監(jiān)控環(huán)境聲音的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種監(jiān)控環(huán)境聲音的方法和系統(tǒng)，方法包括以下步驟：(a)采集被監(jiān)控環(huán)境中的聲音；(b)過濾采集到的聲音以獲取帶有周期性特征的聲音；(c)提取帶有周期性特征的聲音的基頻；(d)將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對比；(e)當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，檢測帶有周期性特征的聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)；(f)基于提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作。本發(fā)明通過過濾提取周期性特征的聲音，對其進行識別以及進行相應(yīng)的操作，處理的數(shù)據(jù)量小、運算復(fù)雜度低、響應(yīng)速度快，可以實現(xiàn)對特定聲音的監(jiān)控。
【專利說明】監(jiān)控環(huán)境聲音的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地講，涉及一種監(jiān)控環(huán)境聲音的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]如今的智能設(shè)備如智能電視、智能手表等普及化程度越來越高，為了操作方便，很多智能設(shè)備配置了聲音識別功能，使得設(shè)備與人的交互更加緊密。但是要識別各種環(huán)境聲音，算法復(fù)雜度非常大，識別速度很慢，響應(yīng)時間較長，并且設(shè)備芯片頻繁運算也會非常耗電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種監(jiān)控環(huán)境聲音的方法及系統(tǒng)，以及解決現(xiàn)有技術(shù)中監(jiān)控環(huán)境聲音需要的算法復(fù)雜度高，響應(yīng)時間過長的問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種監(jiān)控環(huán)境聲音的方法，包括以下步驟:(a)采集被監(jiān)控環(huán)境中的聲音；(b)過濾采集到的聲音以獲取帶有周期性特征的聲音；(C)提取帶有周期性特征的聲音的基頻；(d)將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對比；(e)當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，檢測帶有周期性特征的聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)；(f)基于提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作。
[0005]優(yōu)選地，還包括步驟:預(yù)先存儲特定聲音的基頻；預(yù)先設(shè)置與所述特定聲音的基頻對應(yīng)的預(yù)定時間、所述特定聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)重復(fù)次數(shù)的閾值和對應(yīng)的操作。
[0006]優(yōu)選地，其中，步驟(f)包括:將提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)與預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值進行比較，當提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)達到預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值時，執(zhí)行與提取的基頻對應(yīng)的操作。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種監(jiān)控環(huán)境聲音的系統(tǒng)，包括:采集單元，用于采集被監(jiān)控環(huán)境中的聲音；過濾單元，用于過濾采集到的聲音以獲取帶有周期性特征的聲音；提取單元，用于提取帶有周期性特征的聲音的基頻；對比單元，將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對比；檢測單元，用于當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，檢測帶有周期性特征的聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)；執(zhí)行單元，用于基于提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作。
[0008]優(yōu)選地，系統(tǒng)還包括:預(yù)存單元，用于預(yù)先存儲特定聲音的基頻；預(yù)設(shè)單元，用于預(yù)先設(shè)置與所述特定聲音的基頻對應(yīng)的預(yù)定時間、所述特定聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)重復(fù)次數(shù)的閾值和對應(yīng)的操作。
[0009]優(yōu)選地，執(zhí)行單元通過將提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)與預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值進行比較，當提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)達到預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值時，來執(zhí)行與提取的基頻對應(yīng)的操作。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的方法和系統(tǒng)，通過過濾提取周期性特征的聲音，對其進行識別以及進行相應(yīng)的操作，處理的數(shù)據(jù)量小、運算復(fù)雜度低、響應(yīng)速度快，可以實現(xiàn)對特定聲音的監(jiān)控。
