CN202095037U - 一种实时三维声源图像监控系统 - Google Patents

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邹新
张淑琴
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钟川
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王科
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蒋晔婷
蔡丹丹
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Abstract

一种实时三维声源图像监控系统，属于声学、自动化和图像处理领域；其特征为：由声音采集系统(1)、下位机(2)、上位机(3)、图像处理系统(4)和视频监控装置(5)组成；四路声音采集系统(1)采集到声音信号后由下位机(2)处理，下位机(2)将四路声音采集系统(1)采集到的声音信号的时间延迟传送给上位机(3)，上位机(3)计算出声音信号的三维坐标，然后上位机(3)控制监控装置(5)转向声音信号的三维坐标方向，监控装置(5)采集到图像后传给上位机(3)，上位机(3)控制图像处理系统(4)处理该图像，修正监控装置(5)的监控范围，并且控制监控装置(5)转动实现声音信号的准确监控。

Description

一种实时三维声源图像监控系统
技术领域
本实用新型涉及一种实时三维声源图像监控系统，属于应用声学与自动化技术领域。 
背景技术
声源定位技术就是根据麦克风接收的数据确定声源的位置，传统定位是采用雷达技术，而基于麦克风阵列的定位系统相对于传统的雷达跟踪定位而言具有隐蔽性、不易受干扰等特点。基于麦克风阵列的声源定位技术是指由一定的几何结构排列而成的若干个麦克风组成的阵列，同一声源到达不同麦克风的时间不一样，通过采集声源到达不同麦克风的时间延迟再将得到的数据进行计算，可以将三维空间声源的位置准确地计算出来。 
本发明专门针对小区域设计了一个较高精度的实时三维声源图像监控系统。采用四个麦克风对声源信号进行探测，测得每两个点接收到声源信号的时间延迟和麦克风的接收顺序。上位机根据时间延迟、接收顺序和四个麦克风的位置可以快速准确地计算出声源的位置。然后上位机控制监控装置转向声音信号的三维坐标方向，监控装置采集到图像后传给上位机，上位机控制图像处理系统处理该图像，修正监控装置的监控范围，并且控制监控装置转动实现声音信号的准确监控。 
发明内容
本发明属于应用声学和自动化技术领域，这种三维声源图像监控系统能够采集声音信号并通过上位机计算出声源坐标，监控装置观察范围自动转向声源坐标，再利用图像处理技术对声源图像进行准确定位。 
1.该系统由声音采集系统(1)、下位机(2)、上位机(3)、图像处理系统(4) 和视频监控装置(5)组成；声音采集系统(1)与下位机(2)连接，下位机(2)与上位机(3)通过串口连接，视频监控装置(5)与图像处理系统(4)连接，图像处理系统(4)与上位机(3)连接。 
所述的一种实时三维声源图像监控系统，其特征在于：声音采集系统(1)包含4路不同位置的麦克风(11)组成。 
所述的一种实时三维声源图像监控系统，其特征在于：下位机(2)包含信号放大电路、比较电路。 
上位机(3)包含声音位置计算系统和图像处理程序和视频监控装置控制程序；声音采集装置(1)由4个固定坐标的麦克风(11)组成，麦克风(11)可以根据需要安置于空间任意位置坐标。 
当有声源处于声音采集装置(1)采集范围之内时，4个麦克风(11)将采集到的声音信号通过下位机(2)转换为电信号传输到上位机(3)，上位机(3)通过计算可以得到声音信号传到各个麦克风的时间差，再计算得到声源到各个麦克风的距离，计算出声源大致的三维坐标。 
上位机(3)将得到的大致声源坐标以信号的形式传递给图像处理系统(4)，图像处理系统(4)控制视频监控装置(5)转向声源坐标位置，采集到初始图像。 
视频监控装置(5)将初始图像传递回图像处理系统(4)，经过图像处理，再次调整视频监控装置(5)准确定位声源坐标，得到最终图像，最终的监控图像可在上位机(3)观察并得到。 
本发明的有益效果在于能够对声音进行定位并能驱动摄像机转动对该声音进行实施的监控；有利于解决当前固定的摄像头在实时监控时存在视频监控死角的问题。 
附图说明
图1是声音采集装置示意图； 
图2是一种实时三维声源图像监控系统示意图。 
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明： 
如图1所示的一种实时三维声源图像监控系统中的声音采集装置(1)示意图，由4个麦克风(11)组成，4个麦克风(11)的三维坐标各不相同。图2所示的是一种实时三维声源图像监控系统示意图，其中视频监控装置(5)位于三维空间某一位置，位置可任意放置。 
当有声音信号时，声音采集系统(1)能够采集到声源信号，4个麦克风(11)将采集到的声音信号通过下位机(2)转换为电信号传输到上位机(3)，上位机(3)通过计算得到声音信号传到各个麦克风的时间差，再经过计算得到声源到各个麦克风的距离，计算出声源大致的三维坐标。上位机(3)将得到的大致声源坐标以数据的形式传递给图像处理系统(4)，图像处理系统(4)控制视频监控装置(5)转向声源坐标位置，采集到初始图像。视频监控装置(5)将采集到的初始图像传递给图像处理系统(4)，经过图像处理，再次调整视频监控装置(5)准确定位声源坐标，可以在上位机(3)中得到并监控最终声源图像。 

Claims (3)

1.一种实时三维声源图像监控系统，其特征为：由声音采集系统(1)、下位机(2)、上位机(3)、图像处理系统(4)和视频监控装置(5)组成；声音采集系统(1)与下位机(2)连接，下位机(2)与上位机(3)通过串口连接，视频监控装置(5)与图像处理系统(4)连接，图像处理系统(4)与上位机(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种实时三维声源图像监控系统，其特征在于：声音采集系统(1)包含4路不同位置的麦克风(11)组成。
3.根据权利要求1所述的一种实时三维声源图像监控系统，其特征在于：下位机(2)包含信号放大电路、比较电路。 
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