專利名稱：一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)，屬于應(yīng)用聲學(xué)與自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聲源定位技術(shù)就是根據(jù)麥克風(fēng)接收的數(shù)據(jù)確定聲源的位置，傳統(tǒng)定位是采用雷達(dá)技術(shù)，而基于麥克風(fēng)陣列的定位系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的雷達(dá)跟蹤定位而言具有隱蔽性、不易受干擾等特點(diǎn)?；邴溈孙L(fēng)陣列的聲源定位技術(shù)是指由一定的幾何結(jié)構(gòu)排列而成的若干個(gè)麥克風(fēng)組成的陣列，同一聲源到達(dá)不同麥克風(fēng)的時(shí)間不一樣，通過采集聲源到達(dá)不同麥克風(fēng)的時(shí)間延遲再將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可以將三維空間聲源的位置準(zhǔn)確地計(jì)算出來。本發(fā)明專門針對小區(qū)域設(shè)計(jì)了一個(gè)較高精度的實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)。采用四個(gè)麥克風(fēng)對聲源信號進(jìn)行探測，測得每兩個(gè)點(diǎn)接收到聲源信號的時(shí)間延遲和麥克風(fēng)的接收順序。上位機(jī)根據(jù)時(shí)間延遲、接收順序和四個(gè)麥克風(fēng)的位置可以快速準(zhǔn)確地計(jì)算出聲源的位置。然后上位機(jī)控制監(jiān)控裝置轉(zhuǎn)向聲音信號的三維坐標(biāo)方向，監(jiān)控裝置采集到圖像后傳給上位機(jī)，上位機(jī)控制圖像處理系統(tǒng)處理該圖像，修正監(jiān)控裝置的監(jiān)控范圍，并且控制監(jiān)控裝置轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)聲音信號的準(zhǔn)確監(jiān)控。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明屬于應(yīng)用聲學(xué)和自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，這種三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)能夠采集聲音信號并通過上位機(jī)計(jì)算出聲源坐標(biāo)，監(jiān)控裝置觀察范圍自動(dòng)轉(zhuǎn)向聲源坐標(biāo)，再利用圖像處理技術(shù)對聲源圖像進(jìn)行準(zhǔn)確定位。1.該系統(tǒng)由聲音采集系統(tǒng)(1)、下位機(jī)O)、上位機(jī)(3)、圖像處理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控裝置( 組成；聲音采集系統(tǒng)(1)與下位機(jī)( 連接，下位機(jī)( 與上位機(jī)C3)通過串口連接，視頻監(jiān)控裝置( 與圖像處理系統(tǒng)(4)連接，圖像處理系統(tǒng)(4)與上位機(jī)(3)連接。所述的一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于聲音采集系統(tǒng)(1)包含4路不同位置的麥克風(fēng)(11)組成。所述的一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于下位機(jī)(2)包含信號放大電路、比較電路。上位機(jī)( 包含聲音位置計(jì)算系統(tǒng)和圖像處理程序和視頻監(jiān)控裝置控制程序；聲音采集裝置(1)由4個(gè)固定坐標(biāo)的麥克風(fēng)(11)組成，麥克風(fēng)(11)可以根據(jù)需要安置于空間任意位置坐標(biāo)。當(dāng)有聲源處于聲音采集裝置(1)采集范圍之內(nèi)時(shí)，4個(gè)麥克風(fēng)(11)將采集到的聲音信號通過下位機(jī)( 轉(zhuǎn)換為電信號傳輸?shù)缴衔粰C(jī)(3)，上位機(jī)C3)通過計(jì)算可以得到聲音信號傳到各個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)間差，再計(jì)算得到聲源到各個(gè)麥克風(fēng)的距離，計(jì)算出聲源大致的三維坐標(biāo)。[0010]上位機(jī)C3)將得到的大致聲源坐標(biāo)以信號的形式傳遞給圖像處理系統(tǒng)(4)，圖像處理系統(tǒng)(4)控制視頻監(jiān)控裝置( 轉(zhuǎn)向聲源坐標(biāo)位置，采集到初始圖像。