CN117651979A - 利用声音信号的空间监视装置的声音信号自动设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明作为利用声音信号的空间监视装置的声音信号自动设定方法，公开一种自动设定从空间监视装置发射的声音信号以使得可以更准确地掌握监视对象空间的物理情况变化的技术。

Description

利用声音信号的空间监视装置的声音信号自动设定方法

技术领域

本发明作为利用声音信号的空间监视装置的声音信号自动设定方法，涉及一种自动设定从空间监视装置发射的声音信号以使得可以更准确地掌握监视对象空间的物理情况变化的技术。

背景技术

为了感测室内空间内的外部人员入侵、火灾发生、气体泄漏等，正在使用各种感测传感器和装置。最近，随着IOT技术发达，正在构建在远隔地感测室内空间的冷暖气启动与否、窗户开放与否等的各种情况，并能够采取根据其的后续措施的系统。

通常，CCTV、IR相机、振动感测传感器、气体感测传感器等应用于这样的各种感测技术。在现有技术的情况下，按照入侵、火灾、气体等每种情况要求根据其的单独的检测装置，为了监视各种室内空间情况，需要相应的多的检测装置，随之存在设备构建消耗多的费用，电力消耗量也相当大的问题。

为了解决上述的各种问题，最近，正在研究一种发射声音信号，并基于接收的声音信号的变化来掌握室内空间情况的技术。

基于声音信号来掌握空间情况的装置之一有频率响应传感器(FrequencyResponse Sensor)。频率响应传感器是通过发射各种频率的声音(声音信号)，并接收声音信号来分析接收的声音信号的声压或者相位谱的变化，从而在监视对象空间内感测事物的活动或者温度的变化等的装置。

图1是示出频率响应传感器在时间t1中测定的声压谱的一例的曲线图，图2是一起示出频率响应传感器在时间t1中测定的声压谱和在t1之后的t2中测定的声压谱的曲线图。根据如上述图2所示的声压谱的时间的横轴方向移动，即，测定频率移位S，从而可以感测监视对象空间的温度变化。因此，为了准确地感测监视对象空间的温度变化，频率移位的精确的测定重要。

频率移位的测定精确度根据频率变化的声压值的最大值MAX和最小值MIN之差越大越可以提高。例如，在声压级的最大值和最小值之差小而大体表现为平整(flat)的曲线的声压谱的情况下，即使发生声压谱的移位，也很难准确地测定移位程度，因此，基于此，精确地掌握空间的温度变化存在困难。作为极端的例子，若根据频率的声压值的变化完全没有，频谱表现为一个水平线，则实际上即使发生声压谱的移位，也不可能测定其移位量。因此，有必要适当地调节发射的声音信号的频率以使得声压级的最大值和最小值之差具有任一以上的值。

进一步，在上述中，在要获得声压值的最大值和最小值之差的观点中，说明要适当地调节发射的声音信号，但是，除声压值的最大最小值之差以外也可以应用各种判断基准来最适化发射的声音信号。

但是，即使是应用至少一个以上的判断基准来最适化发射的声音信号，若在此状态下，由于在监视对象空间内的家具或者设备的配置变换的情况下，在空间监视装置的位置或者方向改变的情况下，在根据季节的变化温度变化的情况下等各种因素，现有的设定的声音信号将不再是最适的声音信号。因此，若改变监视对象空间的形式、家具或者设备的配置、温度、监视装置的位置和方向等各种改变因素，则有必要将与其匹配发射的声音信号重新设定为适宜的信号。

根据如上所述的各种因素的变化，每次手动重置声音信号是非常麻烦的事，尤其，不是专家的普通用户将声音信号重置为适当的信号是困难的事。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，旨在解决通过利用声音信号的空间监视装置感测空间情况的情况下，需要每次与对象空间的形式、监视装置的设置位置、在对象空间中的固定的事物的配置改变等各种因素匹配地重置适当的声音信号的麻烦。

尤其，要解决不是专家的普通用户难以直接找到适合于对象空间的声音信号并重置的问题。

本发明的目的不限于前述的情况，未提及的本发明的另一目的以及优点可以通过下述说明理解。

根据本发明的空间监视装置的声音信号自动设定方法的一实施例，可以是，所述空间监视装置的声音信号自动设定方法包括：声音信号发射步骤，向监视对象空间发射声音信号；声音信号接收步骤，接收所述对象空间的声音信号；空间的频率响应测定步骤，基于接收的声音信号来测定空间的频率响应；声音信号重置判断步骤，基于设定的判断条件来判断测定的空间的频率响应而确定要发射的声音信号的重置与否；以及声音信号重置步骤，根据声音信号的重置确定改变并重置要发射的声音信号。

作为一例，可以是，在所述声音信号重置判断步骤中，所述判断条件包括：测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性和与噪音的区别性中的至少一个以上。

作为测定的稳定性判断条件的一例，可以是，反复执行所述声音信号发射步骤至所述空间的频率响应测定步骤，所述声音信号重置判断步骤基于反复测定的多个空间的频率响应相互间的相似性来评价测定的稳定性而判断声音信号重置与否。

