专利名称：声源监视系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种监视系统及其方法，特别涉及一种声源监视系统及其方法。
背景技术：
由于社会治安日趋恶化，公司、大楼、商场、金融机构、各种公共或私人的特定空间或环境通常会设置监视系统或闭路电视，以便能够对特定空间或环境中所发生的相关状况进行监视与了解，进而可以达到对重要事物的保全或意外事故的预防。
一般的监视系统或闭路电视是利用至少一摄影机安装在所欲进行监视或摄影的特定空间或环境中，并将摄影机所拍摄的影像画面传送至相连接的显示屏幕上，以提供相关保全人员进行实时而同步地监视。目前的监视系统已能对物体移动或动态影像变化进行分析，进而对应驱动摄影机进行特写摄影。然而，监视系统仍无法准确地依据物体移动或动态影像变化拍摄出意外事件的发生。
因此，现有业者提出一种监控系统，可通过声音信号的变化以评测声音的来源位置，据以控制摄影机的拍摄方向，进而对声音的来源位置进行拍摄。然而，在真实吵杂环境中，上述监控系统常因背景噪音的干扰，而无法正确地评测声音的来源位置，例如计算出跳跃的声音来源位置，进而造成摄影机无法正确拍摄声音来源位置的影像。
发明内容
鉴于以上问题，本发明的目的在于提出一种声源监视系统及其方法，藉以解决现有技术所存在因背景噪音的干扰，而无法正确地评测声音的来源位置，进而造成摄影机无法正确拍摄声音来源位置的影像的问题。
依据本发明所揭露的声源监视系统的一实施例，声源监视系统包括一收音模块、 一声音检测模块、一声源定位模块与一摄影模块。其中，收音模块包括多个收音单兀，声音检测模块耦接收音模块所包括的每一收音单元与声源定位模块。每一收音单元用以接收一声音信号，声音检测模块用以将一整合信号或每一声音信号切割成K个子频带，计算每一子频带与一背景噪声的一信噪比，据以决定是否输出收音模块所接收的声音信号。其中， K为大于或等于二的正整数，收音模块所接收的声音信号相加且正规化(normalized)以形成整合信号。声源定位模块接收收音模块所接收的声音信号，以输出一声音源位置。摄影模块响应声音源位置以拍摄相应于声音源位置的一影像。
依据本发明所揭露的声源监视方法的一实施例，声源监视方法包括接收多个声音信号。将每一声音信号或一整合信号切割成K个子频带，以计算每一子频带与一背景噪声的一信噪比，据以决定是否输出多个声音信号至一声源定位模块，其中K为大于或等于二的正整数，多个声音信号相加且正规化(normalized)以形成该整合信号。当传输多个声音信号至声源定位模块时，声源定位模块接收多个声音信号以输出一声音源位置。当声源定位模块输出声音源位置时，通过一摄影模块响应声音源位置以拍摄相应于声音源位置的一影像。
依据本发明所揭露的声源监视系统及其方法，可通过声音检测模块判断出声源监视系统所配置的空间是否有声音源的存在。当声音检测模块判断出声源监视系统所配置的空间具有声音源时，声源定位模块再依据收音模块所接收的多个声音信号输出声音源位置，进而通过摄影模块拍摄相应于声音源位置的影像。其中，声音源是为声源监视系统所配置的空间中特殊事件发生时发出声音信号的来源。因此，本发明所揭露的声源监视系统及其方法可提高声音定位的可靠度。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为依据本发明所揭露的声源监视系统的一实施例方框结构示意图2为依据图1的声源监视方法的一实施例流程示意图3为依据图1的声音检测模块的第一实施例方框结构示意图4为依据图3的声音检测模块 执行图2的步骤904的一实施例流程示意图5为依据图1的声音检测模块的第二实施例方框结构示意图6为依据图5的声音检测模块执行图2的步骤904的一实施例流程示意图7A为依据图1的声音检测模块的第三个实施例方框结构示意图7B依据图7A的声音检测组件的一实施例方框结构意图8为依据图3的声音检测模块执行图2的步骤904的一实施例流程示意图9为依据本发明所揭露的声源监视系统的另一实施例方框结构示意图10为依据图9的声源监视系统执行步骤906的一实施例流程示意图。
其中，附图标记
50a、50b、50c 收音单元
90 或门
100声源监视系统
102收音模块
104声音检测模块
106声源定位模块
108摄影模块
200、700 储存单元
202、702 分解单元
204、704噪声评测单元
206a、206b、206c、706a、706b、706c 撷取单元
208a、208b、208c、708a、708b、708c 比较单元
210、710 判断单元
502正规化转换单元
702a、702b、702c 声音检测组件
2101、7101 加法器
2102,7102 比较器
901输入端
902输出端具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述