[0011]將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實施而得知。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的方法的流程圖；
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0015]現(xiàn)在，詳細描述本發(fā)明的實施例，其示例在附圖中表示，其中，相同的標號始終表示相同的部件。以下通過參考附圖描述實施例以解釋本發(fā)明。
[0016]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的方法的流程圖。
[0017]如圖1所示，在步驟101，采集被監(jiān)控環(huán)境中的聲音。
[0018]在步驟102，過濾采集到的聲音以獲取帶有周期性特征的聲音。
[0019]環(huán)境中的聲音包括能米集到的所有聲音，如在家居室內(nèi)的聲音可能有狗叫聲、小孩的哭聲、老人的咳嗽聲、人的打鼾聲等，這些聲音中有些是重復(fù)性發(fā)生的，即帶有周期性特征，如老人生病了，咳嗽的時候在一定時間內(nèi)會發(fā)生多次咳嗽聲，重復(fù)性發(fā)生的聲音很多帶有提示性的信息，如小狗在一定時間內(nèi)會發(fā)出多次叫聲，提示小狗餓了，需要給它喂食。對采集到的聲音進行過濾以獲取帶有周期性特征的聲音可通過很多現(xiàn)有的過濾方法來實現(xiàn)，因此在此不詳細描述。
[0020]在步驟103，提取獲取到的帶有周期性特征的聲音的基頻?；l是基音的頻率，決定整個音的音高，基音是每個聲音中頻率最低的純音，其強度最大。在現(xiàn)有技術(shù)中提取聲音的基頻有很多種算法，如自相關(guān)算法、諧波和頻譜平滑法，在此不詳細描述。基頻是聲音的一個原數(shù)據(jù)，與提取聲音的其他原數(shù)據(jù)相比，基頻更能反映一個聲音的特征。
[0021]由于在本方法中獲取帶有周期性特征的聲音，再對帶有周期性特征的聲音進行提取基頻、與其他基頻進行對比等，因此與將采集到的環(huán)境中的所有聲音進行處理相比，處理的數(shù)據(jù)量減小，處理速度加快。此外，為了進一步減小處理的數(shù)據(jù)量，還可以對獲取到的帶有周期性特征的聲音進行去噪的預(yù)處理，去噪的方法為現(xiàn)有技術(shù)，在此不詳細描述。
[0022]在步驟104，將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對比。
[0023]所述預(yù)先存儲的特定聲音的基頻為需要監(jiān)控的聲音的基頻，如家居室內(nèi)的聲音中的狗叫聲、小孩的哭聲、老人的咳嗽聲，將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對t匕，以判斷前述檢測到的周期性特征的聲音是否為需要監(jiān)控的聲音，該步驟僅將兩個聲音的基頻進行比較，因此與將兩個聲音的全部信息進行比較相比，處理的數(shù)據(jù)量小，算法簡單,處理速度快。
[0024]在步驟105，當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，檢測帶有周期性特征的聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)。換句話說，當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，即所述有周期性特征的聲音為需要監(jiān)控的聲音。所述預(yù)定時間可以預(yù)先進行設(shè)定，不同的基頻對應(yīng)的預(yù)定時間可以根據(jù)情況設(shè)置為相同或不相同。這樣通過檢測相同的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，可以得出周期性特征的聲音在預(yù)定時間內(nèi)發(fā)生的次數(shù)。
[0025]在步驟106，基于提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作。提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)代表的是聲音的類別和所述聲音在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，根據(jù)聲音的類別和其在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作，所述對應(yīng)的操作為對監(jiān)控到的聲音以及其在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)做出的響應(yīng)，該對應(yīng)關(guān)系可以預(yù)先進行設(shè)置。
[0026]根據(jù)上述步驟104，本方法可還包括步驟:預(yù)先存儲特定聲音的基頻，根據(jù)上述步驟105和106，本方法可還包括步驟:預(yù)先設(shè)置與所述特定聲音的基頻對應(yīng)的預(yù)定時間、所述特定聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)重復(fù)次數(shù)的閾值和對應(yīng)操作。所述特定聲音為需要監(jiān)控的聲音，如家居室內(nèi)的聲音中的狗叫聲、小孩的哭聲、老人的咳嗽聲。所述閥值可以由專業(yè)人員根據(jù)經(jīng)驗預(yù)先進行設(shè)定，也可以由用戶自己設(shè)置。所述對應(yīng)的操作為對特定的聲音以及其在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)做出的響應(yīng)。
