本發(fā)明涉及安全監(jiān)控技術(shù)，尤指一種監(jiān)控系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前市面上的大多數(shù)監(jiān)控?cái)z像機(jī)都只能設(shè)置于固定方位或者在人工操作下可以調(diào)整拍攝角度，但無(wú)法在事故發(fā)生時(shí)保證攝像機(jī)的拍攝角度正對(duì)事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)。

針對(duì)現(xiàn)有的固定設(shè)置或人工調(diào)整拍攝角度的監(jiān)控?cái)z像頭的缺陷，目前提出了一種基于聲音識(shí)別定位的攝像機(jī)。這種基于聲音識(shí)別的攝像機(jī)加裝了一個(gè)強(qiáng)指向型拾音器。當(dāng)處于聲音識(shí)別模式時(shí)，攝像機(jī)和強(qiáng)指向型拾音器一同轉(zhuǎn)動(dòng)。強(qiáng)指向型拾音器采集攝像頭指向方向的聲音，并分析該聲音的頻率特征。將頻率特征與數(shù)據(jù)庫(kù)中已經(jīng)存儲(chǔ)的異常聲音特征相比對(duì)。如果比對(duì)成功，則向監(jiān)控中心發(fā)出警報(bào)，并將采集到的聲音傳給監(jiān)控中心。同時(shí)，停止攝像機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種監(jiān)控系統(tǒng)和方法，能夠使得監(jiān)控?cái)z像機(jī)及時(shí)地對(duì)準(zhǔn)事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝。

為了達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種監(jiān)控方法，所述方法應(yīng)用于一監(jiān)控系統(tǒng)，所述方法包括：

所述系統(tǒng)采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；

當(dāng)基于所述聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定所述監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)時(shí)，所述系統(tǒng)根據(jù)所述聲音信號(hào)確定聲源位置；

所述系統(tǒng)根據(jù)所述聲源位置進(jìn)行圖像采集。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)，包括：所述系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的至少一個(gè)拾音器采集所述監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；

相應(yīng)地，所述系統(tǒng)根據(jù)所述采集到的聲音信號(hào)確定聲源位置，包括：

所述系統(tǒng)獲取各拾音器采集到聲音信號(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間；

所述系統(tǒng)根據(jù)所述各拾音器對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間獲取波峰到達(dá)時(shí)間差；

所述系統(tǒng)根據(jù)所述波峰到達(dá)時(shí)間差以及各拾音器對(duì)應(yīng)的設(shè)置位置按照預(yù)設(shè)的定位算法獲取聲源位置。

進(jìn)一步的，所述拾音器的數(shù)量為4；每個(gè)拾音器分別設(shè)置于邊長(zhǎng)為2d的正方形邊長(zhǎng)的中點(diǎn)；以及，所述各拾音器采集到聲音信號(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間分別為t₁、t₂、t₃、t₄；以及，所述波峰到達(dá)時(shí)間差分別為：▽T₁＝t₁-t₂、▽T₂＝t₁-t₃、▽T₃＝t₁-t₄；

相應(yīng)地，所述系統(tǒng)根據(jù)所述波峰到達(dá)時(shí)間差以及各拾音器對(duì)應(yīng)的設(shè)置位置按照預(yù)設(shè)的定位算法獲取聲源位置，包括：

所述系統(tǒng)根據(jù)所述波峰到達(dá)時(shí)間差▽T₁、▽T₂、▽T₃以及式1至式3獲取聲源位置：

其中，u表示聲速；(S_x,S_y,S_z)為聲源位置。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)根據(jù)所述聲源位置進(jìn)行圖像采集，包括：

所述系統(tǒng)根據(jù)所述聲源位置以及預(yù)設(shè)的初始方向獲取采集圖像的方向與初始方向之間方位角和俯仰角；

所述系統(tǒng)按照所述方位角和俯仰角將所述初始方向調(diào)整至所述采集圖像的方向，并按照所述采集圖像的方向進(jìn)行圖像采集。

進(jìn)一步的，所述基于所述聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定所述監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)，包括：

所述系統(tǒng)提取所述采集到的聲音信號(hào)的信號(hào)特征；

所述系統(tǒng)將所述信號(hào)特征與預(yù)存的異常聲音的特征模板進(jìn)行匹配；

當(dāng)所述信號(hào)特征與特征模板匹配時(shí)，所述系統(tǒng)確定所述監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述方法還包括：

