告警,音频采样率告警单元用于产生音频采样率告警第二告警信息提醒单元用于产生第二告警信息提醒。
进一步的,音响控制模块包括:终端移动检测单元 、人员信息识别单元 、运动方向检测单元 、切换模式判断单元和音响参数调节单元,其中,终端移动检测单元用于判断为音响设备管理终端是否移动,人员信息识别单元识别人员信息,运动方向检测单元用于判断人员的运动方向,切换模式判断单元用于匹配音响的工作模式,音响参数调节单元用于获取音响调节参数,对音响进行调节。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明提供一种基于物联网智能音响快速切换播放的方法及系统。该方法及系统能够实现用户通过一个指令或移动,快速将多个智能音响切换到同一音频源,并同步播放音频内容。本发明提供了一种快速切换多个智能音响播放内容的方法及系统,具有以下优点:用户只需提前注册人脸信息,即可实现多个智能音响的切换,大大提高了操作的便捷性和效率。多个智能音响能够同步播放相同的音频内容,营造更好的音乐享受体验。通过物联网技术的应用,实现了智能音响之间的协同工作,提高了系统的整体性能。可以方便快捷地实现多个智能音响之间的切换和同步播放,为用户带来更好的音乐享受体验。该方法及系统具有广泛的应用前景,可在家庭、办公室、娱乐场所等各种场景中得到应用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明专利基于物联网的智能音响快速切换系统的结构示意图;
图2是本发明专利基于物联网的智能音响快速切换方法的流程示意图;
图3是本发明专利基于物联网的智能音响快速切换系统的一种距离检测终端的部署方式示意图;
图4是本发明专利基于物联网的智能音响快速切换系统的一种实施例示意图示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅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,本领域普通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。
请参阅图1、图2、图3和图4,本发明提供技术方案:
步骤S100:在音响设备使用场景中,对音响设备间的连接接口进行检测,计算所述连接接口的低电平状态权重值、高电平状态权重值和数据连接状态权重值,当低电平状态权重值、高电平状态权重值和数据连接状态权重值的总值小于端口连接评价阈值时,向音响设备管理终端发送第一告警信息,当所述总值大于等于端口连接评价阈值时,进入步骤S200;
其中,步骤S100包括:
步骤S101:获取音响设备连接端口的接口信息,所述接口信息包括接口中连接信号的电平和波特率;
系统进行检测所述智能音响与其他智能音响连接,检测方法为接口检测,接口为COM接口,COM 接口检测包括有低电平、高电平和波特率,接口数据包括这二个电平对应的范围阈值和波特率,其中,COM接口用的RS232电平,它是负逻辑电平,它定义+5~+12V为低电平,而-12~-5V为高电平;
步骤S102:获取音响设备连接接口正常状态下的低电平,设置为第一低电平VL1,对所述连接接口进行电平检测,将音响设备连接接口在开始检测后的低电平信号数据记为第二低电平VL2,在对所述连接接口开始检测后的t1时间段内,将所有检测到的第二低电平信息汇入第二低电平组VL2,将第二低电平组VL2中的最低电平设置为第三低电平VL3
步骤S103:对VL1和VL3进行比较,当VL1≥VL3时,记为第一接口状态,设置第一接口状态权重值α1,当VL1<VL3时,记为第二接口状态,设置第二接口状态权重值α2,其中α2<α1,当判定为第二接口状态时,向音响设备管理终端发送低电平异常告警信息;
具体的,低电平值中包括有向云端获取COM接口低电平在正常状态下,定义范围的第一低电平,以及当前时刻的第二低电平,获取30s第二低电平,得到第三低电平。将第一低电平的数值与第三低电平的数值进行匹配,若第一低电平的数值中存在第三低电平的数值,确定为第一COM状态,对应设置有第一COM权重值,第一COM权重值可设置为1。若第一低电平的数值中不存在第三低电平的数值,确定为第二COM状态,对应设置有第二COM权重值,第二COM权重值可设置为0;权重值为0则确定COM低电平存在异常。在确定出COM低电平存在异常后,智能音响进行将低电平异常消息发送至用户移动端,将得到的第一COM状态权重值,或第二COM状态权重值作为第一参数;
