专利名称：音频异常事件检测系统及其标定方法
技术领域：
本发明涉及一种异常事件检测系统，特别涉及一种音频异常事件检测系统及其标定方法。
背景技术：
随着社会的不断发展，各种犯罪事件也在不断发生，预防和保障人身财产安全的安防系统因此应用得也越来越广。然而面对日益猖獗的犯罪事件和变化不断的犯罪手法， 使传统安防系统受到了极大的挑战，也日渐暴露出传统视频监控安防系统的不足。面对这些不足，智能视频分析系统孕育而生，在很大程度上解决了传统安防系统的弊病，如针对各种特定应用，对视频图像进行智能化分析来检测某些特定行为，产生报警信息以及进行及时录像。但是智能视频分析系统对前端摄像机的分辨率要求、安装角度和焦距要求、对传输频宽的需求都不能满足，而且目前尚不太成熟的智能视频分析算法都让智能视频分析系统面临瓶颈。因此，单纯依靠某种视频智能分析技术难以满足安防需求，需要其它不同的技术手段去提高安防系统的可靠性。音频智能分析技术是通过对现场拾音器采集到的声音信号进行智能分析，检测环境中的音频异常变化及时产生报警信息，或辅助验证视频智能分析结果，极大地提高监控系统的报警有效性，降低误报率。然而，现有的音频智能分析技术主要是通过音频声强变化特征进行分析，缺乏对各种应用环境的适应性，限制了智能安防系统的可靠性；并且，拾音器属于电子硬件，因各个厂家的生产工艺不同，以及工程安装质量及使用调节差异等原因， 每个拾音器对声音的接收能力并不相同，已安装过拾音器的应用客户又因工程成本等原因不愿统一更换拾音器，导致运用音频智能分析技术对环境音频的异常变化分析差异较大， 在未知拾音器接收音频能力的状态下，调整智能分析参数来适应各种现场环境是一项耗时又耗力的工作，综上所述，现有的智能视频安防系统是依靠视频智能分析技术来解决传统安防系统的弊病，实现增强安防效能的，由于摄像机的分辨率要求、安装角度和焦距要求、传输频宽的需求以及不太成熟的智能视频分析算法形成了智能视频分析系统的瓶颈，需要音频智能分析技术来提高智能安防系统的可靠性。然而在现有的音频智能分析技术中，单纯地依靠声强变化特征不能保证智能安防系统的可靠性，并且由于现场已安装的拾音器无法统一安装或更换时，拾音器的拾音能力各异，在未知拾音器接收音频能力的状态下，会导致音频智能分析参数极难调整合适，甚至导致音频智能分析技术失效。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种音频异常事件检测系统及其标定方法，其不仅运用新的智能分析特征和技术来实现音频异常事件检测，有效地提高智能安防系统的可靠性，而且通过对拾音器进行接收音频能力的标定，简化音频智能分析技术中参数的调整。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种音频异常事件检测系统，其特征在于，其 包括音频数据获取模块、音频数据分析模块和后台管理模块，音频数据获取模块采用拾音 器、采集卡和计算机，采集卡采集拾音器的音频数据存放到计算机内存；音频数据分析模块 对采集卡采集到的音频数据进行预处理，提取分析特征，对异常事件进行检测判断并输出 检测结果到后台管理模块，后台管理模块根据音频数据分析模块输出的检测结果进行报警 触发的管理。优选地，所述音频数据分析模块采用的分析算法包括数据预处理步骤、建立音频 背景能量模型和消除背景能量后的活动音频背景能量模型步骤、计算音频能噪比特征值和 活动能量偏移度特征值步骤以及检测阈值判定步骤。优选地，所述数据预处理步骤对采集卡采集到的音频数据进行预处理，得到音频 信号及其短时能量均值。优选地，所述数据预处理步骤对采集卡采集到的音频数据进行预处理采用的公式 如下
权利要求