[0027]優(yōu)選地，在步驟106中，通過將提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)與預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值進行比較，當提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)達到預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值時，來執(zhí)行與提取的基頻對應(yīng)的操作。所述對應(yīng)的操作為對監(jiān)控到的聲音以及其在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)做出的響應(yīng)，如上所述，該對應(yīng)關(guān)系可以預(yù)先進行設(shè)置，如小孩哭聲超過閥值，對應(yīng)的操作設(shè)置為播放動畫片；老人咳嗽聲超過閥值，對應(yīng)的操作設(shè)置為通知看護人；狗叫聲操作閥值，對應(yīng)的操作設(shè)置為打開寵物喂食機。
[0028]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的系統(tǒng)的框圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的系統(tǒng)包括:采集單元201、過濾單元202、提取單元203、對比單元204、檢測單元205、執(zhí)行單元206。
[0029]采集單元201用于采集被監(jiān)控環(huán)境中的聲音。過濾單元202用于過濾采集到的聲音以獲取帶有周期性特征的聲音。
[0030]所述環(huán)境中的聲音包括能采集到的所有聲音，如在家居室內(nèi)的聲音可能有狗叫聲、小孩的哭聲、老人的咳嗽聲、人的打鼾聲等，這些聲音中有些是重復(fù)性發(fā)生的，即帶有周期性特征，如老人生病了，咳嗽的時候在一定時間內(nèi)會發(fā)生多次咳嗽聲，重復(fù)性發(fā)生的聲音很多帶有提示性的信息，如小狗在一定時間內(nèi)會發(fā)出多次叫聲，提示小狗餓了，需要給它喂
含
P5: O
[0031]對采集到的聲音進行過濾以獲取帶有周期性特征的聲音可通過很多簡單的算法判斷或現(xiàn)有的電子設(shè)備來實現(xiàn)，比如，檢測聲音信號的波峰波谷，判斷時間差是否相近，在此不詳細描述。
[0032]提取單元203用于提取帶有周期性特征的聲音的基頻?；l是基音的頻率，決定整個音的音高，基音是每個聲音中頻率最低的純音，其強度最大。在現(xiàn)有技術(shù)中提取聲音的基頻有很多種算法，如自相關(guān)算法、諧波和頻譜平滑法，在此不詳細描述。
[0033]由于在本系統(tǒng)中獲取帶有周期性特征的聲音，再對帶有周期性特征的聲音進行提取基頻、與其他基頻進行對比等，因此與將采集到的環(huán)境中的所有聲音進行處理相比，處理的數(shù)據(jù)量減小，處理速度加快。此外，為了進一步減小處理的數(shù)據(jù)量，本系統(tǒng)還可以包括去噪單元，用于對獲取到的帶有周期性特征的聲音進行去噪的預(yù)處理，去噪的技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不詳細描述。
[0034]對比單元204將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對比。所述預(yù)先存儲的特定聲音的基頻為需要監(jiān)控的聲音的基頻，如家居室內(nèi)的聲音中的狗叫聲、小孩的哭聲、老人的咳嗽聲，將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對比，以判斷前述檢測到的周期性特征的聲音是否為需要監(jiān)控的聲音，這樣僅需將兩個聲音的基頻進行比較，因此與將兩個聲音的全部信息進行比較相比，處理的數(shù)據(jù)量小，算法簡單，處理速度快。
[0035]檢測單元205用于當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，檢測帶有周期性特征的聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)。換句話說，當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，即所述有周期性特征的聲音為需要監(jiān)控的聲音。所述預(yù)定時間可以預(yù)先進行設(shè)定，不同的基頻對應(yīng)的預(yù)定時間可以根據(jù)情況設(shè)置為相同或不相同。這樣通過檢測相同的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，可以得出周期性特征的聲音在預(yù)定時間內(nèi)發(fā)生的次數(shù)。
[0036]執(zhí)行單元206用于基于提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作。提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)代表的是聲音的類別和所述聲音在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，根據(jù)聲音的類別和其在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作，所述對應(yīng)的操作為對監(jiān)控到的聲音以及其在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)做出的響應(yīng)，該對應(yīng)關(guān)系可以預(yù)先進行設(shè)置。
[0037]根據(jù)以上描述，本系統(tǒng)還可以包括:用于預(yù)先存儲特定聲音的基頻的預(yù)存單元(未在圖中示出)；用于預(yù)先設(shè)置與所述特定聲音的基頻對應(yīng)的預(yù)定時間、所述特定聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)重復(fù)次數(shù)的閾值和對應(yīng)的操作的預(yù)設(shè)單元(未在圖中示出)。所述特定聲音為需要監(jiān)控的聲音，如家居室內(nèi)的聲音中的狗叫聲、小孩的哭聲、老人的咳嗽聲。所述閥值可以由專業(yè)人員根據(jù)經(jīng)驗預(yù)先進行設(shè)定，也可以由用戶自己設(shè)置。所述對應(yīng)的操作為對特定的聲音以及其在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)做出的響應(yīng)。