步骤S104:获取音响设备连接接口正常状态下的高电平,设置为第一高电平VH1,对所述连接接口进行电平检测,将音响设备连接接口在开始检测后的高电平信号数据记为第二高电平VH2,在对所述连接接口开始检测后的t2时间段内,将所有检测到的第二高电平信息汇入第二高电平组VH2,将第二低电平组VH2中的最高电平设置为第三高电平VH3
步骤S105:对VH1和VH3进行比较,当VH1≤VH3时,记为第三接口状态,设置第三接口状态权重值β1,当VH1>VH3时,记为第四接口状态,设置第四接口状态权重值β2,其中β1>β2,当判定为第四接口状态时,向音响设备管理终端发送高电平异常告警信息;
具体的,高电平值中包括有向云端获取COM接口高电平在正常状态下,定义范围的第一高电平,以及当前时刻的第二高电平,获取1min第二高电平,得到第三高电平。将第一高电平的数值与第三高电平的数值进行匹配,若第一高电平的数值中存在第三高电平的数值,确定为第三COM状态,对应设置有第二COM权重值,第二COM权重值可设置为1。若第一高电平的数值中不存在第三高电平的数值,确定为第四COM状态,对应设置有第四COM权重值,第四COM权重值为0则确定COM高电平存在异常。在确定出COM高电平存在异常后,将高电平异常消息发送至用户移动端,将得到的第三COM状态权重值,或第四COM状态权重值作为第二参数。
步骤S106:对音响设备连接接口数据传输的波特率进行检测,将音响设备连接接口检测开始后的波特率记为第一波特率Bau1,获取音响设备连接接口正常状态下的数据传输的波特率,设置为第二波特率Bau2
具体的,波特率参数中包括由在当前时刻的COM接口的第一波特率,以及由向云端获取COM接口正常状态下的第二波特率。
将第二波特率与第一波特率进行匹配,若第一波特率的数值大于等于第二波特率的数值的97%,确定为第五COM状态,对应设置有第五COM权重值,第五COM权重值可设置为2;若第一波特率的数值大于等于第二波特率的数值的75%,且小于第二波特率的数值的97%,确定为第六COM状态,对应设置有第六COM权重值,第六COM权重值可设置为1;若第一波特率的数值小于第二波特率的数值的75%,定为第三COM状态,对应设置有第七COM权重值,第七COM权重值可设置为0。将得到的第五COM状态权重值,或第六COM状态权重值,或第七COM状态权重值作为第三参数。
步骤S107:设置第一比例阈值p1和第二比例阈值p2,满足0<p2<p1≤1,当Bau1≥p1·Bau2时,记为第五接口状态,设置第五接口状态权重值γ1,当p1·Bau2>Bau1≥p2·Bau2时,记为第六接口状态,设置第六接口状态权重值γ2,当Bau1<p2·Bau2时,记为第七接口状态,设置第七接口权重值γ3,其中,γ1>γ2>γ3
步骤S108:设置端口连接评价阈值K1,当α+β+γ<K1时,向音响设备管理终端发送第一告警信息,其中α的取值为α1或α2中任意一项,β的取值为β1或β2中任意一项,γ的取值为γ1、γ2或γ3中任意一项;
在实施例中,α表示第一参数,β表示第二参数,γ表示第三参数。
步骤S200:将用户使用音响设备播放的音频文件设置为目标文件,对目标文件进行格式转换,比较转换后的音频文件与目标文件的音量平衡值和音频采样率的平衡值,判断音频文件格式是否转换成功,当音频文件格式转换失败时发送第二告警信息;
其中,步骤S200包括:
步骤S201:获取目标文件的音频格式,当目标文件的音频格式是所述音响设备支持的播放格式时,对目标文件进行音频格式转换;
步骤S202:设置音量平衡值读取单位时间t3,对目标文件中n个音量平衡值,其中,n = Taudio/t3,Taudio表示目标文件的音频时间长度;
