[發(fā)明專利]一種基于云基礎(chǔ)架構(gòu)平臺的二維聲源跟蹤系統(tǒng)及其工作方法與應用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710207209.9
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106899806A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 王曄;吳登勇;陳乃闊
• 申請（專利權(quán)）人: 山東超越數(shù)控電子有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N7/15;H04N7/18;H04L29/08
• 代理公司: 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219
• 代理人: 呂利敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于云基礎(chǔ)架構(gòu)平臺的二維聲源跟蹤系統(tǒng)及其工作方法與應用，屬于聲源跟蹤的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在視頻會議、家庭防盜等系統(tǒng)中，往往因為攝像頭的位置和方向是固定的，而使得監(jiān)控存在盲區(qū)。而人的活動往往伴隨著一定的聲音存在。如果能夠利用這一特征，讓攝像頭實時跟蹤聲源，就會使得攝像頭的盲區(qū)變小甚至消除，從而讓攝像頭實時跟蹤聲源(人)，使聲源實時處于視頻畫面中。

傳統(tǒng)的視頻跟蹤系統(tǒng)往往價格昂貴,在高昂的價格面前，更多的人選擇手動來控制攝像頭。而在家庭防盜中，不法分子往往通過事先踩點，尋找攝像頭的盲區(qū)進行作案。所以就非常迫切的需要這樣一套能根據(jù)聲音的發(fā)源地進行自動轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)，去實時的跟蹤拍攝，及時做數(shù)據(jù)分析的工作，并且價格更容易被推廣。

中國專利文獻CN205490942U一種基于語音識別的攝像機自動定位系統(tǒng)，包括：麥克風陣列、攝像裝置和處理工作站；麥克風陣列，用于對目標區(qū)域聲源進行探測，獲得聲源目標的位置信息，并根據(jù)所述位置信息，向攝像裝置和處理工作站發(fā)出控制信號；攝像裝置，與所述麥克風陣列和處理工作站連接，用于根據(jù)麥克風陣列輸出的位置信息調(diào)整位置并進行攝像；處理工作站，用于根據(jù)所述麥克風陣列輸出的位置信息，存儲接收所述攝像裝置輸入的數(shù)據(jù)，同時輸出所存儲的聲音、影像數(shù)據(jù)，通過本系統(tǒng)解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法及時錄制發(fā)言這視頻的問題。

中國專利文獻CN103002250A公開了一種聲源監(jiān)視系統(tǒng)及其方法，聲源監(jiān)視系統(tǒng)包括收音模塊、聲音檢測模塊、聲源定位模塊與攝影模塊。收音模塊用以接收多個聲音信號。聲音檢測模塊用以將收音模塊所接收的聲音信號相加且正規(guī)化而形成的整合信號或每一聲音信號切割成多個子頻帶，計算每一子頻帶與背景噪聲的信噪比，據(jù)以決定是否輸出收音模塊所接收的聲音信號至聲源定位模塊。

中國專利文獻CN102572282A公開一種智能追蹤裝置，應用于一終端，且該終端放置在匹配的動力裝置中，該智能追蹤裝置包括聲音輸入單元、控制單元、攝像單元、驅(qū)動單元和包括人臉識別模塊、人臉追蹤模塊和聲音信號處理模塊的追蹤控制單元。人臉追蹤模塊根據(jù)人臉識別模塊識別的攝像單元捕捉的人臉圖像信息產(chǎn)生識別信號，控制單元根據(jù)該識別信號控制驅(qū)動單元以驅(qū)動動力裝置相應運動。

通過現(xiàn)有專利文獻可知，上述的視頻跟蹤系統(tǒng)并不適用于音視頻會議中，因為視頻房間通常較小，容易產(chǎn)生多個音頻矩陣，如采用多個視頻跟蹤系統(tǒng)，則占據(jù)空間較大影響美觀。在舞臺和視頻會議中，聲源定位跟蹤技術(shù)相對于其他技術(shù)具有很多優(yōu)點。聲源定位跟蹤可實現(xiàn)全自動的工作模式，工作過程中不需要人為控制操縱。與相同功能的紅外跟蹤定位系統(tǒng)相比，跟蹤目標身上不需要攜帶紅外發(fā)射裝置，不必考慮紅外發(fā)射的角度，頻率等問題。與采用圖像識別實現(xiàn)跟蹤的方法相比，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、算法等各方面更為簡單。同時若將攝像頭換成聚光燈，也可實現(xiàn)燈管的自動跟蹤控制。現(xiàn)有的設計中，如果要確定一個二維平面的點，至少需要三個麥克風作為傳感器接收信號。本設計采用兩個麥克風作為系統(tǒng)傳感器，使用卡爾曼濾波算法和三角定位算法相結(jié)合的方法實現(xiàn)定位操作。比現(xiàn)有的設計減少一個麥克風，使系統(tǒng)體積更小，同時也降低了麥克風安放的要求，使麥克風可以根據(jù)具體環(huán)境更加靈活的放置。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于云基礎(chǔ)架構(gòu)平臺的二維聲源跟蹤系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)多個音頻矩陣特性，同時結(jié)合人的雙耳結(jié)構(gòu)設計了二維聲源跟蹤系統(tǒng)，根據(jù)需要結(jié)合不同傳感器對聲源目標進行監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)實時上傳到云端，供云端服務器分析并提取聲音特征信號，供以后系統(tǒng)根據(jù)該聲音特征信號提取更精確的參數(shù)。

本發(fā)明還提供一種上述系統(tǒng)的工作方法。

該系統(tǒng)還可應用于多種跟蹤領(lǐng)域。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于云基礎(chǔ)架構(gòu)平臺的二維聲源跟蹤系統(tǒng)，包括受舵機控制的云臺、在所述云臺上設置有針對聲源目標進行監(jiān)測的監(jiān)測部、在所述監(jiān)測部的兩側(cè)對稱設置有聲音傳感器和控制模塊；所述控制模塊用于采集所述聲音傳感器的聲音參數(shù)并通過處理所述聲音參數(shù)確定聲源目標位置，然后控制舵機、旋轉(zhuǎn)云臺使所述監(jiān)測部最大限度采集聲源目標的實時數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述監(jiān)測部為攝像機，對應的，所述聲源目標的實時數(shù)據(jù)為實時影像數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述控制模塊還通過網(wǎng)絡與云端服務器連接：實現(xiàn)將所述聲源音頻、聲源目標的實時數(shù)據(jù)與時間、地點參數(shù)打包后上傳至云端服務器儲存和/或特征分析、信息提取。