作为频谱的变动性判断条件的一例，可以是，所述声音信号重置判断步骤在所述测定的空间的频率响应中，将频谱的最大值和最小值之差或者散射度(degree ofscattering)与基准范围对比，从而评价频谱的变动性并判断声音信号重置与否。

作为频率分辨率的适宜性判断条件的一例，可以是，所述声音信号重置判断步骤在所述测定的空间的频率响应中，基于频谱波形的斜率来评价频率分辨率的适宜性并判断声音信号重置与否。

作为与噪音的区别性判断条件的一例，可以是，所述声音信号重置判断步骤将测定的空间的频率响应通过与之前获得的空间的频率响应或者不发射声音信号测定的噪音的比较来评价与噪音的区别性而判断声音信号重置与否，而不发射在以前获得的空间的频率响应或者声音信号。

进一步，可以是，所述音频信号重置步骤针对纯音的音频信号，通过调整发射开始点位的频率、发射结束点位的频率和声音信号发射持续时间中的至少一个来重置要发射的声音信号。

或者，可以是，所述声音信号重置步骤针对包括多个频率成分的复合音的声音信号，调整频率间隔、中心频率和频率数量中的至少一个来重置要发射的声音信号。

再进一步，可以是，针对拥有的多个声音信号的每一个执行所述声音信号发射步骤至所述频率响应测定步骤，所述声音信号重置判断步骤包括：针对对应于各个声音信号所测定的空间的频率响应中，基于测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性或者与存在于所述对象空间的噪音的区别性中的至少一个的判断条件而算出针对各个声音信号的性能值的步骤；以及对比针对各个声音信号的性能值来确定要发射的声音信号的重置与否的步骤。

而且，可以是，根据本发明的空间监视装置的声音信号自动设定方法的另一实施例，包括：声音信号发射步骤，向监视对象空间发射声音信号；声音信号接收步骤，接收所述对象空间的声音信号；声音信号重置判断步骤，基于设定的判断条件来判断接收或者实时接收的声音信号而确定要发射的声音信号的重置与否；以及声音信号重置步骤，根据声音信号的重置确定来改变并重置要发射的声音信号。

根据这样的本发明，可以考虑对象空间的形式、空间监视装置的设置位置、在对象空间中的固定的事物的配置改变等各种因素来自动重置声音信号以使得达到最适的感测性能。

尤其，解决了用户难以找到适当的声音信号的问题而可以自动地设定可以发挥最适的性能的声音信号。

通过这样的声音信号的自动重置可以更精确地感测对象空间的情况。

本发明的效果不限于在上面所提及的效果，在本发明所属技术领域中具有通常知识的人可以从以下的记载明确地理解未提及的又其它效果。

附图说明

图1是示出频率响应传感器在时间t1中测定的声压谱的一例的曲线图。

图2是一起示出频率响应传感器在时间t1中测定的声压谱和在时间t1之后的时间t2中测定的声压谱的一例的曲线图。

图3是示出针对根据本发明的声音信号自动设定方法的一实施例的流程图。

图4是示出针对用于实现根据本发明的声音信号自动设定方法的空间监视装置的实施例的结构图。

图5是示出针对实现本发明的空间监视装置的声音信号处理部的一实施例的结构图。

图6是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对声音信号重置判断过程的一实施例的流程图。

图7是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对测定的稳定性判断条件的实施例的流程图。

图8示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中测定的稳定性评价的一例。

图9是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对频谱的变动性判断条件的实施例的流程图。

图10是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中频谱的变动性评价的一例。

图11是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对频率分辨率的适宜性判断条件的实施例的流程图。

图12示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对声音信号的频率分辨率的适宜性评价的一例。

图13是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对与噪音的区别性判断条件的实施例的流程图。

图14示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中用于与噪音的区别性判断的空间监视装置的工作关系的一例。

图15是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对在拥有的多个声音信号中选择最适的声音信号的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

在本发明中，在空间监视装置利用声音信号检测监视对象空间的情况中，为了更准确的感测，提出了一种自动设定的方案以使得发射的声音信号最适化，与其相关地观察针对根据本发明的声音信号自动设定方法。

根据本发明的声音信号自动设定方法可以包括基于测定的空间的频率响应来判断声音信号的重置与否的第一方式和在时域上以接收的声音信号本身判断声音信号的重置与否的第二方式。

关于所述第一方式，图3是示出针对根据本发明的声音信号自动设定方法的一实施例的流程图。

空间监视装置100可以向要监视的对象空间发射声音信号(S100)，并接收所述对象空间的声音信号(S200)。在此，发射的声音信号可以是为了之后对象空间的监视而利用的声音信号。或者发射的声音信号也可以是用于掌握对象空间的噪音、对象空间的形式、配置于对象空间的固定的事物的配置位置等的测试声音信号。

声音信号可以是频率随着时间变化的单音的声音信号，或者，也可以是包括频率随着时间不变的多个频率成分的复合音的声音信号，并也可以是包括频率随着时间变化的多个频率成分的复合音的声音信号，并且也可以是单音的声音信号和复合音交替的声音信号。