步骤S203:将若干个连续的音量平衡值设置为一个音量平衡值组,计算每一个音量平衡值组的平均音量平衡值,从目标文件中获取连续的c个音量平衡值组的平均音量平衡值时,获取目标文件中的第c个音量平衡值组的所在音频文件中的时间位置,根据所述时间位置生成第一时间戳,第一时间戳表示所述时间位置与目标文件起始时间的相对时间,通过第一时间戳将目标文件中的第c个音量平衡值组与格式转换后文件的第c个音量平衡值组进行对齐,将格式转换后文件的第c+1个音量平衡值组的平均音量平衡值与目标文件中的c个音量平衡值组中的第1个音量平衡值组的平均音量平衡值进行比对;
步骤S204:将目标文件中的第c个音量平衡值组的平均音量平衡值记为vol0 c,将格式转换后文件的第c+1个音量平衡值组的平均音量平衡值记为vol1 c+1,当(1-d1)·vol0 c<vol1 c+1<(1+d1)·vol0 c时,记为第一音频状态,设置第一音频权重值ρ1,当(1-d2)·vol0 c<vol1 c+1≤(1-d1)·vol0 c或(1+d1)·vol0 c≤vol1 c+1<(1+d3)·vol0 c时,记为第二音频状态,设置第二音频权重值ρ2,当vol1 c+1≤(1-d2)·vol0 c或vol1 c+1≥(1+d3)·vol0 c时,记为第三音频状态,设置第三音频权重值ρ3,其中,d1为第一音量平衡阈值,d2为第二音量平衡阈值,d3为第三音量平衡阈值,满足条件0<d1<d2<d3<1,当判定为第三音频状态时,发出音量平衡值异常告警;
若匹配当前音量平衡值小于平均音量平衡值的103%,且大于平均音量平衡值的97%,确定为第一音频状态,对应设置有第一音频权重值,第一音频权重值可设置为2;若匹配当前音量平衡值大于等于平均音量平衡值的103%且小于平均音量平衡值的117%,或小于等于平均音量平衡值的97%且大于平均音量平衡值的86%,确定为第二音频状态,对应设置有第二音频权重值,第二音频权重值可设置为1。若匹配当前音量平衡值小于等于平均音量平衡值的86%,或大于平均音量平衡值的117%,确定为第三音频状态,对应设置有第三音频权重值,第三音频权重值可设置为0;将得到的第一音频权重值、第二音频权重值、或第三音频状态权重值作为第四参数。
步骤S205:获取目标文件中一个音频片段frag0,将frag0的结束时刻记为第二时间戳,第二时间戳表示frag0的结束时刻与目标文件起始时间的相对时间位置,在格式转换后文件获取第二时间戳的对应时刻,在所述对应时刻的后t4时间段后,获取格式转换后文件的一个音频片段frag1,计算音频片段frag0和音频片段frag1的音频采样率比值u,设置第一采样率比较阈值f1和第二f2,满足条件0<f2<f1<1,当u>f1时,记为第四音频状态,设置第四音频权重值δ1,当f2<u<f1时,记为第五音频状态,设置第五音频权重值δ2,当u<f2时,记为第六音频状态,设置第六音频权重值δ3,其中,u= mins/maxs,mins表示音频片段frag0的音频采样率和音频片段frag1的音频采样率中的最小值,maxs表示音频片段frag0的音频采样率和音频片段frag1的音频采样率中的最大值,当判定为第六音频状态时,发出音频采样率异常告警;
具体的,将当前采样率的数值匹配正常采样率的数值,若音频采样率比值大于平均音量平衡值的97%,确定为第四音频状态,对应设置有第四音频权重值,第四音频权重值可设置为2;若音频采样率比值大于平均音量平衡值的86%,确定为第五音频状态,对应设置有第五音频权重值,第五音频权重值可设置为1。若音频采样率比值的86%,确定为第六音频状态,对应设置有第六音频权重值,第六音频权重值可设置为0。将得到的第四音频权重值、第五音频权重值、或第六音频状态权重值作为第五参数。
步骤S206:设置音频转化评价阈值K2,当ρ+≤K2时,向音响设备管理终端发送第二告警信息,其中ρ的取值为ρ1或ρ2中任意一项,/>的取值为/> 1、/> 2或/> 3中任意一项。
在实施例中ρ表示第四参数,δ表示第五参数。
步骤S300:将音响与音响的使用区域进行对应,检测各个使用区域的吸声系数分布,根据所述吸声系数分布分别对使用区域中的混响时间进行预测,调整使用区域对应音响的使用参数;
其中,步骤S300包括:
