本发明涉及监控技术领域，特别是涉及到一种移动侦测方法、装置和监控设备。
背景技术：
在监控技术领域，对目标进行移动侦测时，广泛采用基于图像像素强度变化原理的图像移动侦测方式。这种方式虽然能够对目标进行移动侦测，但却有以下缺点：一是需要摄像头持续工作，导致功耗较高；二是当环境光线较差时，侦测的准确性难以保证，灵敏度难以控制。因此，如何降低移动侦测的功耗，提高侦测的准确性，是当前亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的主要目的为提供一种移动侦测方法、装置和监控设备，旨在降低移动侦测的功耗，提高侦测的准确性。
为达以上目的，本发明实施例提出一种移动侦测方法，所述方法包括以下步骤：
通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置；
根据所述声源的位置和参考位置判断所述声源是否发生了位移；
当所述声源发生了位移时，进行报警提示。
可选地，所述根据所述声源的位置和参考位置判断所述声源是否发生了位移包括：
计算所述声源的位置与所述参考位置的间隔距离；
判断所述间隔距离是否大于或等于阈值；
当所述间隔距离大于或等于阈值时，判定所述声源发生了位移。
可选地，所述参考位置为上一次定位获取的声源的位置。
可选地，所述通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置包括：
通过麦克风阵列采集声音信号，并检测所述声音信号中是否包含语音信号；
当所述声音信号中包含语音信号时，通过所述麦克风阵列对所述声音信号进行声源定位，得到声源的位置。
可选地，所述通过所述麦克风阵列对所述声音信号进行声源定位包括：
计算出所述麦克风阵列中两个麦克风接收到所述声源发出的声音的时延；
根据所述时延和所述麦克风阵列中所述两个麦克风之间的距离计算出所述声源的位置参数，所述位置参数确定所述声源的位置。
可选地，所述声源的位置参数包括所述声源的极坐标，以及极坐标系的极轴与直角坐标系的x轴或y轴的夹角，所述直角坐标系与所述极坐标系的原点重合。
可选地，所述麦克风阵列为由四个麦克风构成的正方形阵列。
可选地，根据以下公式计算出所述声源的位置参数：
其中，r为所述极坐标的极径，θ为所述极坐标的极角，
本发明实施例同时提出一种移动侦测装置，所述装置包括：
位置获取模块，用于通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置；
分析判断模块，用于根据所述声源的位置和参考位置判断所述声源是否发生了位移；
报警提示模块，用于当所述声源发生了位移时，进行报警提示。
可选地，所述分析判断模块包括：
计算单元，计算所述声源的位置与所述参考位置的间隔距离；
判断单元，用于判断所述间隔距离是否大于或等于阈值；
判决单元，用于当所述间隔距离大于或等于阈值时，判定所述声源发生了位移。
可选地，所述位置获取模块包括：
采集单元，用于通过麦克风阵列采集声音信号，并检测所述声音信号中是否包含语音信号；
定位单元，用于当所述声音信号中包含语音信号时，通过所述麦克风阵列对所述声音信号进行声源定位，得到声源的位置。
可选地，所述定位单元包括：
时延计算子单元，用于计算出所述麦克风阵列中两个麦克风接收到所述声源发出的声音的时延；
位置计算子单元，用于根据所述时延和所述麦克风阵列中所述两个麦克风之间的距离计算出所述声源的位置参数，所述位置参数确定所述声源的位置。
可选地，所述位置计算子单元用于根据以下公式计算出所述声源的位置参数：
其中，r为所述极坐标的极径，θ为所述极坐标的极角，
本发明实施例还提出一种监控设备，所述监控设备包括存储器、处理器和至少一个被存储在所述存储器中并被配置为由所述处理器执行的应用程序，所述应用程序被配置为用于执行前述移动侦测方法。
本发明实施例所提供的一种移动侦测方法，通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置，根据声源的位置和参考位置判断声源是否发生了位移，并在声源发生了位移时进行报警提示，从而通过声源定位实现了对目标的移动侦测。相对于现有的图像移动侦测方案，本发明实施例的声音移动侦测方案无需持续摄像，因此大大降低了功耗，并且其侦测的准确性和灵敏度不受环境光线差的影响，因此侦测的准确性更高，从而极大的提高了监控的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本发明的移动侦测方法一实施例的流程图；
图2是本发明实施例中对声源定位构造的坐标体系的示意图；
图3是本发明的移动侦测装置一实施例的模块示意图；
图4是图3中的图3中的位置获取模块的模块示意图；
图5是图4中的定位单元的模块示意图；