请参照图1，为依据本发明所揭露的声源监视系统的一实施例方框结构示意图。在本实施例中，声源监视系统100包括收音模块102、声音检测模块104、声源定位模块106与摄影模块108。其中，收音模块102可包括收音单元50a、50b、50c，收音单元50a、50b、50c 分别用以接收声音信号Sa、Sb、Sc，但本实施例并非用以限定本发明。举例而言，收音模块 102所包括的收音单元数量也可为五个，收音模块102所接收的声音信号数量也可为五个。 以下实施例是以收音模块102包括三个收音单元(即收音单元50a、50b、50c)进行描述，但下述实施例并非用以限定本发明。
在本实施例中，声音检测模块104耦接收音模块102所包括的收音单元50a、50b、 50c与声源定位模块106。声源定位模块106耦接摄影模块108。
请参照图1与图2，图2为依据图1的声源监视方法的一实施例流程示意图。声源监视方法包括
步骤902 :接收三个声音信号；
步骤904 :将每一声音信号或整合信号切割成K个子频带，以计算每一子频带与背景噪声的信噪比，据以决定是否输出三个声音信号至声源定位模块，其中K为大于或等于二的正整数；
步骤906 当传输三个声音信号至声源定位模块时，通过声源定位模块接收三个声音信号以输出一声音源位置；以及
步骤908 :当声源定位模块输出声音源位置时，通过摄影模块响应声音源位置以拍摄相应于声音源位置的影像。
上述步骤902中，声源监视系统100是利用收音单元50a、50b、50c分别接收声音信号Sa、Sb、Sc。其中，收音单元50a、50b、50c设置于同一监视空间(未绘制)的不同位置。 由于收音单元50a、50b、50c任意两者之间相隔一距离,故收音单元50a、50b、50c所接收到的声音信号Sa、Sb、Sc有所不同。
在本实施例中，声源监视系统100是利用声音检测模块104将整合信号Is或每一声音信号(即声音信号Sa、Sb 、Sc)切割成三个子频带，以计算每一子频带与相对应的背景噪声的信噪比，据以决定是否输出收音模块102所接收的声音信号Sa、Sb、Sc(即步骤 904)。其中，整合信号Is是可为收音模块108所接收的声音信号Sa、Sb、Sc相加且正规化 (normalized)后所形成的信号。背景噪声是可为收音单元50a、50b、50c长期于监视空间进行监控所获得的信号。更详细地说，由于收音单元50a、50b、50c长期于监视空间中接收的声音信号Sa、Sb、Sc，故收音单元50a、50b、50c对于监视空间的背景声音有累积一定数量的声音信号Sa、Sb、Sc,累积的声音信号Sa、Sb、Sc可储存于声源监视系统100中，以建立收音单元50a、50b、50c于监视空间的背景噪声。
在本实施例中，声音检测模块104可将整合信号Is或每一声音信号(即声音信号 Sa.Sb.Sc)切割成三个子频带，但本实施例并非用以限定本发明。举例而言，声音检测模块 104也可将整合信号Is或每一声音信号(即声音信号Sa、Sb、Sc)切割成五个子频带,实际声音检测模块104切割整合信号Is或每一声音信号的子频带数量可依据实际需求进行调整。当声音检测模块104切割整合信号Is或每一声音信号的子频带数量越大时，越可定义出整合信号Is或每一声音信号(即声音信号Sa、Sb、Sc)的频率变化特性，使声音检测模块 104可更精确地判断声音源V是否存在。以下实施例是以声音检测模块104切割整合信号 Is或每一声音信号(即声音信号Sa、Sb、Sc)成三个子频带进行描述，但下述实施例并非用以限定本发明。
请参照图3，为依据图1的声音检测模块的第一实施例方框结构示意图。在本实施例中，声音检测模块104可包括储存单元200、分解单元202、噪声评测单元204、撷取单元206a、206b、206c、比较单元208a、208b、208c与判断单元210。其中，撷取单元的数量等于子频带的数量，比较单元的数量也等于子频带的数量。由于本实例所述的子频带的数量为三个，故撷取单元与比较单元的数量也均为三个。
在本实施例中，储存单元200耦接收音单元50a、50b、50c，分解单元202耦接储存单元200，噪声评测单元204耦接分解单元202，每一撷取单元(即撷取单元206a、206b、 206c)分别耦接噪声评测单元204与分解单元202，每一比较单元耦接三个撷取单元206之一(即比较单元208a耦接撷取单元206a，比较单元208b耦接撷取单元206b，比较单元208c 耦接撷取单元206c)，判断单元210耦接比较单元208a、208b、208c。
请参照图3与图4，图4为依据图3的声音检测模块执行图2的步骤904的一实施例流程示意图。在本实施例中，步骤904还包括
步骤402 :接收并储存每一声音信号，并序列地输出三个声音信号；
步骤404 :通过分解单元将每一声音信号切割成三个子频带；
步骤406 :通过噪声评测单元接收每一声音信号的三个子频带并输出相对的三个背景噪声；
步骤408 :通过三个撷取单元接收每一声音信号的每一子频带与相对的每一背景噪声，以计算每一子频带的信噪比；
