专利名称：声控窗控制系统及其方法
声控窗控制系统及其方法技术领域：
本发明涉及智能控制领域，特别是关于一种基于声音分类技术的声控窗控制系统 及其方法。背景技术：
现有的声控设备越来越多，声控设备是通过声音控制设备的启动、停止以及工作 状态。最常见的是声控灯，在晚上有响声时会亮，安静时熄灭，可以起到节能的作用。窗户的自动开关一直是一个很有实用价值的技术，例如在下雨刮风天自动关闭窗 户可以防止家里的物品被雨淋湿。在夏天时，因为天气比较热，人们睡觉的时候喜欢开着窗 户，但如果外面有声音，因为窗户没有关，很容易把睡觉者吵醒，如果能在有声音的时候自 动关闭窗户，则可以避免被吵醒的问题。现有技术中，也有声控窗的技术。不过类似声控灯，是一个简单的二元判决。即仅 仅采用基于声音能量的判断，当环境声音大于某一个阈值的时候，判为有声；否则为无声。 这种方法并不能满足人们对于声控窗的需求。
发明内容本发明的目的在于提供一种能够自动控制窗户开关的声控窗控制系统。本发明的另一目的在于提供一种自动控制窗户开关的声控窗控制方法。为达成前述目的，本发明一种声控窗控制系统，其包括声音采集单元，其包括分别设置于窗外和窗内的两个麦克风；声音方向判断模块，其根据声音采集单元的两个麦克风采集的声音判断声音是来 自于窗内还是窗外；声音类型判断模块，其根据声音采集单元采集的声音判断声音的类型；用户设置模块，其设置用户的各种控制模式；控制决策模块，其根据前述声音方向判断模块、声音类型判断模块传输的信号根 据用户设置模块的设置控制窗户的运动。进一步地，所述声音方向判断模块是根据麦克风采集的声音的能量，通过比较两 个麦克风采集的声音能量来判断声音的方向。进一步地，所述声音类型模块进一步包括声音特征分析单元以及声音类别分类ο进一步地，所述声音特征分析单元采用倒谱系数算法计算声音的特征参数。进一步地，所述声音类别分类器采用高斯混合模型GMM算法确定声音的分类。进一步地，所述分类器通过大量数据训练的方法确定不同类别声音的高斯混合模 型参数。为达成前述另一目的，本发明一种声控窗控制方法，其包括设置两个麦克风分别采集窗内和窗外的声音；4
判断声音的方向是来自于窗内还是窗外；判断声音的类型；设定声控窗的控制模式；根据获取的声音的方向、声音的类型以及控制模式控制窗户的运动。进一步地，所述声音方向判断是根据麦克风采集的声音的能量，通过比较两个麦 克风采集的声音能量来判断声音的方向，声音能量的计算公式为
权利要求
1.一种声控窗控制系统，其包括声音采集单元，其包括分别设置于窗外和窗内的两个麦克风； 声音方向判断模块，其根据声音采集单元的两个麦克风采集的声音判断声音是来自于 窗内还是窗外；声音类型判断模块，其根据声音采集单元采集的声音判断声音的类型； 用户设置模块，其设置用户的各种控制模式；控制决策模块，其根据前述声音方向判断模块、声音类型判断模块传输的信号根据用 户设置模块的设置控制窗户的运动。
2.如权利要求1所述的声控窗控制系统，其特征在于所述声音方向判断模块是根据 麦克风采集的声音的能量，通过比较两个麦克风采集的声音能量来判断声音的方向。
3.如权利要求1所述的声控窗控制系统，其特征在于所述声音类型模块进一步包括 声音特征分析单元以及声音类别分类器。
4.如权利要求3所述的声控窗控制系统，其特征在于所述声音特征分析单元采用倒 谱系数算法计算声音的特征参数。
5.如权利要求3所述的声控窗控制系统，其特征在于所述声音类别分类器采用高斯 混合模型GMM算法确定声音的分类。
6.如权利要求5所述的声控窗控制系统，其特征在于所述分类器通过大量数据训练 的方法确定不同类别声音的高斯混合模型参数。
7.—种声控窗控制方法，其包括设置两个麦克风分别采集窗内和窗外的声音； 判断声音的方向是来自于窗内还是窗外； 判断声音的类型； 设定声控窗的控制模式；根据获取的声音的方向、声音的类型以及控制模式控制窗户的运动。
8.如权利要求7所述的声控窗控制方法，其特征在于所述声音方向判断是根据麦克 风采集的声音的能量，通过比较两个麦克风采集的声音能量来判断声音的方向，声音能量 的计算公式为XEAl=^-L其中 XEl [i] = Envelop_oldl*alfa+Xl[i]*Xl[i]*(l-alfa)，i = 0-—L-1，其中 L 为 一帧信号的长度，Alfa为平滑因子，Xl [i]为麦克风采集的当前信号，EnVel0p_0ldl为前一 信号的能量包络。
9.如权利要求7所述的声控窗控制方法，其特征在于所述判断声音的类型进一步包括采用倒谱系数算法计算采集到的声音的特征参数； 采用高斯混合模型GMM算法确定声音的分类；根据高斯混合模型的声音分类以及采集到的声音的特征参数确定声音的类型。
10.如权利要求9所述的声控窗控制方法，其特征在于所述倒谱系数算法采用一阶回归方法计算Delta —MFCCQ, η) = ^j MFCC (/, ) * / /101=-2MFCC(1, η)表示第1帧信号的第η阶MFCC系数，其中η为自然数。
全文摘要
本发明提供一种声控窗的控制系统及其方法，通过麦克风阵列可以判断声音来自窗内还是窗外；通过声音分类模块可以判断声音属于哪种类别。然后通过用户可定制的控制模块自动决策窗户的开关状态。这种设计方案可以根据用户的设置自动关窗，能够为用户提供方便。
文档编号G10L15/02GK102052036SQ201010545290
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者张晨 申请人:无锡中星微电子有限公司