空间监视装置100可以接收对象空间的声音信号来测定空间的频率响应(S300)，并基于测定的空间的频率响应而根据预先设定的判断条件来判断针对要向对象空间发射的声音信号的重置与否(S400)。在此，针对声音信号的重置与否的判断条件可以针对测定的空间的频率响应的测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性或者与存在于所述对象空间的噪音的区别性等各种判断条件选择性地或者重叠地设定。

在不需要重置要向对象空间发射的声音信号的情况下，空间监视装置100可以保持基准声音信号来持续针对对象空间的情况感测。若在确定需要重置要向对象空间发射的声音信号的情况下，空间监视装置100可以基于重置判断结果来改变向对象空间发射的声音信号并进行重置(S500)，并以改变的声音信号执行针对对象空间的情况感测。

【用于实施发明的方式】

以下，参照所附附图对本发明的优选实施例进行详细的说明，但是，本发明不受实施例的限定或者限制。

为了说明本发明和本发明的工作上的优点以及通过本发明的实施达成的目的，以下将例示本发明的优选实施例并参照其进行说明。

首先，在本申请中使用的术语仅用于说明特定的实施例，并不用于限定本发明，除非在文脉中有明显不同的定义，否则单数的表述可以包括复数的表述。另外，在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为用于指定说明书上记载的特征、数字、步骤、工作、构成要件、零件或组合这些的存在，并不是预先排除一个或更多个其它特征或数字、步骤、工作、构成要件、零件或组合这些的存在或附加的可能性。

在说明本发明时，在针对与公知结构或者功能有关的具体的说明判断为可能模糊本发明的要旨的情况下，将省略其详细的说明。

本发明公开一种在利用声音信号的空间监视装置中为了更准确的测定而自动设定发射的声音信号的方案。

本发明所应用的空间监视装置可以向对象空间发射声音信号，并接收所述对象空间的声音信号，从而基于测定的空间的频率响应来掌握空间情况。

在本发明中提及的空间的频率响应(frequency response)可以如下面那样进行说明。在将对象空间看做一种闭合回路，在此，作为输入信号发射声音信号之后，作为输出信号接收声音信号的情况下，这时可以将接收声音信号的各频率的声压或者各频率的相位等的要件定义为“空间的频率响应”。

作为表现这样的空间的频率响应的一例，可以以频率为横轴，以接收声音的声压为纵轴来表示为曲线图，也可以用相位要件代替声压要件表示于纵轴。

空间的频率响应根据空间的物理特性变得不同，因此，可以利用空间的频率响应来推断空间的物理情况，进一步，可以利用空间的频率响应变化的模式来掌握空间的物理特性变化。这时根据空间的物理特性差的空间的频率响应差异越大，或者由于空间的物理特性变化引起的空间的频率响应变化量表现为越大，利用空间的频率响应来感测空间的物理情况就越精确。

图4是示出针对用于实现根据本发明的声音信号自动设定方法的空间监视装置的实施例的结构图。

本发明所应用的空间监视装置100可以包括声音信号发射部110、声音信号接收部130、声音信号处理部150、情况判断部170等。

声音信号发射部110可以包括扬声器111等来向对象空间发射声音信号。声音信号发射部110也可以发射频率随着时间变化的单音的声音信号，并也可以发射包括频率随着时间不变的多个频率成分的复合音的声音信号，并且也可以发射包括频率随着时间变化的多个频率成分的复合音的声音信号，并且也可以发射单音的声音信号和复合音交替的声音信号。

而且，声音信号发射部110也可以通过一个扬声器发射声音信号，也可以通过多个扬声器发射声音信号。在通过多个扬声器发射声音信号的情况下，也可以发射相同的声音信号，也可以发射各不相同的声音信号。

声音信号接收部130可以包括麦克风131等来接收对象空间上的声音信号。声音信号接收部130也可以通过一个麦克风接收声音信号，也可以通过多个麦克风接收声音信号。除此之外，声音信号接收部130也可以包括可以测定声压、声强(Sound Intensity)等的各种测定设备。

声音信号处理部150可以将要向对象空间发射的声音信号向声音信号发射部110提供。另外，声音信号处理部150可以接收声音信号接收部130接收的声音信号并可以以考虑对象空间的各种因素来获得最适的感测性能的方式重置声音信号。

情况判断部170可以基于空间的频率响应来判断对象空间的情况。在对象空间中发生物体移动、温度变化、空气移动等各种情况变化的情况下，根据其的接收的声音信号发生变化，并利用接收的声音信号来测定的空间的频率响应也会变动。情况判断部170可以利用测定的空间的频率响应的变化与否、变化的程度、变化模式等来掌握在对象空间发生了怎样的情况变化。

本发明在通过上述的空间监视装置来监视对象空间时，可以自动设定向对象空间发射的声音信号以使得可以发挥最适的感测性能。

图5是示出针对实现本发明的空间监视装置的声音信号处理部的一实施例的结构图。

声音信号处理部150可以包括控制部151、频率响应测定部153、重置判断部155、声音信号调整部157等。

控制部151可以控制声音信号发射部110来向对象空间发射声音信号、并可以控制声音信号接收部130来接收对象空间上的声音信号。

频率响应测定部153可以基于在声音信号接收部130中接收的声音信号来测定空间的频率响应。频率响应测定部153可以利用傅里叶变换(Fourier Transform)算法或者快速傅里叶变换算法(Fast Fourier Transform)将接收的声音信号转换为频率域来测定空间的频率响应。作为一例，可以将接收的声音信号转换为频率域的声压值来测定声压谱。