图6是图3中的分析判断模块的模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，执行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；pcs(personalcommunicationsservice，个人通信系统)，其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力；pda(personaldigitalassistant，个人数字助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)接收器；常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是pda、mid(mobileinternetdevice，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。
本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的服务器，其包括但不限于计算机、网络主机、单个网络服务器、多个网络服务器集或多个服务器构成的云。在此，云由基于云计算(cloudcomputing)的大量计算机或网络服务器构成，其中，云计算是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机。本发明的实施例中，服务器、终端设备与wns服务器之间可通过任何通信方式实现通信，包括但不限于，基于3gpp、lte、wimax的移动通信、基于tcp/ip、udp协议的计算机网络通信以及基于蓝牙、红外传输标准的近距无线传输方式。
参照图1，提出本发明的移动侦测方法一实施例，所述方法可以应用于监控设备，所述方法包括以下步骤：
s11、通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置。
s12、根据声源的位置和参考位置判断声源是否发生了位移。
s13、当声源发生了位移时，进行报警提示。
本发明实施例中，监控设备具有麦克风阵列，该麦克风阵列由至少两个麦克风组成。例如，由四个麦克风组成麦克风阵列，并且优选构成正方形阵列，即相邻两个麦克风的距离相等，将四个麦克风依次连接起来组成一个正方形。
步骤s11中，监控设备先通过麦克风阵列采集声音信号，并检测声音信号中是否包含语音信号；当声音信号中包含语音信号时，再通过麦克风阵列对声音信号进行声源定位，得到声源的位置。
监控设备可以通过语音活动检测算法来检测声音信号中是否包含语音信号，所述语音活动检测算法优选频带方差检测法。具体的，监控设备进行语音端点检测，由于噪音频谱各频带变化比较平缓，语音各频带之间变化比较剧烈，因此可以通过计算频带方差来确定是否存在语音活动。当频带方差大于或等于阈值时，确定有语音活动，说明声音信号中包含语音信号；当频带方差小于阈值时，确定没有语音活动，说明声音信号中不包含语音信号。
当确定有语音活动时，说明声音信号中包含语音信号，监控设备则对声音信号进行声源定位。具体的，监控设备可以通过时延法对声源进行定位：首先计算出麦克风阵列中两个麦克风接收到声源发出的声音的时延；然后根据时延和麦克风阵列中两个麦克风之间的距离计算出声源的位置参数，该位置参数则确定了声源的位置。
可选地，声源的位置参数包括声源的极坐标，以及极坐标系的极轴在水平面上的投影与直角坐标系的x轴或y轴的夹角
如图2所示，假设麦克风阵列包括p1、p2、p3、p4共四个麦克风，且四个麦克风依次连线构成边长为l的正方形，声源为s。以正方形为基准构造直角坐标系，直角坐标系包括x、y、z轴，原点o在正方形内。从声源s向xy平面引垂线，将原点o作为极点o，将从极点o出发经过垂线与xy平面的交点的射线作为x轴，将z轴作为y轴，构造出一个极坐标系，其中ox为极轴，ox到os的夹角为极角θ，os的长度为极径r，即声源s的极坐标为(r,θ)。同时，ox与x轴或y轴的夹角为
具体实施时，可以通过以下方式计算出声源s的位置参数r、θ与
首先，计算两个麦克风接收到声源发出的声音的时延：
xi(n)＝ais(n-τi)+wi(n)(1)
xj(n)＝ajs(n-τj)+wj(n)(2)
rij(τ)＝e[xi(n)xj(n-τ)](3)
其中，x(n)是麦克风接收到的信号，s(n)是声源发出的信号，w(n)是背景噪声，α是声传播衰减信号(一般取1)，τ是声波从声源到麦克风的传播时间，r是自相关函数，e是数学期望。根据公式(1)-(3)，得到：
rij(τ)＝e[aiajs(n-τi)s(n-τj-τ)]＝aiajrss(τ-(τi-τj))(4)