步骤S301:向所述音响的使用区域发射探测超声波,检测每次探测超声波反射波的能量,计算吸声系数,其中一次检测过程中吸声系数的计算方式为:r=(E-Er)/E,其中E是某次检测过程中发送超声波的能量,Er是所述某次检测过程中超声波反射波的能量;
步骤S302:重复步骤S301,对所述音响的使用区域进行扫描,获得所述音响的使用区域完整的吸声系数分布数据;
步骤S303:根据吸声系数分布数据计算所述音响的使用区域的声学参数,根据声学参数匹配所述音响的调节参数。
步骤S400:每个音响的使用区域对应设置一个距离检测终端,在一组包含有若干个距离检测终端的终端序列中,对运动中的物体进行距离采样,比较采样值的变化,判断运动的物体的运动方向;
其中,步骤S400包括:
步骤S401:对同一运动物体进行运动检测,所述运动检测中至少包括两个距离检测终端,获取所述的同一运动物体与各个检测终端之间的距离,根据所述距离由近至远排列检测终端的顺序得到终端序列{ter1,ter2,ter3,……,terh},其中ter1,ter2,ter3,……,terh分别表示终端序列中的第1个、第2个、第3个、……、第h个距离检测终端;
本实施例中的距离检测终端采用超声波传感器,超声波传感器上压力振动陶瓷的振动产生高频声波。若声波测到物体后反射回波,则传感器会接收回波。所述超声波传感器通过声波的波长以及所发射的声波与接收到返回声波的时间之间的时间差来确定物体的距离;
步骤S402:从终端序列中获取第1个和第2个距离检测终端,将第1个距离检测终端ter1设置为第一检测终端,将第2个距离检测终端ter2设置为第二检测终端,当检测到有物体运动时,进行若干次距离检测,检测运动的物体各个检测时刻分别与第一检测终端的距离L1和第二检测终端间的距离L2
步骤S403:当运动若干个检测时刻, L1小于第一区域判定阈值时,判断运动的物体向ter1的方向运动,当运动若干个检测时刻,L1大于第一区域判定阈值,计算相对差值L*,当L*小于第二区域判定阈值时,其中,L*= L2- L1,判定运动的物体不向ter1的方向运动,同时将ter2设置为下一个第一检测终端,获取ter3,并设置为下一个第二检测终端重复检测过程,直至判断出运动的物体的运动方向。
图3表示一种距离检测终端的部署方式,在一个平面坐标系中,在第一检测终端位于(5,5),第二检测终端位于(10,5),运动的物体从(0,0)开始运动,每个检测时刻对应物体位置的x坐标和y坐标,变化过程参见表1:运动的物体与第和检测终端和第二检测终端距离变化表;
表1:运动的物体与第和检测终端和第二检测终端距离变化表
检时刻序号 x坐标 y坐标 L1 L2 L*
时刻1 0 0 7.071067812 11.18033989 4.109272
时刻2 1 0 6.403124237 10.29563014 3.892506
时刻3 2 0 5.830951895 9.433981132 3.603029
时刻4 3 0 5.385164807 8.602325267 3.21716
时刻5 4 0 5.099019514 7.810249676 2.71123
时刻6 5 0 5 7.071067812 2.071068
时刻7 6 0 5.099019514 6.403124237 1.304105
时刻8 7 0 5.385164807 5.830951895 0.445787
时刻9 8 0 5.830951895 5.385164807 -0.44579
L1 L2 L*
时刻11 0 0 7.071067812 11.18033989 4.109272
时刻12 1 0 6.403124237 10.29563014 3.892506
时刻13 2 0 5.830951895 9.433981132 3.603029
时刻14 3 1 4.472135955 8.062257748 3.590122
时刻15 4 2 3.16227766 6.708203932 3.545926
时刻16 5 3 2 5.385164807 3.385165
时刻17 6 4 1.414213562 4.123105626 2.708892