重置判断部155可以基于预先设定的判断条件来判断接收的声音信号或者测定的空间的频率响应，从而确定发射的声音信号的重置与否。

优选是，重置判断部155可以在预先设定的事件发生时开始声音信号的重置程序。作为一例，在有用户的声音信号重置请求的情况下，在为了开始空间监视装置100的工作而供应初始电源的情况下，在一定的时间间隔的周期到来的情况下，在怀疑空间监视装置100的工作不稳定的情况下，在对象空间流入新的噪音的情况下，在改变对象空间上的固定物体的配置变化等空间特性的情况下等各种情况可以设定为用于判断声音信号的重置与否的事件。

进一步，空间监视装置100在通过发射声音信号来执行针对对象空间的监视期间，也可以在周期性的监视运转时间带之间的时间带即未监视时间带中判断声音信号的重置与否。例如，也可以以一秒为单位来划分时间带而交替执行对象空间监视工作和声音信号重置判断。

重置判断部155可以将接收的声音信号或者测定的空间的频率响应基于测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性或者存在于所述对象空间的与噪音的区别性等的各种判断条件来判断并确定声音信号的重置与否。即，重置判断部155也可以接收声音信号的同时将时域上的声音信号本身基于各种判断条件来判断并确定重置与否，或者也可以将接收的声音信号变化为频域上的信号来将测定的空间的频率响应基于各种判断条件来判断并确定重置与否。

进一步，重置判断部155拥有各不相同的多个声音信号，并针对拥有的各个声音信号算出根据判断条件的性能值，并且也可以对比算出的性能值而选择最适的声音信号。为此，重置判断部155可以拥有具有频率随着时间变化的单音的彼此不同的多个声音信号，具有包括频率随着时间不变的多个频率成分的复合音的彼此不同的多个声音信号，具有包括频率随着时间变化的多个频率成分的复合音的彼此不同的多个声音信号，单音的声音信号和复合音交替的彼此不同的多个声音信号。

声音信号调整部157可以基于重置判断部155的判定结果来调整并重置要发射的声音信号。

在要发射的声音信号是频率随着时间变化的单音的声音信号的情况下，声音信号调整部157可以调整发射开始点位的频率、发射结束点位的频率或者声音信号发射持续时间中的至少一个以上来重置发射的声音信号。

或者，在发射的声音信号是包括多个频率成分的复合音的声音信号的情况下，声音信号调整部157可以调整频率间隔、中心频率或者频率数量中的至少一个以上来重置发射的声音信号。

进一步，在重置判断部155拥有各不相同的多个声音信号，并在拥有声音信号中选择具有最适的性能的声音信号的情况下，声音信号调整部157也可以接收从重置判断部155选择的声音信号来将其重置为要发射的声音信号。

通过声音信号调整部157将重置的声音信号向控制部151提供，控制部151可以控制声音信号发射部110来向对象空间发射重置的声音信号。

通过在前所述图3的实施例，观察根据本发明的声音信号自动设定方法。

如此，在本发明中，为了提高针对对象空间的情况感测性能可以自动地设定声音信号，但是，针对声音信号的重置与否判断过程通过具体的实施例进行观察。

图6是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对声音信号重置判断过程的一实施例的流程图。

空间监视装置100基于接收的声音信号来测定空间的频率响应(S300)，但是，作为一例，可以将接收的声音信号通过傅里叶变换(FT)或者快速傅里叶变换(FFT)转换为频域来测定频域上的空间的频率响应。

作为又另一例，在发射频率随着时间变化的单音的声音信号的情况下，在特定时间发射特定单个频率的声音，因此，空间监视装置100也可以将根据发射时间测定的声压值或者相位值直接转换为根据发射频率的声压值或者相位值，从而测定空间的频率响应。即，在此情况下，几乎实时地测定根据频率的声压值，因此，不另外需要傅里叶变换。

如前面说明的那样，空间的频率响应示出为接收的声音信号的各频率的声压或者各频率的相位等的因素，但是，作为一例，可以以频率为横轴，以声压为纵轴来表示为曲线图。

在以下为了便于说明，将针对空间的频率响应示出各频率的声压变化的频谱来作为一例进行说明，但是，在本发明中，空间的频率响应不限于各频率的声压变化。

若测定空间的频率响应(S300)，则基于此，作为各种判断条件，可以通过测定的稳定性判断(S410)、频谱的变动性判断(S420)、频率分辨率的适宜性判断(S430)、与噪音的区别性判断(S440)来确定是保持现有设定的声音信号(S450)还是现有设定的声音信号的感测性能下降，因此可以重置为新的声音信号(S460)。