1.一种音频异常事件检测系统，其特征在于，其包括音频数据获取模块、音频数据分析模块和后台管理模块，音频数据获取模块采用拾音器、采集卡和计算机，采集卡采集拾音器的音频数据存放到计算机内存；音频数据分析模块对采集卡采集到的音频数据进行预处理，提取分析特征，对异常事件进行检测判断并输出检测结果到后台管理模块，后台管理模块根据音频数据分析模块输出的检测结果进行报警触发的管理。
2.如权利要求I所述的音频异常事件检测系统，其特征在于，所述音频数据分析模块采用的分析算法包括数据预处理步骤、建立音频背景能量模型和消除背景能量后的活动音频背景能量模型步骤、计算音频能噪比特征值和活动能量偏移度特征值步骤以及检测阈值判定步骤。
3.如权利要求2所述的音频异常事件检测系统，其特征在于，所述数据预处理步骤对采集卡采集到的音频数据进行预处理，得到音频信号及其短时能量均值。
4.如权利要求3所述的音频异常事件检测系统，其特征在于，所述数据预处理步骤对采集卡采集到的音频数据进行预处理采用的公式如下
5.如权利要求4所述的音频异常事件检测系统，其特征在于，所述建立音频背景能量模型和消除背景能量后的活动音频背景能量模型步骤采用混合高斯模型建模，采用的公式如下
6.如权利要求5所述的音频异常事件检测系统，其特征在于，所述计算音频能噪比特征值和活动能量偏移度特征值步骤的公式如下
7.如权利要求6所述的音频异常事件检测系统，其特征在于，所述检测阈值判定步骤在计算音频能噪比特征值和活动能量偏移度特征值步骤后得到分析所得的音频能噪比特征值和活动能量偏移度特征值，根据预先设定的参数阈值进行判定，只有当这两个特征值都超过预定参数阈值，才会判定为异常事件发生，其中任何一个特征值没有满足参数阈值或两个都没有满足参数阈值，则判定为事件正常，判定结束后即将结果输出。
8.一种根据权利要求7所述的音频异常事件检测系统的标定方法，其特征在于，其包括以下步骤步骤一，获取环境噪声数据，采集卡采集拾音器的音频数据存放到计算机内存，此时的音频数据只是环境音频数据，然后进行下一步骤；步骤二，能量背景模型建立，获得环境噪声数据后，按照建立音频背景能量模型和消除背景能量后的活动音频背景能量模型步骤进行音频背景能量模型和消除背景能量后的活动音频背景能量模型的建立，模型建立成功后，即可进行下一步骤；步骤三，标定音频数据获取，在建立能量背景模型后，在场景中离拾音器不同距离位置播放标定模版事件音频；步骤四，能量背景模型更新，在实时获得标定音频数据后，按照建立音频背景能量模型和消除背景能量后的活动音频背景能量模型步骤进行音频背景能量模型和消除背景能量后的活动音频背景能量模型的更新，然后进行下一步骤计算；步骤五，标定特征值计算，通过标定音频数据更新能量背景模型后，计算音频能噪比特征值和活动能量偏移度特征值；步骤六，标定分析结果统计，在计算获得标定音频的反馈特征值后，统计其特征值的分布，取具有可分性统计值作为标定结果。
9.如权利要求8所述的音频异常事件检测系统的标定方法，其特征在于，所述步骤三、 步骤四和步骤五都是对多个不同距离的标定模版事件音频做分析处理。
全文摘要
本发明公开了一种音频异常事件检测系统及其标定方法，该音频异常事件检测系统包括音频数据获取模块、音频数据分析模块和后台管理模块，音频数据获取模块采用拾音器、采集卡和计算机，采集卡采集拾音器的音频数据存放到计算机内存；音频数据分析模块对采集卡采集到的音频数据进行预处理，提取分析特征，对异常事件进行检测判断并输出检测结果到后台管理模块，后台管理模块根据音频数据分析模块输出的检测结果进行报警触发的管理。本发明不仅运用新的智能分析特征和技术来实现音频异常事件检测，有效地提高智能安防系统的可靠性，而且通过对拾音器进行接收音频能力的标定，简化音频智能分析技术中参数的调整。
文档编号G10L21/02GK102610228SQ201110021989
公开日2012年7月25日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者张伟, 汪贤, 谢晨 申请人:上海弘视通信技术有限公司