視頻監(jiān)控裝置(5)將初始圖像傳遞回圖像處理系統(tǒng)，經(jīng)過圖像處理，再次調(diào)整視頻監(jiān)控裝置( 準(zhǔn)確定位聲源坐標(biāo)，得到最終圖像，最終的監(jiān)控圖像可在上位機(jī)C3)觀察并得到。本發(fā)明的有益效果在于能夠?qū)β曇暨M(jìn)行定位并能驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)對該聲音進(jìn)行實(shí)施的監(jiān)控；有利于解決當(dāng)前固定的攝像頭在實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)存在視頻監(jiān)控死角的問題。

圖1是聲音采集裝置示意圖；圖2是一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖1所示的一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)中的聲音采集裝置(1)示意圖，由4 個(gè)麥克風(fēng)(11)組成，4個(gè)麥克風(fēng)(11)的三維坐標(biāo)各不相同。圖2所示的是一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)示意圖，其中視頻監(jiān)控裝置( 位于三維空間某一位置，位置可任意放置。當(dāng)有聲音信號時(shí)，聲音采集系統(tǒng)(1)能夠采集到聲源信號，4個(gè)麥克風(fēng)(11)將采集到的聲音信號通過下位機(jī)( 轉(zhuǎn)換為電信號傳輸?shù)缴衔粰C(jī)(3)，上位機(jī)C3)通過計(jì)算得到聲音信號傳到各個(gè)麥克風(fēng)的時(shí)間差，再經(jīng)過計(jì)算得到聲源到各個(gè)麥克風(fēng)的距離，計(jì)算出聲源大致的三維坐標(biāo)。上位機(jī)C3)將得到的大致聲源坐標(biāo)以數(shù)據(jù)的形式傳遞給圖像處理系統(tǒng) G)，圖像處理系統(tǒng)(4)控制視頻監(jiān)控裝置( 轉(zhuǎn)向聲源坐標(biāo)位置，采集到初始圖像。視頻監(jiān)控裝置( 將采集到的初始圖像傳遞給圖像處理系統(tǒng)G)，經(jīng)過圖像處理，再次調(diào)整視頻監(jiān)控裝置( 準(zhǔn)確定位聲源坐標(biāo)，可以在上位機(jī)(3)中得到并監(jiān)控最終聲源圖像。
權(quán)利要求1.一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為由聲音采集系統(tǒng)(1)、下位機(jī)O)、上位機(jī)(3)、圖像處理系統(tǒng)(4)和視頻監(jiān)控裝置( 組成；聲音采集系統(tǒng)(1)與下位機(jī)( 連接， 下位機(jī)( 與上位機(jī)C3)通過串口連接，視頻監(jiān)控裝置( 與圖像處理系統(tǒng)(4)連接，圖像處理系統(tǒng)(4)與上位機(jī)(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于聲音采集系統(tǒng)(1)包含4路不同位置的麥克風(fēng)(11)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于下位機(jī)(2) 包含信號放大電路、比較電路。
專利摘要一種實(shí)時(shí)三維聲源圖像監(jiān)控系統(tǒng)，屬于聲學(xué)、自動(dòng)化和圖像處理領(lǐng)域；其特征為由聲音采集系統(tǒng)(1)、下位機(jī)(2)、上位機(jī)(3)、圖像處理系統(tǒng)(4)和視頻監(jiān)控裝置(5)組成；四路聲音采集系統(tǒng)(1)采集到聲音信號后由下位機(jī)(2)處理，下位機(jī)(2)將四路聲音采集系統(tǒng)(1)采集到的聲音信號的時(shí)間延遲傳送給上位機(jī)(3)，上位機(jī)(3)計(jì)算出聲音信號的三維坐標(biāo)，然后上位機(jī)(3)控制監(jiān)控裝置(5)轉(zhuǎn)向聲音信號的三維坐標(biāo)方向，監(jiān)控裝置(5)采集到圖像后傳給上位機(jī)(3)，上位機(jī)(3)控制圖像處理系統(tǒng)(4)處理該圖像，修正監(jiān)控裝置(5)的監(jiān)控范圍，并且控制監(jiān)控裝置(5)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)聲音信號的準(zhǔn)確監(jiān)控。
文檔編號H04N7/18GK202095037SQ20112013826
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者葉蘭芝, 吳斌, 張淑琴, 沈天禛, 沈常宇, 牟晟, 王科, 蔣曄婷, 蔡丹丹, 褚金雷, 鄒新, 鐘川 申請人:中國計(jì)量學(xué)院