在此，各个判断条件也可以改变执行顺序，并也可以根据情况仅选择特定判断条件来确定声音信号重置与否。

针对各个判断条件，通过实施例将更详细地进行说明。

图7是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对测定的稳定性判断条件的实施例的流程图。

在选择声音信号时，在相同对象空间中没有情况改变的情况下，以一定水准范围相似地测定空间的频率响应才可以说确保空间监视装置的稳定性。若在相同对象空间中，即使没有情况变动，但测定出各自不同的空间的频率响应，则可能丧失针对空间监视装置的可靠性。但是，空间监视装置的可靠性或者测定的稳定性，例如可以根据发射的声音信号的频率等变动。因此，在本发明中，自动地设定可以保持测定的稳定性的声音信号，从而确保空间监视装置的稳定性。

为了判断测定的稳定性，空间监视装置100可以以设定的测定次数程度向对象空间发射声音信号(S110)，并接收对象空间的声音信号(S210)，并且各个声音信号都测定空间的频率响应(S310)来得到频谱。可以分析各个频率响应谱之间的相关关系或者相似性(S413)来评价针对要发射的声音信号的测定的稳定性(S415)。

作为针对测定的稳定性的一例，参照图8进行说明，所述图8示出声压谱作为空间的频率响应。

假定向对象空间反复地执行相同的声音信号的发射和接收来获得如所述图8的(a)那样的第一声压谱211和如所述图8的(b)那样的第二声压谱212的情况。

若分析针对第一声压谱211和第二声压谱212的相关关系来掌握相似程度，则在基准值以上可以评价为相似，因此，测定的稳定性可以充足。针对选择的声音信号通过反复地评价测定的稳定性以一定水准测定的稳定性充足的情况下，选择的声音信号可以确定为适合于对象空间的监视的声音信号。

作为与其不同的情况，假定向对象空间反复地执行相同的声音信号的发射和接收来获得如所述图8的(a)那样的第一声压谱211和如所述图8的(c)那样的第三声压谱213的情况。

若分析针对第一声压谱211和第三声压谱213的相关关系来掌握相似程度，则在基准值以下可以评价为非相似，因此，测定的稳定性不充足。在这样的情况下，选择的声音信号可以确定为不适合于对象空间的监视的声音信号，空间监视装置100可以执行声音信号的重置过程。

如此，通过针对要向对象空间发射的声音信号的反复地测定的稳定性评价，可以判断声音信号是否适合于对象空间的监视，并根据判断结果重置声音信号。

图9是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对频谱的变动性判断条件的实施例的流程图。

例如，作为空间的频率响应，若举例声压谱，在声压谱中能够以测定频率移位的方式来掌握监视对象空间的温度变化，但是，频率移位的测定精确度根据频率变化的声压值的最大值和最小值之差异越大越可以提高。若在声压值的最大值和最小值之间的差异过于小而声压谱示出为平整的曲线的情况下，则精确地测定频率移位困难。因此，在声压谱中，有必要选择声压值的最大值和最小值差异示出为一定水准以上的声音信号。

在选择声音信号时，在将声音信号向对象空间发射并接收声音信号并基于此而测定的声压谱具有基准范围以上的声压宽度的情况下，可以判定为具有频谱的变动性。与此相反地，在测定的声压谱的声压值根据频率以小于基准范围的微小地变化的情况下，其判断为频谱的变动性不足，这样的声音信号不适合于空间情况感测。

在本发明中，自动设定声音信号以使得频谱的变动性变成一定水准以上，从而可以提高空间监视装置的准确性。参照图9进行观察，为了判断频谱的变动性，空间监视装置100在针对测定的空间的频率响应的频谱中掌握最大值和最小值(S421)。并且，可以算出最大值和最小值之差(S423)而通过其与基准范围的对比(S425)来评价针对要发射的声音信号的频谱的变动性(S427)。

作为针对频谱的变动性评价的一例，参照图10进行说明，所述图10示出声压谱作为空间的频率响应。

假定向对象空间发射声音信号并将其接收来获得如所述图10的(a)那样的第四声压谱221的情况。若在第四声压谱221中掌握声压值的最大值MAX和最小值MIN，并算出最大值MAX和最小值MIN间的差异值，则差异值示出为H1，在差异值H1满足设定的基准范围的情况下，频谱的变动性可以充足。在针对选择的声音信号的频谱的变动性充足的情况下，选择的声音信号可以确定为适合于对象空间的监视的声音信号。

作为与此不同的情况，假定向对象空间发射声音信号并将其接收来获得如所述图10的(b)那样的第五声压谱222的情况。若在第五声压谱222中掌握声压值的最大值MAX和最小值MIN并算出最大值MAX和最小值MIN之间的差异值，则差异值示出为H2，在差异值H2不能满足设定的基准范围的情况下，频谱的变动性不充足。在这样的情况下，选择的声音信号可以确定为不适合于对象空间的监视的声音信号，空间监视装置100可以执行声音信号的重置过程。

在上述中，以判断频谱的变动性为基准利用频谱声压值的最大值和最小值的差异值，但是，除此之外，如声压值的分散、标准偏差、平均偏差(mean deviation)、四分位差(quartiledeviation)之类散射度(degree of scattering)等也可以是判断频谱的变动性的基准。