设置第一区域判定阈值为4,第二区域判定阈值为1.5,所以在时刻15时判定运动的物体向第一检测终端运动,在时刻7判定进入下一个判定循环。
步骤S500:获取音响设备管理终端的位置信息,判断音响设备管理终端没有移动后,开始音响自动切换检测,检测运动中人员的人员信息,并进行人员信息比对,当检测到已知的人员信息时,对已知的人员进行运动方向进行判断,根据已知人员的运动检测结果和当前音响使用区域中的人员信息,对音响的播放模式进行切换;
其中,步骤S500包括:
步骤S501:对音响设备管理终端进行移动检测,当在一个移动时间段内音响设备管理终端的移动距离小于移动检测阈值时,判定为音响设备管理终端没有移动,在音响设备管理终端没有移动的状态下,对于所有音响的目标检测区域进行人员信息检测与匹配;
步骤S502:音响设备管理终端没有移动的状态下,正在使用当中的音响所在区域为第一目标区域,与第一目标区域音响相连接的音响所在区域为第二目标区域,第一目标区域和第二目标区域都设置有对弈的距离检测终端,当检测到的人员信息与已知人员的人员信息匹配成功后,将匹配成功的人员信息的方位发送给所述距离检测终端,执行步骤S400,判断所述匹配成功的人员是否向第二目标区域方向运动,当判断所述匹配成功的人员不向第二目标区域运动时,不对音响进行操作;
本实施例中,人员信息包括:通过对视频监控进行图像检测,获取人员的人脸信息或体态信息;
步骤S503: 当判断所述匹配成功的人员进入第二目标区域时,若第一目标区域中存在至少一个人员信息与已知人员的人员信息相匹配的人员时,第二目标区域中的音响与第一目标区域中的音响进行音频内容同步播放,若第一目标区域中不存在至少一个人员信息与已知人员的人员信息相匹配的人员时,将第一目标区域中的音响正在播放的内容切换到第二目标区域中的音响进行播放,第二目标区域中的音响播放时通过对应的音响调节参数进行参数调节。
系统包括:
音响连接检测模块、告警模块和音响控制模块;
其中,音响连接检测模块用于对智能音响间电信号连接和音频文件转换进行检测,其中,音响连接检测模块包括:低电平检测单元、高电平检测单元、波特率检测单元 、连接评价单元 、音量平衡值检测单元 、音频采样率检测单元和音频转化评价单元,其中,低电平检测单元用于检测连接接口的低电平,高电平检测单元用于检测连接接口的高电平,波特率检测单元用于连接接口的波特率检测,连接评价单元用于提取权重值计算端口连接评价值,音量平衡值检测单元用于检测格式转化后音频文件的音量平衡值,音频采样率检测单元用于检查格式转化后音频文件的音频采样率,音频转化评价单元用于提取权重值计算音频转化评价值。
其中,告警模块用于判断是否存在并发出对应告警信息,其中,告警模块包括:低电平异常告警单元 、高电平异常告警单元 、第一告警信息提醒单元、音量平衡值告警单元、音频采样率告警单元和第二告警信息提醒单元,其中,低电平异常告警单元用于产生低电平异常告警信息,高电平异常告警单元用于产生高电平异常告警信息,第一告警信息提醒单元用于产生第一告警信息提醒,音量平衡值告警单元用于产生音量平衡值告警,音频采样率告警单元用于产生音频采样率告警第二告警信息提醒单元用于产生第二告警信息提醒。
其中,音响控制模块用于与智能音响的控制与切换,其中,音响控制模块包括:终端移动检测单元 、人员信息识别单元 、运动方向检测单元 、切换模式判断单元和音响参数调节单元,其中,终端移动检测单元用于判断为音响设备管理终端是否移动,人员信息识别单元识别人员信息,运动方向检测单元用于判断人员的运动方向,切换模式判断单元用于匹配音响的工作模式,音响参数调节单元用于获取音响调节参数,对音响进行调节。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的智能音响快速切换方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤S100:在音响设备使用场景中,对音响设备间的连接接口进行检测,计算所述连接接口的低电平状态权重值、高电平状态权重值和数据连接状态权重值,当低电平状态权重值、高电平状态权重值和数据连接状态权重值的总值小于端口连接评价阈值时,向音响设备管理终端发送第一告警信息,当所述总值大于等于端口连接评价阈值时,进入步骤S200;