所述系統(tǒng)預(yù)先采集異常聲音，并提取所述異常聲音的信號(hào)特征；

所述系統(tǒng)將所述異常聲音的信號(hào)特征按照預(yù)設(shè)的分類(lèi)算法進(jìn)行分類(lèi)；所述分類(lèi)后的異常聲音的信號(hào)特征為預(yù)存的異常聲音的特征模板。

本發(fā)明提供一種監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：聲音信號(hào)采集單元、異常狀態(tài)確定單元、聲源定位單元和圖像采集單元；其中，

所述聲音信號(hào)采集單元，用于采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；

所述異常狀態(tài)確定單元，用于基于所述聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定所述監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)；以及，當(dāng)基于所述聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定所述監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)時(shí)，觸發(fā)所述聲源定位單元；

所述聲源定位單元，用于根據(jù)所述聲音信號(hào)確定聲源位置；

所述圖像采集單元，用于根據(jù)所述聲源位置進(jìn)行圖像采集。

進(jìn)一步的，所述聲音信號(hào)采集單元，具體用于通過(guò)設(shè)置于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的至少一個(gè)拾音器采集所述監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；

所述聲源定位單元，用于獲取各拾音器采集到聲音信號(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間；以及，

根據(jù)所述各拾音器對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間獲取波峰到達(dá)時(shí)間差；以及，

根據(jù)所述波峰到達(dá)時(shí)間差以及各拾音器對(duì)應(yīng)的設(shè)置位置按照預(yù)設(shè)的定位算法獲取聲源位置。

進(jìn)一步的，所述拾音器的數(shù)量為4；每個(gè)拾音器分別設(shè)置于邊長(zhǎng)為2d的正方形邊長(zhǎng)的中點(diǎn)；以及，所述各拾音器采集到聲音信號(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間分別為t₁、t₂、t₃、t₄；以及，所述波峰到達(dá)時(shí)間差分別為：▽T₁＝t₁-t₂、▽T₂＝t₁-t₃、▽T₃＝t₁-t₄；

相應(yīng)地，所述聲源定位單元，用于根據(jù)所述波峰到達(dá)時(shí)間差▽T₁、▽T₂、▽T₃以及式4至式6獲取聲源位置：

其中，u表示聲速；(S_x,S_y,S_z)為聲源位置。

進(jìn)一步的，所述圖像采集單元具體用于：根據(jù)所述聲源位置以及預(yù)設(shè)的初始方向獲取采集圖像的方向與初始方向之間方位角和俯仰角；以及，

按照所述方位角和俯仰角將所述初始方向調(diào)整至所述采集圖像的方向，并按照所述采集圖像的方向進(jìn)行圖像采集。

進(jìn)一步的，所述異常狀態(tài)確定單元，用于提取所述采集到的聲音信號(hào)的信號(hào)特征；以及，

將所述信號(hào)特征與預(yù)存的異常聲音的特征模板進(jìn)行匹配；以及，

當(dāng)所述信號(hào)特征與特征模板匹配時(shí)，確定所述監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述聲音信號(hào)采集單元，還用于預(yù)先采集異常聲音；

所述系統(tǒng)還包括提取單元和分類(lèi)單元；其中，

所述提取單元，用于提取所述異常聲音的信號(hào)特征；

所述分類(lèi)單元，用于將所述異常聲音的信號(hào)特征按照預(yù)設(shè)的分類(lèi)算法進(jìn)行分類(lèi)；所述分類(lèi)后的異常聲音的信號(hào)特征為預(yù)存的異常聲音的特征模板。

本發(fā)明提供的一種監(jiān)控系統(tǒng)和方法，包括：系統(tǒng)采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；當(dāng)基于所述聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定所述監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)時(shí)，所述系統(tǒng)根據(jù)所述聲音信號(hào)確定聲源位置；系統(tǒng)根據(jù)所述聲源位置進(jìn)行圖像采集。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，通過(guò)對(duì)異常聲音的獲取，確認(rèn)異常聲音的聲源位置，從而能夠使得監(jiān)控系統(tǒng)按照聲源位置進(jìn)行圖像采集，及時(shí)地對(duì)準(zhǔn)事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本申請(qǐng)的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種監(jiān)控方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的聲音信號(hào)確定聲源位置示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的拾音器位置設(shè)置示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申 請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行。并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

實(shí)施例一

參見(jiàn)圖1，其示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種監(jiān)控方法的流程，該流程可以應(yīng)用于一監(jiān)控系統(tǒng)，該方法可以包括：

S101：系統(tǒng)采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；

S102：當(dāng)基于聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)聲音信號(hào)確定聲源位置；

S103：系統(tǒng)根據(jù)聲源位置進(jìn)行圖像采集。

示例性地，系統(tǒng)采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)，具體可以包括：系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的至少一個(gè)拾音器采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；