步骤410 :通过三个比较单元分别接收并比较一临界值与每一声音信号的每一子频带的信噪比以分别输出一比较值；
步骤412 :通过判断单元将三个比较值相加并比较每一声音信号的三个比较值的总和与默认值；以及
步骤414:当三个声音信号其中之一的三个比较值总和大于或等于默认值时，输出储存的三个声音信号至声源定位模块。
在本实施例中，储存单元200可储存并序列地输出声音信号Sa、Sb、Sc (即步骤 402)，但本实施例并非用以限定本发明。举例而言，储存单元200可储存并序列地输出声音信号Sb、Sa、Sc或声音信号Sb、Sc、Sa。需注意的是,储存单兀200输出相邻二声音信号之间的时间差为声音检测模块104利用单一声音信号进行步骤404至步骤414的时间。
在本实施例中，由于储存单兀200可储存并序列地输出声音信号Sa、Sb、Sc,故分解单元202可依照储存单元200输出声音信号Sa、Sb、Sc的顺序将声音信号Sa、Sb、Sc切割成子频带Sp S2, S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9。其中，声音信号Sa被分解单元202切割成子频带Sp S2, S3,声音信号Sb被分解单元202切割成子频带S4、S5、S6,声音信号Sc被分解单元 202切割成子频带S7, S8, S9 (即步骤404)。
于步骤406中，当噪声评测单元204接收子频带SpS2、S3时，噪声评测单元204依据子频带S1、S2、S3输出相对的背景噪声N1、N2、N3。当噪声评测单元204接收子频带S4、S5、 S6时，噪声评测单元204依据子频带S4、S5、S6输出相对的背景噪声N4、N5, N6。当噪声评测单元204接收子频带S7、S8、S9时，噪声评测单元204依据子频带S7、S8、S9输出相对的背景噪声N7、N8, N9。其中，由于收音单元50a、50b、50c配置于监视空间的不同位置，故子频带 Sp S2, S3所相对的背景噪声H N3、子频带S4、S5、S6所相对的背景噪声N4、N5, N6以及子频带S7、S8、S9所相对的背景噪声N7、N8, N9均不相同。
于步骤408中，当撷取单元206a、206b、206c分别接收子频带SpS2、S3与相对的背景噪声HN3时，撷取单元206a、206b、206c分别计算出信噪比SNRpSNRySNRy当撷取单元206a、206b、206c分别接收子频带S4、S5、S6与相对的背景噪声N4、N5, N6时，撷取单元 206a,206b,206c分别计算出信噪比SNR4、SNR5, SNR6。当撷取单元20 6a、206b、206c分别接收子频带S7、s8、s9与相对的背景噪声N7、N8、N9时，撷取单元206a、206b、206c分别计算出信噪比 SNR7、SNR8、SNR9。
在步骤410中，当比较单元208a、208b、208c分别接收临界值Ta、Tb、Tc与信噪比 SNR1' SNR2' SNR3时，比较临界值Ta、Tb、Tc与信噪比SNR1' SNR2' SNR3,以输出比较值C1' C2, C3 (即比较单元208a比较临界值Ta与信噪比SNR1,比较单元208b比较临界值Tb与信噪比SNR2,比较单元208c比较临界值Tc与信噪比SNR3)。当比较单元208a、208b、208c分别接收临界值Ta、Tb、Tc与信噪比SNR4' SNR5' SNR6时，比较临界值Ta、Tb、Tc与信噪比SNR4' SNR5, SNR6,以输出比较值C4、C5、C6 (即比较单元208a比较临界值Ta与信噪比SNR4,比较单元208b比较临界值Tb与信噪比SNR5,比较单元208c比较临界值Tc与信噪比SNR6)。当比较单元208a、208b、208c分别接收临界值Ta、Tb、Tc与信噪比SNR7、SNR8、SNR9时，比较临界值Ta、Tb、Tc与信噪比SNR7、SNR8、SNR9,以输出比较值C7,C8,C9 (即比较单元208a比较临界值Ta与信噪比SNR7,比较单元208b比较临界值Tb与信噪比SNR8,比较单元208c比较临界值Tc与信噪比SNR9)。其中，临界值Ta、Tb、Tc可为定值或变化值，可依据实际需求进行调難iF. O
此外，上述比较值(1、(2、(3、(；、(5、(6、(7、(8、(9可为0或1。举例而言，当比较单元208a所接收的信噪比SNR1大于或等于临界值Ta时，比较单元208a输出比较值C1，其中比较值C1可为I ;当比较单元208a所接收的信噪比SNR1小于临界值Ta时，比较单元208a 输出比较值C1，其中比较值C1可为0，但此举例并非用以限定本发明。
于步骤412中，判断单元210可包括但不限于加法器2101与比较器2102。加法器2101可将比较值C1X2XdH加并与默认值R进行比较。加法器2101可将比较值C4、C5、 C6相加并与默认值R进行比较。加法器2101可将比较值C7、C8、C9相加并与默认值R进行比较。在本实施例中，由于加法器2101最多输出三个，故默认值R可为小于或等于三个的正整数，实际默认值R的大小可依据实际需求进行调整。