如此，通过针对要向对象空间发射的声音信号的频谱的变动性的评价，可以判断声音信号是否适合于对象空间的监视，并根据判断结果重置声音信号。

图11是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对频率分辨率的适宜性判断条件的实施例的流程图。

在选择声音信号时，在即使在前面说明的频谱的变动性充足，但针对声音信号的频率分辨率的适宜性不充足的情况下，在空间的频率响应测定可能包含误区。

频率的分辨率指能够与特定频率区分的与极相邻的频率的间隔。若在发射包括多个频率成分的复合音的声音信号来测定空间的频率响应的情况下，则测定的声压谱如在所述图10中那样表现为整数个频率，但是，在这种情况下，频率之间的间隔可以马上变成分辨率。

若发射声音是单个频率随着时间直线地变化的正弦扫描(sine sweep)形式，则测定的声压谱可以显示为曲线，不显示为整数个点。但是，即使频谱表现为曲线，实际存在作为可以区分特定频率和极相邻的频率的能力的分辨率。在这种情况下，分辨率根据构成监视装置的零件的性能，或者监视装置的工作条件或者数据处理条件等确定。例如，在声音信号接收步骤中，可以使用特定的采样率(sampling rate)记录声音信号，但是，在这种情况下，采样率可以给予分辨率影响。或者，例如，在测定的声压谱中，可以使用“移动平均”技法作为用于去除不需要的噪声的方法而表现频谱，此时，根据运算移动平均值的区间的大小可以确定分辨率。

若在频谱的频率带(窗体)内存在特别多的数量的峰值的情况下，若不确保充分的分辨率，则不能够准确地表现此频谱。在这样的情况下，改变声音信号以使得频率分辨率变得适当才可以准确地测定空间的频率响应。

作为一例，若比较图12的(a)和(b)进行说明，则两种情况声压的最大最小值差异，即频谱的变动性全部一样，但是所述图12的(a)频谱相对平整，即在窗体内峰值的数量少，相反地，所述图12的(b)在窗体内峰值的数量多，因此，在所述图12的(a)中，例如频谱使用20个频率可以表示为20个点。但是，若想如所述图12的(b)那样将频谱正常地表现，则需要例如使用200个频率表示为200个点，因此，频率间隔或者频率分辨率需要窄成所述图12的(b)那样的程度。

在本发明中，可以评价频率分辨率的适宜性，并与其匹配地重置声音信号。若频率分辨率没有评价为适宜的情况，则可以改变中心频率，重新评价在其它带的频率中频率分辨率的适宜性，或者中心频率原封不动，调节分辨率(例如频率间隔)本身。

作为一例，针对频率分辨率的适宜性的评价可以基于频谱的斜率(分子是频率宽度，分母是声压宽度)来判断。例如，在将一个声压谱表现为针对具有频率间隔d的N个频率(横轴坐标值)的声压值(纵轴坐标值)的情况下，若频谱的斜率的绝对值的平均值小，即如所述图12的(a)那样频谱平整，则即使频率间隔d大，频谱的模样也可以适当地表现。相反地，频谱的斜率的绝对值的平均值越大，即，只有如所述图12的(b)那样在频谱有越多的数量的峰值，频率间隔d足够窄，才可以将此频谱完整地表示。

在频谱表示为针对N个频率的声压值的情况下，相邻频率之间的声压值的差异的绝对值p存在N-1个，但是，若将N-1个p全部加起来的值除以窗体宽度d×(N-1)，则其是频谱波形的斜率绝对值的平均值。另一方面，若在频谱表示为曲线的情况下，若针对存在于频谱的多个峰值，将最大值和最小值之差的绝对值全部加起来的数值除以窗体宽度，则其是频谱的斜率的绝对值的平均值。

参照所述图11，为了通过频率分辨率的适宜性评价选择声音信号，空间监视装置100掌握针对测定的空间的频率响应的窗体(S431)，并掌握频谱波形的斜率(S433)来算出斜率绝对值的平均值(S435)。并且，将算出的平均值与基准范围对比(S437)来评价频率分辨率的适宜性(S439)。

如此，可以通过针对要向对象空间发射的声音信号的频率分辨率的适宜性评价来判断声音信号是否适合于对象空间的监视，并根据判断结果重置声音信号。

图13是示出在根据本发明的声音信号自动设定方法中针对与噪音的区别性判断条件的实施例的流程图。

在对象空间存在的噪音和发射的声音信号在一定水准上相似而在声音信号和噪音间发生干涉的情况下，获得的空间的频率响应产生无法准确地反应监视对象空间的物理状态的问题。因此，有必要设定声音信号以使得可以回避在对象空间内存在的噪音区间。

另外，在对象空间内设置多个空间监视装置的情况下，若发射相互靠近的频率的声音信号，则在彼此不同的空间监视装置中发射的声音信号可以起到噪音的作用。因此，有必要设定各个空间监视装置都发射彼此不同的频率的声音信号。