相應(yīng)地，參見(jiàn)圖2，系統(tǒng)根據(jù)采集到的聲音信號(hào)確定聲源位置，包括：

S201：系統(tǒng)獲取各拾音器采集到聲音信號(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間；

S202：系統(tǒng)根據(jù)各拾音器對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間獲取波峰到達(dá)時(shí)間差；

S203：系統(tǒng)根據(jù)波峰到達(dá)時(shí)間差以及各拾音器對(duì)應(yīng)的設(shè)置位置按照預(yù)設(shè)的定位算法獲取聲源位置。

具體地，為了能夠清除地說(shuō)明上述關(guān)于系統(tǒng)確定聲源位置的技術(shù)方案，如圖3所示的拾音器位置設(shè)置示意圖，本發(fā)明實(shí)施例以拾音器的數(shù)量為4；每個(gè)拾音器分別設(shè)置于邊長(zhǎng)為2d的正方形邊長(zhǎng)的中點(diǎn)為例進(jìn)行說(shuō)明，以正方形中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)，那么四個(gè)拾音器的坐標(biāo)如圖3所示，假定設(shè)聲源的位置坐標(biāo)為(S_x,S_y,S_z)?？梢岳斫獾兀耙羝鞯臄?shù)量和拾音器位置的設(shè)置方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，本實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

此時(shí)，由于四個(gè)拾音器設(shè)置在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，相對(duì)距離較近，所以四個(gè)拾 音器采集到的四個(gè)聲音信號(hào)的波形在一個(gè)較小的時(shí)間窗口內(nèi)幾乎相同。從而可以通過(guò)檢測(cè)一個(gè)較小時(shí)間窗內(nèi)的四個(gè)拾音器采集到聲音信號(hào)來(lái)獲取四個(gè)拾音器對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)的波峰到達(dá)的時(shí)間分別為t₁、t₂、t₃、t₄；進(jìn)而可以得到波峰到達(dá)時(shí)間差分別為：▽T₁＝t₁-t₂、▽T₂＝t₁-t₃、▽T₃＝t₁-t₄；

在此前提下，相應(yīng)地，系統(tǒng)根據(jù)波峰到達(dá)時(shí)間差以及各拾音器對(duì)應(yīng)的設(shè)置位置按照預(yù)設(shè)的定位算法獲取聲源位置，具體可以包括：

系統(tǒng)根據(jù)所述波峰到達(dá)時(shí)間差▽T₁、▽T₂、▽T₃以及式1至式3獲取聲源位置：

其中，u表示聲速。

需要說(shuō)明的是，上述方案僅是關(guān)于系統(tǒng)確定聲源位置的技術(shù)方案的一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)設(shè)置其他數(shù)量的拾音器、拾音器其他形式的位置設(shè)置方式以及相應(yīng)的位置幾何關(guān)系，按照上述方案對(duì)聲源進(jìn)行定位，本實(shí)施例對(duì)此不做贅述。

進(jìn)一步地，系統(tǒng)根據(jù)所述聲源位置進(jìn)行圖像采集，包括：

系統(tǒng)根據(jù)聲源位置以及預(yù)設(shè)的初始方向獲取采集圖像的方向與初始方向之間方位角和俯仰角；

系統(tǒng)按照方位角和俯仰角將初始方向調(diào)整至采集圖像的方向，并按照采集圖像的方向進(jìn)行圖像采集。

示例性地，系統(tǒng)基于聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)，具體包括：

系統(tǒng)提取采集到的聲音信號(hào)的信號(hào)特征；

系統(tǒng)將信號(hào)特征與預(yù)存的異常聲音的特征模板進(jìn)行匹配；

當(dāng)信號(hào)特征與特征模板匹配時(shí)，系統(tǒng)確定監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)。

進(jìn)一步地，對(duì)于預(yù)存的異常聲音的特征模板的獲得，本方法還包括：

系統(tǒng)預(yù)先采集異常聲音，并提取異常聲音的信號(hào)特征；例如聲音的梅爾頻率倒譜系數(shù)(MFCC，Mel Frequency Cepstrum Coefficient)。

系統(tǒng)將異常聲音的信號(hào)特征按照預(yù)設(shè)的分類(lèi)算法進(jìn)行分類(lèi)；分類(lèi)后的異常聲音的信號(hào)特征為預(yù)存的異常聲音的特征模板；具體地，預(yù)設(shè)分類(lèi)算法可以為高斯混合模型(GMM，Gaussian Mixture Models)。