于步骤414中，当比较值Cp C2, C3的总和大于或等于默认值R时，声音检测模块 104输出储存单元200所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106。当比较值C4、C5、 C6的总和大于或等于默认值R时，声音检测模块104输出储存单兀200所储存的声音信号 Sa, Sb, Sc至声源定位模块106。当比较值(7、(8、(9的总和大于或等于默认值R时，声音检测模块104输出储存单元200所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106。
更详细地说，由于储存单兀200序列地输出声音信号Sa、Sb、Sc,故于本实施例中声音检测模块104是先接收子频带SpS2、S3进行步骤406至步骤414，其中当比较值C1X2' C3的总和小于默认值R时，声音检测模块104再接收子频带S4、S5、S6进行步骤406至步骤 414。当比较值C4、C5、C6的总和小于默认值R时，声音检测模块104再接收子频带S7、S8、S9 进行步骤406至步骤414。当比较值C7、C8、C9的总和小于默认值R时，声音检测模块104判定声音源V并不存在，故不输出储存单元200所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块 106。因此，声音检测模块104可通过步骤402至步骤414决定是否输出收音模块102所接收的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106。
于上述实施例中，由于储存单兀200序列地输出声音信号Sa、Sb、Sc,使得声音检测模块104最多需执行三个次步骤402至步骤414才可判断声音源V是否存在，进而决定是否输出储存单元200所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106，但上述实施例并非用以限并本发明。举例而言，声音检测模块104还可包括正规化转换单元502，正规化转换单元502用以将声音信号Sa、Sb、Sc相加且正规化(normalized)以输出整合信号Is，使得声音检测模块104仅需利用整合信号Is执行一次步骤606至步骤616即可判断声音源 V是否存在，进而决定是否输出储存单元200所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块 106，详细的描述请参照图5与图6，其中图5为依据图1的声音检测模块的第二实施例方框结构示意图，图6为依据图5的声音检测模块执行图2的步骤904的一实施例流程示意图。
请参照图5。在本实施例中，声 音检测模块104除了包括图3所述的组件外，还可包括正规化转换单元502。其中，储存单元200耦接收音单元50a、50b、50c，正规化转换单元502耦接储存单元200，分解单元202耦接正规化转换单元502，噪声评测单元204耦接分解单元202，每一撷取单元(即撷取单元206a、206b、206c)分别耦接噪声评测单元204与分解单元202，每一比较单元耦接三个撷取单元206之一(即比较单元208a耦接撷取单元 206a，比较单元208b耦接撷取单元206b，比较单元208c耦接撷取单元206c)，判断单元210 耦接比较单元208a、208b、208c。
请参照图5与图6。在本实施例中，步骤904还包括
步骤602 :接收并储存每一声音信号；
步骤604 :将三个声音信号相加且正规化(normalized)以输出整合信号；
步骤606 :通过分解单元将整合信号切割成三个子频带；
步骤608 :通过噪声评测单元接收三个子频带并输出相对的三个背景噪声；
步骤610 :通过三个撷取单元接收每一子频带与相对的每一背景噪声，以计算每一子频带的信噪比；
步骤612 :通过三个比较单元分别接收并比较一临界值与每一子频带的信噪比以输出一比较值；
步骤614
步骤616至声源定位模块。
在本实施例中，储存单元200用以储存声音信号Sa、Sb、Sc (即步骤602)，正规化转换单元502用以将声音信号Sa、Sb、Sc相加且正规化(normalized)以输出整合信号Is (即:将三个比较值相加并比较三个比较值的总和与默认值；以及 :当三个比较值的总和大于或等于默认值时，输出储存的三个声音信号步骤604)。分解单元202用以将整合信号Is切割成子频带S1(l、Sn、S12 (即步骤606)。噪声评测单元204用以接收子频带S1(l、Sn、S12，并依据子频带S1(l、Sn、S12输出相对的背景噪声 N10、Nn、N12(即步骤608)。其中，背景噪声N10,N11,N12是可为收音单元50a.50b.50c长期于监视空间进行监控所获得的信号。更详细地说，由于收音单元50a、50b、50c长期于监视空间中接收的声音信号Sa、Sb、Sc，故收音单元50a、50b、50c对于监视空间的背景声音有累积一定数量的声音信号Sa、Sb、Sc,而累积的声音信号Sa、Sb、Sc可相互叠加并正规化后，以建立收音单元50a、50b、50c于监视空间的背景噪声N1(l、Nn、N12。