根据公式(4)可知，当τ＝τi-τj＝τij时，rij(τ)有最大值，求出此时的τij，即计算出两个麦克风接收到声源发出的声音的时延，即声源到达两个麦克风的时延。如图2所示，分别计算出声源s到达麦克风p1和p2的时延为τ21，到达麦克风p1和p3的时延为τ31，到达麦克风p1和p4的时延为τ41。
然后，结合图2，有以下几何方程式：
x2+y2+z2＝r2(5)
z＝rsinθ(11)
其中，r1、r2、r3、r4为声源s分别与麦克风p1、p2、p3、p4的距离；r为声源s与极坐标系的极点o的距离，即极径；，θ为极坐标系中极轴ox到os的夹角，即极角；
其中，r为极坐标的极径，θ为极坐标的极角，
步骤s12中，当获取了声源的位置后，监控设备则判断声源是否发生了位移，即声源的位置是否发生了变动。具体的，监控设备首先计算声源的位置与参考位置的间隔距离，然后比较间隔距离与阈值的大小，判断间隔距离是否大于或等于阈值；当间隔距离大于或等于阈值时，则判定声源发生了位移；当间隔距离小于阈值时，则判定声源没有发生位移。
阈值和参考位置可以根据实际需要设置。可选地，参考位置可以是上一次定位获取的声源位置，即每次将当前的声源位置与上一次的声源位置进行比较，判断声源是否相对于上一次发生了相对运动。可选地，参考位置也可以是预先设定的一个固定位置，即每次将当前的声源位置与预设的固定位置进行比较，判断声源是否偏离了固定位置。
步骤s13中，当声源发生了位移时，监控设备则触发声音移动侦测报警，进行报警提示。包括直接输出报警信息(如发出报警声、显示报警信息等)，向服务器、指定终端发送报警信息和/或最新声源位置信息(即当前的声源位置参数)等。
本发明实施例的声音移动侦测方法，可以单独使用，也可以与图像移动侦测方法、拍照功能等相结合，可进一步提高移动侦测的可靠性，降低设备功耗。例如，步骤s13之后，监控设备进一步启动摄像头，并对准声源位置进行拍照和录像，开启图像移动侦测功能，并将侦测数据发送给服务器和/或指定终端。
本发明实施例的移动侦测方法，通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置，根据声源的位置和参考位置判断声源是否发生了位移，并在声源发生了位移时进行报警提示，从而通过声源定位实现了对目标的移动侦测。相对于现有的图像移动侦测方案，本发明实施例的声音移动侦测方案无需持续摄像，因此大大降低了功耗，并且其侦测的准确性和灵敏度不受环境光线差的影响，因此侦测的准确性更高，从而极大的提高了监控的稳定性和可靠性。
参照图3，提出本发明的移动侦测装置一实施例，所述装置可以应用于监控设备，所述装置包括位置获取模块10、分析判断模块20和报警提示模块30，其中：位置获取模块10，用于通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置；分析判断模块20，用于根据声源的位置和参考位置判断声源是否发生了位移；报警提示模块30，用于当声源发生了位移时，进行报警提示。
本发明实施例中，监控设备具有麦克风阵列，该麦克风阵列由至少两个麦克风组成。例如，由四个麦克风组成麦克风阵列，并且优选构成正方形阵列，即相邻两个麦克风的距离相等，将四个麦克风依次连接起来组成一个正方形。
如图4所示，位置获取模块10包括采集单元11和定位单元12，其中：采集单元11，用于通过麦克风阵列采集声音信号，并检测声音信号中是否包含语音信号；定位单元12，用于当声音信号中包含语音信号时，通过麦克风阵列对声音信号进行声源定位，得到声源的位置。
采集单元11可以通过语音活动检测算法来检测声音信号中是否包含语音信号，所述语音活动检测算法优选频带方差检测法。具体的，采集单元11进行语音端点检测，由于噪音频谱各频带变化比较平缓，语音各频带之间变化比较剧烈，因此可以通过计算频带方差来确定是否存在语音活动。当频带方差大于或等于阈值时，确定有语音活动，说明声音信号中包含语音信号；当频带方差小于阈值时，确定没有语音活动，说明声音信号中不包含语音信号。
当确定有语音活动时，说明声音信号中包含语音信号，定位单元12则对声音信号进行声源定位。具体的，定位单元12可以通过时延法对声源进行定位，此时，定位单元12如图5所示，包括时延计算子单元121和位置计算子单元122，其中：时延计算子单元121，用于计算出麦克风阵列中两个麦克风接收到声源发出的声音的时延；位置计算子单元122，用于根据该时延和两个麦克风之间的距离计算出声源的位置参数，该位置参数则确定了声源的位置。
可选地，声源的位置参数包括声源的极坐标，以及极坐标系的极轴在水平面上的投影与直角坐标系的x轴或y轴的夹角
