[發明專利]基于聲波的空間狀態檢測裝置、系統與方法

有效

• 申請號: 201410733942.0
• 申請日: 2014-12-04
• 公開（公告）號: CN105721066B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 陳明彥;王家慶;張振魁;林昶宏
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: H04B11/00
• 分類號: H04B11/00
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

1.一種基于聲波的空間狀態檢測裝置，包括：

發音單元，用于向空間中發送聲波；

收音單元，用于接收該聲波于該空間中變化后的聲波以作為聲音感應信號，其中該聲波以及該變化后的聲波是可聞聲波；

信號處理單元，耦接到該收音單元以接收該聲音感應信號，且根據該聲音感應信號產生空間狀態特征參數；以及

決策單元，耦接到該信號處理單元以接收該空間狀態特征參數，且根據該空間狀態特征參數來檢測該空間狀態的變化。

2.如權利要求1所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該信號處理單元包括：

信號擷取單元，接收該聲音感應信號并擷取該聲音感應信號中的有效信號；以及

第一計算單元，耦接到該信號擷取單元以接收該有效信號，并根據該有效信號來計算該空間狀態特征參數。

3.如權利要求2所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該聲音感應信號包括直達音區段以及反射音區段。

4.如權利要求3所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該信號擷取單元包括：

振幅計算單元，接收該聲音感應信號以計算該聲音感應信號的平均振幅，并輸出平均振幅數值；以及

音波濾除單元，接收該聲音感應信號，耦接到該振幅計算單元以接收該平均振幅數值，且根據該平均振幅數值來對該聲音感應信號進行濾波以產生該有效信號。

5.如權利要求4所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該音波濾除單元用以濾除該聲音感應信號中的該直達音區段，

其中，該音波濾除單元判斷該聲音感應信號的振幅是否持續小于該平均振幅數值達一段預定時間，若判斷結果為是，則將該預定時間之后的該聲音感應信號輸出以作為該有效信號，否則將該預定時間之內和該預定時間之前的該聲音感應信號濾除。

6.如權利要求2所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該第一計算單元根據該有效信號來產生至少一特征參數，并輸出該空間狀態特征參數，

其中，該空間狀態特征參數包括該特征參數或該特征參數的統計量。

7.如權利要求6所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該特征參數包括：

頻域特征參數，包括音頻頻譜包絡、音頻頻譜質心、音頻頻譜離散度或音頻頻譜平坦度；或是

時域特征參數，包括該有效信號的振幅的局部能量、該有效信號的該振幅的峰值統計量或該空間的殘響時間。

8.如權利要求7所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該第一計算單元產生該頻域特征參數的期望值或標準偏差或是產生該時域特征參數的期望值或標準偏差，

其中，該第一計算單元輸出該頻域特征參數的期望值或標準偏差或是輸出該時域特征參數的期望值或標準偏差以作為該特征參數的統計量；或是

該第一計算單元合并該時域特征參數的期望值與標準偏差或是合并該頻域特征參數的期望值與標準偏差以作為該特征參數的統計量。

9.如權利要求1所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該發音單元周期性地或隨機性地向該空間中發送該聲波且該信號處理單元產生對應的該空間狀態特征參數。

10.如權利要求9所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該檢測裝置包括初始模式以及檢測模式，其中該決策單元包括：

設定單元，當該檢測裝置操作于該初始模式時，接收對應該初始模式的該空間狀態特征參數，且根據對應該初始模式的該空間狀態特征參數來決定門坎值；以及

判斷單元，耦接到該設定單元以接收該門坎值，當該檢測裝置操作于該檢測模式時，該判斷單元接收對應該檢測模式的該空間狀態特征參數，且根據該門坎值與對應該檢測模式的該空間狀態特征參數來判斷該空間狀態是否發生變化。

11.如權利要求10所述的基于聲波的空間狀態檢測裝置，其特征在于，該設定單元根據Z檢定或歐氏距離來設定該門坎值。