撷取单元206a、206b、206c分别接收子频带S1(l、Sn、S12与相对的背景噪声N1(l、Nn、 N12计算出信噪比SNR10, SNR11' SNR12 (即步骤610)。比较单元208a、208b、208c分别接收并比较临界值Td、Te、Tf与信噪比SNR1(1、SNR11, SNR12以输出比较值C1(l、Cn、C12 (即步骤612)。 在本实施例中，比较值C1Q、Cn、C12可为O或I。举例而言，当比较单元208a所接收的信噪比 SNRltl大于或等于临界值Td时，比较单元208a输出比较值Cltl，其中比较值Cltl可为I ;当比较单元208a所接收的信噪比SNRltl小于临界值Td时，比较单元208a输出比较值C1(l，其中比较值Cltl可为0，但此举例并非用以限定本发明。
判断单元210可包括但不限于加法器2101与比较器2102。加法器2101将比较值 C1Q、Cn、C12相加并与默认值H进行比较(即步骤614)。当比较值^^…^的总和大于或等于默认值H时，输出储存单元200所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源 定位模块106 (即步骤616)。当比较值C1(l、C11, C12的总和小于默认值H时，声音检测模块104判定声音源V 并不存在，故不输出储存单元200所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106。因此， 声音检测模块104可通过步骤602至步骤616决定是否输出收音模块102所接收的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106。
请参照图7A，为依据图1的声音检测模块的第三个实施例方框结构示意图。在本实施例中，声音检测模块104可包括但不限于声音检测组件702a、702b、702c，声音检测组件702a、702b、702c分别耦接收音单元50a、50b、50c，以分别接收声音信号Sa、Sb、Sc。由于本实例所述的收音单元的数量为三个，故声音检测组件的数量也均为三个。
请参照图7A与图7B，图7B依据图7A的声音检测组件的一实施例方框结构示意图。由于声音检测组件702a、702b、702c的差异点仅在接收的声音信号的不同，声音检测组件702a、702b、702c所包括的组件相同，故于图7B中仅以声音检测组件702a为例进行描述。声音检测组件702a包括储存单元700、分解单元702、噪声评测单元704、撷取单元 706a、706b、706c、比较单元708a、708b、708c与判断单元710。其中，撷取单元的数量等于子频带的数量，比较单元的数量也等于子频带的数量。由于本实例所述的子频带的数量为三个，故撷取单元与比较单元的数量也均为三个。
在本实施例中，储存单元700耦接收音单元50a，分解单元702耦接收音单元50a， 噪声评测单元704耦接分解单元702，每一撷取单元(即撷取单元706a、706b、706c)分别耦接噪声评测单元704与分解单元702，每一比较单元耦接三个撷取单元706之一(即比较单元708a耦接撷取单元706a，比较单元708b耦接撷取单元706b，比较单元708c耦接撷取单元706c)，判断单元710耦接比较单元708a、708b、708c。
此外，请参照图7A，声音检测模块104还可包括或门90，或门90的输入端901分别耦接声音检测组件702a、702b、702c，或门90的输出端902分别耦接声音检测组件702a、702b,702c的储存单元700。
请参照图7B与图8，图8为依据图3的声音检测模块执行图2的步骤904的一实施例流程示意图。在本实施例中，步骤904还包括
步骤802 :通过三个声音检测组件分别接收相对的每一声音信号；
步骤804 :通过每一声音检测组件中的储存单元储存声音信号；
步骤806 :通过每一声音检测组件中的分解单元将接收的声音信号切割成三个子频带，并分别传输至三个撷取单元；
步骤808 :通过每一声音检测组件中的噪声评测单元接收三个子频带并输出相对的三个背景噪声至三个撷取单元；
步骤810 :通过每一声音检测组件中的三个撷取单元分别接收三个子频带其中的一与相对的每一背景噪声，以计算每一子频带的信噪比；
步骤812 :通过三个比较单元分别接收并比较一临界值与每一声音信号的每一子频带的信噪比以输出一比较值；
步骤814 :通过判断单元将三个比较值相加并比较每一声音信号的三个比较值的总和与一默认值；以及