在本发明中，可以掌握对象空间内的噪音，并评价发射的声音信号和噪音间的区别性来设定可以回避噪音区间的声音信号。

举示出在所述图13的(a)和(b)的两种一例说明用于判断与噪音的区别性的过程。

作为一例，所述图13的(a)是利用预先确保可靠性的空间的频率响应的情况。空间监视装置100在没有噪音的状态下测定而在拥有确保可靠性的空间的频率响应的状态下，可以在与噪音的区别性判断时提取其(S441a)。

并且，可以在现在时间点中发射声音信号并将其接收来将测定的空间的频率响应与在确保可靠性的状态下的空间的频率响应对比(S443a)来评价噪音的流入程度和区别性(S445a)。

作为另一例，所述图13的(b)是交替执行声音信号的发射区间和声音信号的未发射区间的同时掌握声音信号和与噪音的干涉性的情况。空间监视装置100如图14所示那样交替发射声音信号的S区间和不发射声音信号的N区间而工作，同时在S区间中，测定对象空间的声音信号，在N区间中测定对象空间的噪音(S441a)。并且，可以对比在S区间中测定的声音信号和在N区间中测定的噪音来掌握频率干涉程度(S443a)并评价与噪音的区别性(S445a)。

若声音信号和噪音的相互频率带不相同，则选择的声音信号可以确定为适合于对象空间的监视的声音信号。与此相反，若声音信号和噪音相互频率带相同为一定水准以上，则在声音信号和噪音间发生干涉，因此，选择的声音信号可以确定为不适合于对象空间的监视的声音信号，空间监视装置100可以执行声音信号的重置过程。

如此，通过针对向对象空间发射的声音信号的与噪音的区别性评价，可以判断声音信号是否适合于对象空间的监视，并根据判断结果重置声音信号。

评价在上述中观察的各种判断条件并根据其结果空间监视装置100可以重置声音信号。

在空间监视装置100重置单音的声音信号的情况下，可以通过调整发射开始点位的频率、发射结束点位的频率或者声音信号发射持续时间中的至少一个以上来重置发射的声音信号。

另外，在空间监视装置100重置包括多个频率成分的复合音的声音信号的情况下，可以调整频率间隔、中心频率或者频率数量中的至少一个以上来重置发射的声音信号。

进一步，在本发明中，空间监视装置100也可以拥有多个声音信号，并基于判断条件来评价每个声音信号而选择最适的声音信号。

与此相关，图15是示出针对在拥有的多个声音信号中选择的最适的声音信号的过程的实施例的流程图。

空间监视装置100可以选择拥有的声音信号中的一个(S610)，并将选择的声音信号向对象空间发射而接收对象空间的声音信号(S620)。

空间监视装置100可以基于接收的声音信号来测定空间的频率响应(S630)来评价根据判断条件的相应声音信号(S640)。在此，判断条件可以包括在前面说明的测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性或者与噪音的区别性中的至少一个以上。

并且，空间监视装置100可以根据针对拥有的多个声音信号中的一部分或者全部的判断结束与否(S650)来重新选择另一声音信号而根据判断条件反复地评价声音信号。作为一例，空间监视装置100可以提取拥有的多个声音信号中的中心频率隔开一定间隔的声音信号来执行评价。

在此，可以是，空间监视装置100拥有的多个声音信号是由频率随着时间变化的单音构成的各不相同的多个声音信号、由包括频率随着时间不变的多个频率成分的复合音构成的各不相同的多个声音信号、由包括频率随着时间变化的多个频率成分的复合音构成的各不相同的多个声音信号、单音和复合音交替的各不相同的多个声音信号等各种形式的声音信号。

空间监视装置100可以评价多个声音信号来选择最适的声音信号(S660)，但是，作为一例，可以针对对应于各个声音信号而测定的空间的频率响应的基于测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性或者与噪音的区别性中的至少一个以上的判断条件来算出针对各个声音信号的性能值，并对比针对各个声音信号的算出的性能值来确定最适的声音信号。作为一例，每个声音信号都可以乘以或者加上根据各个判断条件评价的评价值来算出最终性能值或者按照各个判断条件赋予加权值，并在根据各个判断条件评价的评价值考虑乘以或合算加权值来算出最终性能值。并且，可以对比多个声音信号的每一个的最终性能值来确定最适的声音信号。

若在选择的最适的声音信号是基准发射的声音信号的情况下，则没有重置声音信号的必要，若在与基准发射的声音信号不同的情况下，则空间监视装置100将要发射的声音信号重置为选择的最适的声音信号。

通过这样的过程空间监视装置100可以在拥有的多个声音信号中重置成最适于该对象空间的监视的声音信号而执行对象空间的监视。

在上述中，针对利用测定放入空间的频率响应来以一个以上的判断为基准判断声音信号的重置与否的所述第一方式的事例进行说明。但是，为了判断声音信号的重置与否，如在上面观察的所述第一方式那样测定的空间的频率响应，即也可以利用在频域上表示的频谱，但是，也可以应用利用在时域上接收的声音信号本身来判断声音信号的重置与否的第二方式。

所述第二方式也可以应用于包括多个频率成分的复合音的声音信号，但是，便利上，在以下以利用频率随着时间变化的单音的声音信号的情况为基准进行说明。

这样的所述第二方式将一定时间期间接收的声音信号或者实时接收的时域上的声音信号根据测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性、与噪音的区别性等的判断基准判断而确定声音信号的重置与否。