以上為本發(fā)明實(shí)施例提出的監(jiān)控方法流程的核心方案，此外，優(yōu)選地，本方法還可以包括：

系統(tǒng)按照采集圖像的方向進(jìn)行圖像采集之后，將視頻信號(hào)和聲音信號(hào)進(jìn)行傳輸，由人工或非人工的方式進(jìn)行異常情況的判斷，并通過(guò)揚(yáng)聲器和拾音器與監(jiān)控環(huán)境進(jìn)行溝通。

本實(shí)施例提供了一種監(jiān)控方法，通過(guò)對(duì)異常聲音的獲取，確認(rèn)異常聲音的聲源位置，從而能夠使得監(jiān)控系統(tǒng)按照聲源位置進(jìn)行圖像采集，及時(shí)地對(duì)準(zhǔn)事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝。

實(shí)施例二

基于前述實(shí)施例相同的技術(shù)構(gòu)思，參見(jiàn)圖4，其示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種監(jiān)控系統(tǒng)40，該系統(tǒng)40可以包括：聲音信號(hào)采集單元401、異常狀態(tài)確定單元402、聲源定位單元403和圖像采集單元404；其中，

聲音信號(hào)采集單元401，用于采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；

異常狀態(tài)確定單元402，用于基于聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)；以及，當(dāng)基于聲音信號(hào)按照預(yù)設(shè)的判定機(jī)制確定監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)時(shí)，觸發(fā)聲源定位單元403；

聲源定位單元403，用于根據(jù)聲音信號(hào)確定聲源位置；

圖像采集單元404，用于根據(jù)聲源位置進(jìn)行圖像采集。

示例性地，聲音信號(hào)采集單元401，具體用于通過(guò)設(shè)置于預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的至少一個(gè)拾音器采集監(jiān)控環(huán)境的聲音信號(hào)；

聲源定位單元403，用于獲取各拾音器采集到聲音信號(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間；以及，

根據(jù)各拾音器對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間獲取波峰到達(dá)時(shí)間差；以及，

根據(jù)波峰到達(dá)時(shí)間差以及各拾音器對(duì)應(yīng)的設(shè)置位置按照預(yù)設(shè)的定位算法獲取聲源位置。

進(jìn)一步地，拾音器的數(shù)量為4；每個(gè)拾音器分別設(shè)置于邊長(zhǎng)為2d的正方形邊長(zhǎng)的中點(diǎn)；以及，各拾音器采集到聲音信號(hào)時(shí)對(duì)應(yīng)的聲音信號(hào)波峰到達(dá)時(shí)間分別為t₁、t₂、t₃、t₄；以及，波峰到達(dá)時(shí)間差分別為：▽T₁＝t₁-t₂、▽T₂＝t₁-t₃、▽T₃＝t₁-t₄；

相應(yīng)地，聲源定位單元403，用于根據(jù)波峰到達(dá)時(shí)間差▽T₁、▽T₂、▽T₃以及式4至式6獲取聲源位置：

其中，u表示聲速；(S_x,S_y,S_z)為聲源位置。

進(jìn)一步地，圖像采集單元404，具體用于：根據(jù)聲源位置以及預(yù)設(shè)的初始方向獲取采集圖像的方向與初始方向之間方位角和俯仰角；以及，

按照方位角和俯仰角將初始方向調(diào)整至采集圖像的方向，并按照所述采集圖像的方向進(jìn)行圖像采集。

示例性地，異常狀態(tài)確定單元402，用于提取采集到的聲音信號(hào)的信號(hào)特征；以及，

將信號(hào)特征與預(yù)存的異常聲音的特征模板進(jìn)行匹配；以及，

當(dāng)信號(hào)特征與特征模板匹配時(shí)，確定監(jiān)控環(huán)境處于異常狀態(tài)。

進(jìn)一步地，聲音信號(hào)采集單元401，還用于預(yù)先采集異常聲音；

參見(jiàn)圖5，系統(tǒng)40還包括提取單元405和分類(lèi)單元406；其中，

提取單元405，用于提取異常聲音的信號(hào)特征；

分類(lèi)單元406，用于將異常聲音的信號(hào)特征按照預(yù)設(shè)的分類(lèi)算法進(jìn)行分類(lèi)；分類(lèi)后的異常聲音的信號(hào)特征為預(yù)存的異常聲音的特征模板。

本實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例，本實(shí)施例中各個(gè)單元的工作流程和工作原理參見(jiàn)上述各方法實(shí)施例中的描述，在此不再贅述。

雖然本發(fā)明所揭露的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容僅為便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式及細(xì)節(jié)上進(jìn)行任何的修改與變化，但本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。