步骤S200:将用户使用音响设备播放的音频文件设置为目标文件,对目标文件进行格式转换,比较转换后的音频文件与目标文件的音量平衡值和音频采样率的平衡值,判断音频文件格式是否转换成功,当音频文件格式转换失败时发送第二告警信息;
步骤S300:将音响与音响的使用区域进行对应,检测各个使用区域的吸声系数分布,根据所述吸声系数分布分别对使用区域中的混响时间进行预测,调整使用区域对应音响的使用参数;
步骤S400:每个音响的使用区域对应设置一个距离检测终端,在一组包含有若干个距离检测终端的终端序列中,对运动中的物体进行距离采样,比较采样值的变化,判断运动的物体的运动方向;
步骤S500:获取音响设备管理终端的位置信息,判断音响设备管理终端没有移动后,开始音响自动切换检测,检测运动中人员的人员信息,并进行人员信息比对,当检测到已知的人员信息时,对已知的人员进行运动方向进行判断,根据已知人员的运动检测结果和当前音响使用区域中的人员信息,对音响的播放模式进行切换。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能音响快速切换方法,其特征在于:步骤S100包括:
步骤S101:获取音响设备连接端口的接口信息,所述接口信息包括接口中连接信号的电平和波特率;
步骤S102:获取音响设备连接接口正常状态下的低电平,设置为第一低电平VL1,对所述连接接口进行电平检测,将音响设备连接接口在开始检测后的低电平信号数据记为第二低电平VL2,在对所述连接接口开始检测后的t1时间段内,将所有检测到的第二低电平信息汇入第二低电平组VL2,将第二低电平组VL2中的最低电平设置为第三低电平VL3
步骤S103:对VL1和VL3进行比较,当VL1≥VL3时,记为第一接口状态,设置第一接口状态权重值α1,当VL1<VL3时,记为第二接口状态,设置第二接口状态权重值α2,其中α2<α1,当判定为第二接口状态时,向音响设备管理终端发送低电平异常告警信息;
步骤S104:获取音响设备连接接口正常状态下的高电平,设置为第一高电平VH1,对所述连接接口进行电平检测,将音响设备连接接口在开始检测后的高电平信号数据记为第二高电平VH2,在对所述连接接口开始检测后的t2时间段内,将所有检测到的第二高电平信息汇入第二高电平组VH2,将第二低电平组VH2中的最高电平设置为第三高电平VH3
步骤S105:对VH1和VH3进行比较,当VH1≤VH3时,记为第三接口状态,设置第三接口状态权重值β1,当VH1>VH3时,记为第四接口状态,设置第四接口状态权重值β2,其中β1>β2,当判定为第四接口状态时,向音响设备管理终端发送高电平异常告警信息;
步骤S106:对音响设备连接接口数据传输的波特率进行检测,将音响设备连接接口检测开始后的波特率记为第一波特率Bau1,获取音响设备连接接口正常状态下的数据传输的波特率,设置为第二波特率Bau2
步骤S107:设置第一比例阈值p1和第二比例阈值p2,满足0<p2<p1≤1,当Bau1≥p1·Bau2时,记为第五接口状态,设置第五接口状态权重值γ1,当p1·Bau2>Bau1≥p2·Bau2时,记为第六接口状态,设置第六接口状态权重值γ2,当Bau1<p2·Bau2时,记为第七接口状态,设置第七接口权重值γ3,其中,γ1>γ2>γ3
步骤S108:设置端口连接评价阈值K1,当α+β+γ<K1时,向音响设备管理终端发送第一告警信息,其中α的取值为α1或α2中任意一项,β的取值为β1或β2中任意一项,γ的取值为γ1、γ2或γ3中任意一项。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能音响快速切换方法,其特征在于:步骤S200包括:
步骤S201:获取目标文件的音频格式,当目标文件的音频格式是所述音响设备支持的播放格式时,对目标文件进行音频格式转换;
步骤S202:设置音量平衡值读取单位时间t3,对目标文件中n个音量平衡值,其中,n =Taudio/t3,Taudio表示目标文件的音频时间长度;