如图2所示，假设麦克风阵列包括p1、p2、p3、p4共四个麦克风，且四个麦克风依次连线构成边长为l的正方形，声源为s。以正方形为基准构造直角坐标系，直角坐标系包括x、y、z轴，原点o在正方形内。从声源s向xy平面引垂线，将原点o作为极点o，将从极点o出发经过垂线与xy平面的交点的射线作为x轴，将z轴作为y轴，构造出一个极坐标系，其中ox为极轴，ox到os的夹角为极角θ，os的长度为极径r，即声源s的极坐标为(r,θ)。同时，ox与x轴或y轴的夹角为
具体实施时，定位单元12可以通过以下方式计算出声源s的位置参数r、θ与
首先，时延计算子单元121计算两个麦克风接收到声源发出的声音的时延：
xi(n)＝ais(n-τi)+wi(n)(1)
xj(n)＝ajs(n-τj)+wj(n)(2)
rij(τ)＝e[xi(n)xj(n-τ)](3)
其中，x(n)是麦克风接收到的信号，s(n)是声源发出的信号，w(n)是背景噪声，α是声传播衰减信号(一般取1)，τ是声波从声源到麦克风的传播时间，r是自相关函数，e是数学期望。根据公式(1)-(3)，得到：
rij(τ)＝e[aiajs(n-τi)s(n-τj-τ)]＝aiajrss(τ-(τi-τj))(4)
根据公式(4)可知，当τ＝τi-τj＝τij时，rij(τ)有最大值，时延计算子单元121求出此时的τij，即计算出两个麦克风接收到声源发出的声音的时延，即声源到达两个麦克风的时延。如图2所示，时延计算子单元121分别计算出声源s到达麦克风p1和p2的时延为τ21，到达麦克风p1和p3的时延为τ31，到达麦克风p1和p4的时延为τ41。
然后，结合图2，有以下几何方程式：
x2+y2+z2＝r2(5)
z＝rsinθ(11)
其中，r1、r2、r3、r4为声源s分别与麦克风p1、p2、p3、p4的距离；r为声源s与极坐标系的极点o的距离，即极径；，θ为极坐标系中极轴ox到os的夹角，即极角；
其中，r为极坐标的极径，θ为极坐标的极角，
当获取了声源的位置后，分析判断模块20则判断声源是否发生了位移，即声源的位置是否发生了变动。如图6所示，分析判断模块20包括计算单元21、判断单元22和判决单元23，其中：计算单元21，计算声源的位置与参考位置的间隔距离；判断单元22，用于比较间隔距离与阈值的大小，判断间隔距离是否大于或等于阈值；判决单元23，用于当间隔距离大于或等于阈值时，判定声源发生了位移，当间隔距离小于阈值时，则判定声源没有发生位移。
阈值和参考位置可以根据实际需要设置。可选地，参考位置可以是上一次定位获取的声源位置，即分析判断模块20每次将当前的声源位置与上一次的声源位置进行比较，判断声源是否相对于上一次发生了相对运动。可选地，参考位置也可以是预先设定的一个固定位置，即分析判断模块20每次将当前的声源位置与预设的固定位置进行比较，判断声源是否偏离了固定位置。
当声源发生了位移时，报警提示模块30则触发声音移动侦测报警，进行报警提示。包括直接输出报警信息(如发出报警声、显示报警信息等)，向服务器、指定终端发送报警信息和/或最新声源位置信息(即当前的声源位置参数)等。
本发明实施例的声音移动侦测功能，可以单独使用，也可以与图像移动侦测功能、拍照功能等相结合，可进一步提高移动侦测的可靠性，降低设备功耗。例如，报警提示模块30进行报警提示后，移动侦测装置可以进一步启动摄像头，并对准声源位置进行拍照和录像，开启图像移动侦测功能，并将侦测数据发送给服务器和/或指定终端。
本发明实施例的移动侦测装置，通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置，根据声源的位置和参考位置判断声源是否发生了位移，并在声源发生了位移时进行报警提示，从而通过声源定位实现了对目标的移动侦测。相对于现有的图像移动侦测方案，本发明实施例的声音移动侦测方案无需持续摄像，因此大大降低了功耗，并且其侦测的准确性和灵敏度不受环境光线差的影响，因此侦测的准确性更高，从而极大的提高了监控的稳定性和可靠性。
本发明同时提出一种监控设备，所述监控设备包括存储器、处理器和至少一个被存储在存储器中并被配置为由处理器执行的应用程序，所述应用程序被配置为用于执行一种移动侦测方法。所述移动侦测方法包括以下步骤：通过基于麦克风阵列的声源定位技术获取声源的位置；根据声源的位置和参考位置判断声源是否发生了位移；当声源发生了位移时，进行报警提示。本实施例中所描述的移动侦测方法为本发明中上述实施例所涉及的移动侦测方法，在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、cd-rom、和磁光盘)、rom(read-onlymemory，只读存储器)、ram(randomaccessmemory，随机存储器)、eprom(erasableprogrammableread-onlymemory，可擦写可编程只读存储器)、eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。