步骤816 :当三声音检测组件至少其中之一的三个比较值总和大于或等于默认值时，输出储存的三声音信号至声源定位模块。
由于声音检测组件702a、702b、702c的差异点仅在接收的声音信号的不同，声音检测组件702a、702b、702c所包括的组件相同，故以下步骤804至步骤814的说明仅以声音检测组件702a为例进行描述，声音检测组件702b、702c执行步骤804至步骤814的情形则以此类推，于此不再赘述。
在声音检测组件702a中，储存单元700用以储存声音信号Sa (即步骤804)，分解单元702用以将收音单元50a所接收的声音信号Sa切割成子频带S13、S14、S15 (即步骤806)。 噪声评测单元704用以接收子频S13、S14、S15，并依据子频带S13、S14、S15输出 相对的背景噪声 N13、N14、N15 (即步骤808)。其中，背景噪声N13、N14, N15是可为收音单元50a长期于监视空间进行监控所获得的信号。更详细地说，由于收音单元50a长期于监视空间中接收的声音信号Sa,故收音单兀50a对于监视空间的背景声音有累积一定数量的声音信号Sa,而累积的声音信号Sa可用以建立收音单兀50a于监视空间的背景噪声N13、N14、N15。
撷取单元706a、706b、706c分别接收子频带S13、S14、S15与相对的背景噪声N13、N14、 N15计算出信噪比SNR13' SNR14' SNR15(即步骤810)。比较单元708a、708b、708c分别接收并比较临界值Tg, Th, Ti与信噪比SNR13^SNR14, SNR15以输出比较值C13、C14、C15(即步骤812)。 在本实施例中，比较值C13、C14、C15可为O或I。举例而言，当比较单元708a所接收的信噪比 SNR13大于或等于临界值Tg时，比较单元708a输出比较值C13，其中比较值C13可为I ;当比较单元708a所接收的信噪比SNR13小于临界值Tg时，比较单元708a输出比较值C13,其中比较值C13可为0，但此举例并非用以限定本发明。
判断单元710可包括但不限于加法器7101与比较器7102。加法器7101将比较值 C13、C14, C15相加并与默认值L进行比较(即步骤814)。
于步骤816中，声音检测模块104是利用或门90判断声音检测组件702a、702b、 702c至少其中之一的三个比较值总和是否大于默认值L，据以决定是否输出声音检测模块104所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106。更详细地说，每一声音检测组件(即声音检测组件702a、702b、702c)执行步骤814后分别输出比较值C16、C17, C18,比较值C16、 C17、C18可为O或I。举例而言，于声音检测组件702a中，当比较值C13、C14、C15的总和大于或等于默认值L时，比较器7102输出比较值C13，其中比较值C13可为I ;当比较值C13、C14, C15 的总和小于默认值L时，比较器7102输出比较值C13，其中比较值C13可为0，但此举例并非用以限定本发明。
因此，当声音检测组件702a、702b、702c至少其中之一的三个比较值总和大于或等于默认值L时，声音检测模块104输出每一声音检测组件(即声音检测组件702a、702b、 702c)中储存单元700所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106。当声音检测组件 702a、702b、702c的三个比较值总和均小于默认值L时，声音检测模块104判定声音源V并不存在，故不输出每一声音检测组件(即声音检测组件702a、702b、702c)中储存单元700 所储存的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块106。换句话说，声音检测模块104可通过步骤802至步骤816决定是否输出收音模块102所接收的声音信号Sa、Sb、Sc至声源定位模块 106。
当声音检测模块104执行步骤904后，声源监视系统100通过声源定位模块106 接收声音信号Sa、Sb、Sc以输出声音源位置P (即步骤906)。由于上述实施例中所述的声音源V的数量为一个，但上述实施例并非用以限定本发明。举例而言，声源监视系统100所配置的监视空间中也可存在有多个声音源。
请参照图9与图10，分别为依据本发明所揭露的声源监视系统的另一实施例方框结构示意图与依据图9的声源监视系统执行步骤906的一实施例流程示意图。在本实施例中，声源监视系统100所配置的监视空间中存在有声音源VpV2,声音源V1J2是为声源监视系统100所配置的监视空间中特殊事件发生时发出声音信号(图9中的虚线)的来源。由于声源定位模块106 —次仅能输出单一声音源位置(即声音源位置P1或声音源位置P2)予摄影模块108，以使摄影模块108响应声音源位置(即声音源位置P1或声音源位置P2)而拍摄相应于声音源位置的影像(即步骤908)，因此，在本实施例中，步骤906还可包括