[0038]優(yōu)選地，執(zhí)行單元206可通過將提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)與預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值進行比較，當提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)達到預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值時，來執(zhí)行與提取的基頻對應(yīng)的操作。所述對應(yīng)的操作為對監(jiān)控到的聲音以及其在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)做出的響應(yīng)，該對應(yīng)關(guān)系可以預(yù)先進行設(shè)置，如小孩哭聲超過閥值，對應(yīng)的操作設(shè)置為播放動畫片；老人咳嗽聲超過閥值，對應(yīng)的操作設(shè)置為通知看護人；狗叫聲超過閥值，對應(yīng)的操作設(shè)置為打開寵物喂食機。
[0039]根據(jù)本發(fā)明實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的方法和系統(tǒng)，通過過濾提取周期性特征的聲音，對其進行識別以及進行相應(yīng)的操作，處理的數(shù)據(jù)量小、運算復(fù)雜度低、響應(yīng)速度快，可以實現(xiàn)對特定聲音的監(jiān)控。
[0040]此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的方法可以被實現(xiàn)為計算機程序。
[0041]此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的監(jiān)控環(huán)境聲音的系統(tǒng)中各個單元可被實現(xiàn)硬件組件。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)限定的各個單元所執(zhí)行的處理，可以例如使用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)來實現(xiàn)各個單元。[0042]盡管已經(jīng)參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種監(jiān)控環(huán)境聲音的方法，其特征在于，包括以下步驟: (a)米集被監(jiān)控環(huán)境中的聲音； (b)過濾采集到的聲音以獲取帶有周期性特征的聲音； (c)提取帶有周期性特征的聲音的基頻； (d)將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對比； (e)當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，檢測帶有周期性特征的聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)； (f)基于提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控環(huán)境聲音的方法，還包括: 預(yù)先存儲特定聲音的基頻； 預(yù)先設(shè)置與所述特定聲音的基頻對應(yīng)的預(yù)定時間、所述特定聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)重復(fù)次數(shù)的閾值和對應(yīng)的操作。
3.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)控環(huán)境聲音的方法，其中，在步驟(f)中，通過將提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)與預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值進行比較，當提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)達到預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值時，來執(zhí)行與提取的基頻對應(yīng)的操作。
4.一種監(jiān)控環(huán)境聲音的系統(tǒng),其特征在于,包括: 采集單元，用于采集被監(jiān)控環(huán)境中的聲音； 過濾單元，用于過濾采集到的聲音以獲取帶有周期性特征的聲音； 提取單元，用于提取帶有周期性特征的聲音的基頻； 對比單元，用于將提取的基頻與預(yù)先存儲的特定聲音的基頻進行對比； 檢測單元，用于當預(yù)先存儲的特定聲音的基頻中含有提取的基頻時，檢測帶有周期性特征的聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)； 執(zhí)行單元，用于基于提取的基頻和所述基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)，執(zhí)行對應(yīng)的操作。
5.如權(quán)利要求4所述的監(jiān)控環(huán)境聲音的系統(tǒng),還包括: 預(yù)存單元，用于預(yù)先存儲特定聲音的基頻； 預(yù)設(shè)單元，用于預(yù)先設(shè)置與所述特定聲音的基頻對應(yīng)的預(yù)定時間、所述特定聲音的基頻在預(yù)定時間內(nèi)重復(fù)次數(shù)的閾值和對應(yīng)的操作。
6.如權(quán)利要求5所述的監(jiān)控環(huán)境聲音的系統(tǒng)，其中，執(zhí)行單元通過將提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)與預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值進行比較，當提取的基頻在預(yù)定時間內(nèi)出現(xiàn)的次數(shù)達到預(yù)先設(shè)置的與提取的基頻對應(yīng)的閾值時，來執(zhí)行與提取的基頻對應(yīng)的操作。
【文檔編號】G10L15/20GK103778916SQ201310751349
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】陳敏敏, 宋萍 申請人:三星電子（中國）研發(fā)中心, 三星電子株式會社