[发明专利]一种基于云基础架构平台的二维声源跟踪系统及其工作方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于云基础架构平台的二维声源跟踪系统及其工作方法与应用，属于声源跟踪的技术领域。

背景技术

在视频会议、家庭防盗等系统中，往往因为摄像头的位置和方向是固定的，而使得监控存在盲区。而人的活动往往伴随着一定的声音存在。如果能够利用这一特征，让摄像头实时跟踪声源，就会使得摄像头的盲区变小甚至消除，从而让摄像头实时跟踪声源(人)，使声源实时处于视频画面中。

传统的视频跟踪系统往往价格昂贵,在高昂的价格面前，更多的人选择手动来控制摄像头。而在家庭防盗中，不法分子往往通过事先踩点，寻找摄像头的盲区进行作案。所以就非常迫切的需要这样一套能根据声音的发源地进行自动转向的系统，去实时的跟踪拍摄，及时做数据分析的工作，并且价格更容易被推广。

中国专利文献CN205490942U一种基于语音识别的摄像机自动定位系统，包括：麦克风阵列、摄像装置和处理工作站；麦克风阵列，用于对目标区域声源进行探测，获得声源目标的位置信息，并根据所述位置信息，向摄像装置和处理工作站发出控制信号；摄像装置，与所述麦克风阵列和处理工作站连接，用于根据麦克风阵列输出的位置信息调整位置并进行摄像；处理工作站，用于根据所述麦克风阵列输出的位置信息，存储接收所述摄像装置输入的数据，同时输出所存储的声音、影像数据，通过本系统解决了现有技术中无法及时录制发言这视频的问题。

中国专利文献CN103002250A公开了一种声源监视系统及其方法，声源监视系统包括收音模块、声音检测模块、声源定位模块与摄影模块。收音模块用以接收多个声音信号。声音检测模块用以将收音模块所接收的声音信号相加且正规化而形成的整合信号或每一声音信号切割成多个子频带，计算每一子频带与背景噪声的信噪比，据以决定是否输出收音模块所接收的声音信号至声源定位模块。

中国专利文献CN102572282A公开一种智能追踪装置，应用于一终端，且该终端放置在匹配的动力装置中，该智能追踪装置包括声音输入单元、控制单元、摄像单元、驱动单元和包括人脸识别模块、人脸追踪模块和声音信号处理模块的追踪控制单元。人脸追踪模块根据人脸识别模块识别的摄像单元捕捉的人脸图像信息产生识别信号，控制单元根据该识别信号控制驱动单元以驱动动力装置相应运动。

通过现有专利文献可知，上述的视频跟踪系统并不适用于音视频会议中，因为视频房间通常较小，容易产生多个音频矩阵，如采用多个视频跟踪系统，则占据空间较大影响美观。在舞台和视频会议中，声源定位跟踪技术相对于其他技术具有很多优点。声源定位跟踪可实现全自动的工作模式，工作过程中不需要人为控制操纵。与相同功能的红外跟踪定位系统相比，跟踪目标身上不需要携带红外发射装置，不必考虑红外发射的角度，频率等问题。与采用图像识别实现跟踪的方法相比，其系统结构、算法等各方面更为简单。同时若将摄像头换成聚光灯，也可实现灯管的自动跟踪控制。现有的设计中，如果要确定一个二维平面的点，至少需要三个麦克风作为传感器接收信号。本设计采用两个麦克风作为系统传感器，使用卡尔曼滤波算法和三角定位算法相结合的方法实现定位操作。比现有的设计减少一个麦克风，使系统体积更小，同时也降低了麦克风安放的要求，使麦克风可以根据具体环境更加灵活的放置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于云基础架构平台的二维声源跟踪系统。本发明根据多个音频矩阵特性，同时结合人的双耳结构设计了二维声源跟踪系统，根据需要结合不同传感器对声源目标进行监测数据，并将所述监测数据实时上传到云端，供云端服务器分析并提取声音特征信号，供以后系统根据该声音特征信号提取更精确的参数。

本发明还提供一种上述系统的工作方法。

该系统还可应用于多种跟踪领域。

本发明的技术方案如下：

一种基于云基础架构平台的二维声源跟踪系统，包括受舵机控制的云台、在所述云台上设置有针对声源目标进行监测的监测部、在所述监测部的两侧对称设置有声音传感器和控制模块；所述控制模块用于采集所述声音传感器的声音参数并通过处理所述声音参数确定声源目标位置，然后控制舵机、旋转云台使所述监测部最大限度采集声源目标的实时数据。

根据本发明优选的，所述监测部为摄像机，对应的，所述声源目标的实时数据为实时影像数据。

根据本发明优选的，所述控制模块还通过网络与云端服务器连接：实现将所述声源音频、声源目标的实时数据与时间、地点参数打包后上传至云端服务器储存和/或特征分析、信息提取。