步骤910 :通过声源定位模块依据来自声音检测模块的三个声音信号计算出二个声音源位置；以及
步骤912 :通过声源定位模块依据设定条件输出二个声音源位置之一。
步骤912所述的设定条件可为但不限于监视空间中音量最大的声音源或任何使用者所设定的条件。因此，声源定位模块106可依据设定条件筛选出符合设定条件的声音源位置(即声音源位置P1或声音源位置P2)予摄影模块108。
依据本发明所揭露的声源监视系统及其方法，适用于维安系统、机器人产业或通讯产业。可通过声音检测模块计算多个子频带的信噪比，以判断出声源监视系统所配置的空间是否有声音源的存在。当声音检测模块判断出声源监视系统所配置的空间具有声音源时，声源定位模块再依据收音模块所接收的多个声音信号输出声音源的位置，进而通过摄影模块拍摄相应于声音源的影像。其中，声音源是为声源监视系统所配置的监视空间中特殊事件发生时发出声音信号的来源。此外，当监视空间中存在有多个声音源时，声源定位模块依据设定条件筛选出符合设定条件的声音源位置予摄影模块，以使摄影模块响应声源定位模所输出的声音源位置，而拍摄相应于声源定位模所输出的声音源位置的影像。因此， 本发明所揭露的声源监视系统及其方法可提高声音定位的可靠度，进而准确地拍摄监视空间中特殊事件发生时的影像。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种声源监视系统，其特征在于，包括一收音模块，包括多个收音单元，每一该收音单元用以接收一声音信号；一声音检测模块，耦接该些收音单元，用以将一整合信号或每一该声音信号切割成K 个子频带，计算每一该子频带与一背景噪声的一信噪比，据以决定是否输出该些声音信号， 其中K为大于或等于二的正整数，该些声音信号相加且正规化以形成该整合信号；一声源定位模块，接收来自该声音检测模块的该些声音信号，以输出一声音源位置，以及一摄影模块，响应该声音源位置以拍摄相应于该声音源位置的一影像。
2.根据权利要求1所述的声源监视系统，其特征在于，该声音检测模块包括一储存单元，耦接该些收音单元，用以接收并储存每一该声音信号，并序列地输出该些声音信号；一分解单元，耦接该储存单元，用以将每一该声音信号切割成该K个子频带；一噪声评测单元，耦接该分解单元，用以接收每一该声音信号的该K个子频带并输出相对的该K个背景噪声；K个撷取单元，耦接该噪声评测单元与该分解单元，用以接收每一该声音信号的每一该子频带与相对的每一该背景噪声，以计算每一该子频带的该信噪比；K个比较单元，耦接该K个撷取单元，分别用以接收并比较一临界值与每一该声音信号的每一该子频带的该信噪比以输出一比较值；以及一判断单元，耦接该K个比较单元，用以将每一该声音信号中该K个比较值相加并比较每一该声音信号中该K个比较值的总和与一默认值，当该些声音信号其中之一的该K个比较值总和大于或等于该默认值时，该声音检测模块输出储存于该储存单元的该些声音信号至该声源定位模块。
3.根据权利要求1所述的声源监视系统，其特征在于，该声音检测模块包括一储存单元，耦接该些收音单元，用以接收并储存每一该声音信号；一正规化转换单元，耦接该储存单元，并将该些声音信号相加且正规化以输出该整合信号;一分解单元，耦接该正规化转换单元，用以将该整合信号切割成该K个子频带；一噪声评测单元，耦接该分解单元，用以接收该K个子频带并输出相对的该K个背景噪声；K个撷取单元，耦接该噪声评测单元与该分解单元，用以接收每一该子频带与相对的每一该背景噪声，以计算每一该子频带的该信噪比；K个比较单元，耦接该K个撷取单元，分别用以接收并比较一临界值与每一该子频带的信噪比以输出一比较值；以及一判断单元，耦接该K个比较单元，用以将该K个比较值相加并比较该K个比较值的总和与一默认值，当该K个比较值的总和大于或等于该默认值时，该声音检测模块输出储存于该储存单元的该些声音信号至该声源定位模块。
4.根据权利要求1所述的声源监视系统，其特征在于，该声音检测模块包括多个声音检测组件，每一该声音检测组件包括一储存单元，耦接该些收音单元之一，用以接收并储存该些声音信号之一；一分解单元，耦接该储存单元所耦接的该收音单元，用以将该收音单元所接收的该声音信号切割成该K个子频带；一噪声评测单元，耦接该分解单元，用以接收该K个子频带并输出相对的该K个背景噪声；K个撷取单元，耦接该分解单元与该噪声评测单元，用以分别接收该K个子频带其中之一与相对的每一该背景噪声，以计算每一该子频带的该信噪比；K个比较单元，耦接该K个撷取单元，用以接收并比较一临界值与每一该子频带的信噪比以输出一比较值；以及一判断单元，耦接该K个比较单元，用以将该K个比较值相加并比较该K个比较值的总和与一默认值，当该些声音检测组件至少其中之一的该K个比较值总和大于或等于该默认值时，该声音检测模块输出该些储存单元所储存的该些声音信号至该声源定位模块。