步骤S203:将若干个连续的音量平衡值设置为一个音量平衡值组,计算每一个音量平衡值组的平均音量平衡值,从目标文件中获取连续的c个音量平衡值组的平均音量平衡值时,获取目标文件中的第c个音量平衡值组的所在音频文件中的时间位置,根据所述时间位置生成第一时间戳,第一时间戳表示所述时间位置与目标文件起始时间的相对时间,通过第一时间戳将目标文件中的第c个音量平衡值组与格式转换后文件的第c个音量平衡值组进行对齐,将格式转换后文件的第c+1个音量平衡值组的平均音量平衡值与目标文件中的c个音量平衡值组中的第1个音量平衡值组的平均音量平衡值进行比对;
步骤S204:将目标文件中的第c个音量平衡值组的平均音量平衡值记为vol0 c,将格式转换后文件的第c+1个音量平衡值组的平均音量平衡值记为vol1 c+1,当(1-d1)·vol0 c<vol1 c+1<(1+d1)·vol0 c时,记为第一音频状态,设置第一音频权重值ρ1,当(1-d2)·vol0 c<vol1 c+1≤(1-d1)·vol0 c或(1+d1)·vol0 c≤vol1 c+1<(1+d3)·vol0 c时,记为第二音频状态,设置第二音频权重值ρ2,当vol1 c+1≤(1-d2)·vol0 c或vol1 c+1≥(1+d3)·vol0 c时,记为第三音频状态,设置第三音频权重值ρ3,其中,d1为第一音量平衡阈值,d2为第二音量平衡阈值,d3为第三音量平衡阈值,满足条件0<d1<d2<d3<1,当判定为第三音频状态时,发出音量平衡值异常告警;
步骤S205:获取目标文件中一个音频片段frag0,将frag0的结束时刻记为第二时间戳,第二时间戳表示frag0的结束时刻与目标文件起始时间的相对时间位置,在格式转换后文件获取第二时间戳的对应时刻,在所述对应时刻的后t4时间段后,获取格式转换后文件的一个音频片段frag1,计算音频片段frag0和音频片段frag1的音频采样率比值u,设置第一采样率比较阈值f1和第二f2,满足条件0<f2<f1<1,当u>f1时,记为第四音频状态,设置第四音频权重值δ1,当f2<u<f1时,记为第五音频状态,设置第五音频权重值δ2,当u<f2时,记为第六音频状态,设置第六音频权重值δ3,其中,u= mins/maxs,mins表示音频片段frag0的音频采样率和音频片段frag1的音频采样率中的最小值,maxs表示音频片段frag0的音频采样率和音频片段frag1的音频采样率中的最大值,当判定为第六音频状态时,发出音频采样率异常告警;
步骤S206:设置音频转化评价阈值K2,当ρ+≤K2时,向音响设备管理终端发送第二告警信息,其中ρ的取值为ρ1或ρ2中任意一项,/>的取值为/> 1、/> 2或/> 3中任意一项。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智能音响快速切换方法,其特征在于:步骤S300包括:
步骤S301:向所述音响的使用区域发射探测超声波,检测每次探测超声波反射波的能量,计算吸声系数,其中一次检测过程中吸声系数的计算方式为:r=(E-Er)/E,其中E是某次检测过程中发送超声波的能量,Er是所述某次检测过程中超声波反射波的能量;
步骤S302:重复步骤S301,对所述音响的使用区域进行扫描,获得所述音响的使用区域完整的吸声系数分布数据;
步骤S303:根据吸声系数分布数据计算所述音响的使用区域的声学参数,根据声学参数匹配所述音响的调节参数。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智能音响快速切换方法,其特征在于:步骤S400包括:
步骤S401:对同一运动物体进行运动检测,所述运动检测中至少包括两个距离检测终端,获取所述的同一运动物体与各个检测终端之间的距离,根据所述距离由近至远排列检测终端的顺序得到终端序列{ter1,ter2,ter3,……,terh},其中ter1,ter2,ter3,……,terh分别表示终端序列中的第1个、第2个、第3个、……、第h个距离检测终端;
步骤S402:从终端序列中获取第1个和第2个距离检测终端,将第1个距离检测终端ter1设置为第一检测终端,将第2个距离检测终端ter2设置为第二检测终端,当检测到有物体运动时,进行若干次距离检测,检测运动的物体各个检测时刻分别与第一检测终端的距离L1和第二检测终端间的距离L2