例如，为了判断测定的稳定性，可以反复已设定的次数程度来判断接收的时域上的声音信号相互间的相似性，从而评价测定的稳定性，并基于此来判断声音信号重置与否。

作为一例，为了判断频谱的变动性，也可以在时域上掌握实时接收的声压等的最大值和最小值之差并将其与基准范围对比来评价频谱的变动性。

作为另一例，为了判断频率分辨率的适宜性，可以在时域上掌握一定时间期间接收的声压变动斜率并将其与基准范围对比，从而评价频率分辨率的适宜性。

作为又另一例，可以将接收的声音信号与在之前接收并获得的声音信号比较或者在不发射声音信号的区间中与接收的噪音比较，从而评价与噪音的区别性。

如此，当基于各种判断基准来判断声音信号的重置与否时，其判断步骤没有必要必须是在测定通过所述第一方式的空间的频率响应之后形成，根据情况，也可以不经过空间的频率响应测定过程，根据所述第二方式接收声音信号之后或者基于将实时接收的时域上的声音信号本身作为判断基准来判断，从而判断声音信号的重置与否。

通过以上观察的本发明，可以通过考虑对象空间的形式、空间监视装置的设置位置、在对象空间中的固定的事物的配置改变等各种因素来自动重置声音信号以使得达到最适的感测性能。

尤其，解决了用户难以找到适当的声音信号的问题而可以自动地设定可以发挥最适的性能的声音信号。通过这样的声音信号的自动重置可以更准确地感测对象空间的情况。

以上的说明不过是将本发明的技术构思例示性地进行说明，在本发明所属的技术领域中具有通常的知识的人可以在不脱离本发明的本质上的特性的范围内进行各种修改以及变形。因此，记载于本发明的实施例是为了说明本发明的技术构思，而不是为了限定本发明的技术构思，本发明的技术构思不限于这样的实施例。本发明的保护范围应根据所附的权利要求书进行解释，并在与其等同范围内的所有技术构思应被解释为包括在本发明的权利范围内。

Claims (10)

1.一种空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，所述空间监视装置的声音信号自动设定方法包括：

声音信号发射步骤，向监视对象空间发射声音信号；

声音信号接收步骤，接收所述对象空间的声音信号；

空间的频率响应测定步骤，基于接收的声音信号来测定空间的频率响应；

声音信号重置判断步骤，基于设定的判断条件来判断测定的空间的频率响应而确定要发射的声音信号的重置与否；以及

声音信号重置步骤，根据声音信号的重置确定来改变并重置要发射的声音信号。

2.根据权利要求1所述的空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，

在所述声音信号重置判断步骤中，所述判断条件包括测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性和与噪音的区别性中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，

反复执行所述声音信号发射步骤至所述空间的频率响应测定步骤，

所述声音信号重置判断步骤基于反复测定的多个空间的频率响应相互间的相似性来评价测定的稳定性而判断声音信号重置与否。

4.根据权利要求1所述的空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，

所述声音信号重置判断步骤在所述测定的空间的频率响应中，将频谱的最大值和最小值之差或者散射度与基准范围对比，从而评价频谱的变动性并判断声音信号重置与否。

5.根据权利要求1所述的空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，

所述声音信号重置判断步骤在所述测定的空间的频率响应中，基于频谱波形的斜率来评价频率分辨率的适宜性并判断声音信号重置与否。

6.根据权利要求1所述的空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，

所述声音信号重置判断步骤将测定的空间的频率响应通过与之前获得的空间的频率响应或者不发射声音信号测定的噪音的比较来评价与噪音的区别性而判断声音信号重置与否。

7.根据权利要求1所述的空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，

所述声音信号重置步骤针对单音的声音信号，通过调整发射开始点位的频率、发射结束点位的频率和声音信号发射持续时间中的至少一个来重置要发射的声音信号。

8.根据权利要求1所述的空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，

所述声音信号重置步骤针对包括多个频率成分的复合音的声音信号，调整频率间隔、中心频率和频率数量中的至少一个来重置要发射的声音信号。

9.根据权利要求1所述的空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，

针对拥有的多个声音信号的每一个执行所述声音信号发射步骤至所述频率响应测定步骤，

所述声音信号重置判断步骤包括：

针对对应于各个声音信号所测定的空间的频率响应，基于测定的稳定性、频谱的变动性、频率分辨率的适宜性和与存在于所述对象空间的噪音的区别性中的至少一个的判断条件而算出针对各个声音信号的性能值的步骤；以及

对比针对各个声音信号的性能值来确定要发射的声音信号的重置与否的步骤。

10.一种空间监视装置的声音信号自动设定方法，其特征在于，所述空间监视装置的声音信号自动设定方法包括：

声音信号发射步骤，向监视对象空间发射声音信号；

声音信号接收步骤，接收所述对象空间的声音信号；

声音信号重置判断步骤，基于设定的判断条件来判断已接收或者实时接收的声音信号而确定要发射的声音信号的重置与否；以及

声音信号重置步骤，根据声音信号的重置确定来改变并重置要发射的声音信号。