5.根据权利要求4所述的声源监视系统,其特征在于,该声音检测模块还包括一或门， 每一该声音检测组件的一输出端耦接该或门的多个输入端，该或门的一输出端耦接该些储存单元，以控制该声音检测模块是否输出该些声音信号至该声源定位模块。
6.根据权利要求1所述的声源监视系统，其特征在于，该声源定位模块依据来自该声音检测模块的该些声音信号计算出多个该声音源位置，并依据一设定条件输出该些声音源位置之一至该摄影模块，使该摄影模块响应该声源定位模块所输出的该声音源位置，以拍摄相应于该声音源位置的该影像。
7.—种声源监视方法,其特征在于,包括接收多个声音信号；将每一该声音信号或一整合信号切割成K个子频带，以计算每一该子频带与一背景噪声的一信噪比，据以决定是否输出该些声音信号至一声源定位模块，其中K为大于或等于二的正整数，该些声音信号相加且正规化以形成该整合信号；当传输该些声音信号至该声源定位模块时，通过该声源定位模块接收该些声音信号以输出一声音源位置；以及当该声源定位模块输出该声音源位置时，通过一摄影模块响应该声音源位置以拍摄相应于该声音源位置的一影像。
8.根据权利要求7所述的声源监视方法,其特征在于,在将每一该声音信号或该整合信号切割成该K个子频带，以计算每一该子频带与该背景噪声的该信噪比，据以决定是否输出该些声音信号至该声源定位模块的步骤中，还包括接收并储存每一该声音信号，并序列地输出该些声音信号；通过一分解单元将每一该声音信号切割成该K个子频带；通过一噪声评测单元接收每一该声音信号的该K个子频带并输出相对的该K个背景噪声；通过K个撷取单元接收每一该声音信号的每一该子频带与相对的每一该背景噪声，以计算每一该子频带的该信噪比；通过K个比较单元分别接收并比较一临界值与每一该声音信号的每一该子频带的该信噪比以输出一比较值；通过一判断单元将该K个比较值相加并比较每一该声音信号的该K个比较值的总和与一默认值；以及当该些声音信号其中之一的该K个比较值总和大于或等于该默认值时，输出储存的该些声音信号至该声源定位模块。
9.根据权利要求7所述的声源监视方法,其特征在于,在将每一该声音信号或该整合信号切割成该K个子频带，以计算每一该子频带与该背景噪声的该信噪比，据以决定是否输出该些声音信号至该声源定位模块的步骤中，还包括接收并储存每一该声音信号；将该些声音信号相加且正规化以输出该整合信号；通过一分解单元将该整合信号切割成该K个子频带；通过一噪声评测单元接收该K个子频带并输出相对的该K个背景噪声；通过K个撷取单元以接收每一该子频带与相对的每一该背景噪声，以计算每一该子频带的该信噪比；通过K个比较单元分别接收并比较一临界值与每一该子频带的该信噪比以输出一比较值；将该K个比较值相加并比较该K个比较值的总和与一默认值；以及当该K个比较值的总和大于或等于该默认值时，输出储存的该些声音信号至该声源定位模块。
10.根据权利要求7所述的声源监视方法,其特征在于,在将每一该声音信号或该整合信号切割成该K个子频带，以计算每一该子频带与该背景噪声的该信噪比，据以决定是否输出该些声音信号至该声源定位模块的步骤中，还包括通过K个声音检测组件分别接收相对的每一该声音信号；通过每一该声音检测组件中的一储存单元储存该声音信号；通过每一该声音检测组件中的一分解单元将接收的该声音信号切割成该K个子频带， 并分别传输至该K个撷取单元；通过每一该声音检测组件中的一噪声评测单元接收该K个子频带并输出相对的该K个背景噪声至该K个撷取单元；通过每一该声音检测组件中的该K个撷取单元分别接收该K个子频带其中之一与相对的每一该背景噪声，以计算每一该子频带的该信噪比；通过K个比较单元分别接收并比较一临界值与每一该声音信号的每一该子频带的该信噪比以输出一比较值；通过一判断单元将该K个比较值相加并比较每一该声音信号的该K个比较值的总和与一默认值；以及当该些声音检测组件至少其中之一的该K个比较值总和大于或等于该默认值时，输出储存的该些声音信号至该声源定位模块。
11.根据权利要求7所述的声源监视方法，其特征在于，在当传输该些声音信号至该声源定位模块时，通过该声源定位模块接收该些声音信号以输出该声音源位置的步骤中，还包括通过该声源定位模块依据来自该声音检测模块的该些声音信号计算出多个该声音源位置；以及通过该声源定位模块依据一设定条件输出该些声音源位置之一 。
全文摘要
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。声源定位模块利用收音模块所接收的声音信号输出声音源位置，摄影模块用以拍摄相应于声音源位置的影像。因此，声源监视系统可通过声音检测模块提高声音定位的可靠度，进而监控相应于声音源所发生的事件。
文档编号H04N7/18GK103002250SQ20111029006
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月16日
发明者扈安祺, 卢延祯 申请人:睿致科技股份有限公司