步骤S403:当运动若干个检测时刻, L1小于第一区域判定阈值时,判断运动的物体向ter1的方向运动,当运动若干个检测时刻,L1大于第一区域判定阈值,计算相对差值L*,当L*小于第二区域判定阈值时,其中,L*= L2- L1,判定运动的物体不向ter1的方向运动,同时将ter2设置为下一个第一检测终端,获取ter3,并设置为下一个第二检测终端重复检测过程,直至判断出运动的物体的运动方向。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智能音响快速切换方法,其特征在于:步骤S500包括:
步骤S501:对音响设备管理终端进行移动检测,当在一个移动时间段内音响设备管理终端的移动距离小于移动检测阈值时,判定为音响设备管理终端没有移动,在音响设备管理终端没有移动的状态下,对于所有音响的目标检测区域进行人员信息检测与匹配;
步骤S502:音响设备管理终端没有移动的状态下,正在使用当中的音响所在区域为第一目标区域,与第一目标区域音响相连接的音响所在区域为第二目标区域,第一目标区域和第二目标区域都设置有对弈的距离检测终端,当检测到的人员信息与已知人员的人员信息匹配成功后,将匹配成功的人员信息的方位发送给所述距离检测终端,执行步骤S400,判断所述匹配成功的人员是否向第二目标区域方向运动,当判断所述匹配成功的人员不向第二目标区域运动时,不对音响进行操作;
步骤S503: 当判断所述匹配成功的人员进入第二目标区域时,若第一目标区域中存在至少一个人员信息与已知人员的人员信息相匹配的人员时,第二目标区域中的音响与第一目标区域中的音响进行音频内容同步播放,若第一目标区域中不存在至少一个人员信息与已知人员的人员信息相匹配的人员时,将第一目标区域中的音响正在播放的内容切换到第二目标区域中的音响进行播放,第二目标区域中的音响播放时通过对应的音响调节参数进行参数调节。
7.一种用于权利要求1-6中任意一项所述的一种基于物联网的智能音响快速切换方法的智能音响快速切换系统,其特征在于,所述系统包括以下模块:
音响连接检测模块、告警模块和音响控制模块,其中,音响连接检测模块用于对智能音响间电信号连接和音频文件转换进行检测,告警模块用于判断是否存在并发出对应告警信息,音响控制模块用于与智能音响的控制与切换。
8.根据权利要求7所述的一种智能音响快速切换系统,其特征在于:音响连接检测模块包括:低电平检测单元、高电平检测单元、波特率检测单元 、连接评价单元 、音量平衡值检测单元 、音频采样率检测单元和音频转化评价单元,其中,低电平检测单元用于检测连接接口的低电平,高电平检测单元用于检测连接接口的高电平,波特率检测单元用于连接接口的波特率检测,连接评价单元用于提取权重值计算端口连接评价值,音量平衡值检测单元用于检测格式转化后音频文件的音量平衡值,音频采样率检测单元用于检查格式转化后音频文件的音频采样率,音频转化评价单元用于提取权重值计算音频转化评价值。
9.根据权利要求8所述的一种智能音响快速切换系统,其特征在于:告警模块包括:低电平异常告警单元 、高电平异常告警单元 、第一告警信息提醒单元、音量平衡值告警单元、音频采样率告警单元和第二告警信息提醒单元,其中,低电平异常告警单元用于产生低电平异常告警信息,高电平异常告警单元用于产生高电平异常告警信息,第一告警信息提醒单元用于产生第一告警信息提醒,音量平衡值告警单元用于产生音量平衡值告警,音频采样率告警单元用于产生音频采样率告警第二告警信息提醒单元用于产生第二告警信息提醒。
10.根据权利要求9所述的一种智能音响快速切换系统,其特征在于:音响控制模块包括:终端移动检测单元、人员信息识别单元、运动方向检测单元、切换模式判断单元 和音响参数调节单元,其中,终端移动检测单元用于判断为音响设备管理终端是否移动,人员信息识别单元识别人员信息,运动方向检测单元用于判断人员的运动方向,切换模式判断单元用于匹配音响的工作模式,音响参数调节单元用于获取音响调节参数,对音响进行调节。
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