一種可疑開門聲音的識別裝置及識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聲音識別技術(shù)，具體涉及一種專用于可疑開門聲音的識別裝置及識別 方法，以提高門鎖的防盜安全性，屬于門鎖防盜技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著家居智能化逐漸普及，智能冰箱、智能清潔機(jī)器人、智能電視等已步入平常老 百姓家庭，但智能化的防盜門還未進(jìn)入市場。隨著人們對家居和其他財產(chǎn)安全意識的不斷 增強(qiáng)，對防盜、防搶和防砸的門禁系統(tǒng)的智能性提出了更高的要求。
[0003] 目前，大多數(shù)家居防盜門、車門等均采用鑰匙開鎖，因此目前的一個設(shè)計方向就是 對鎖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以進(jìn)一步提高其安全性。盡管鎖的設(shè)計優(yōu)化能有效減少一些開鎖偷 盜事件，但是仍然有大量開鎖或撬門偷盜的案例發(fā)生。其原因在于：（1)上述鎖的改進(jìn)仍然 避免不了小偷利用開鎖工具或萬能鑰匙開門的風(fēng)險；（2)無法檢測到其他異常開門事件發(fā) 生，如破壞性開關(guān)，比如撬門等；基于此，對正常和可疑開門（指盜竊開門等聲音）的聲音進(jìn) 行識別是智能防盜門的關(guān)鍵問題和技術(shù)，其具有廣泛的應(yīng)用前景和實用價值。
[0004] 除了普通門鎖外，還出現(xiàn)了采用語音識別技術(shù)對口令或說話人身份進(jìn)行識別的門 禁技術(shù)，該技術(shù)雖然安全性高，但同樣存在一些不足：（1)絕大部分用戶習(xí)慣使用傳統(tǒng)的鎖 和鑰匙開門，還不是很能接受語音識別技術(shù)，普及面不廣。（2)系統(tǒng)復(fù)雜，價格高，目前主要 以重要單位使用為主，普通住宅較少采用；（3)該語音識別技術(shù)易受到說話人狀態(tài)的影響， 識別準(zhǔn)確率難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種可疑開門聲音的識別裝 置及識別方法，本發(fā)明通過可疑開門聲音的識別以加強(qiáng)門鎖的防盜，是對現(xiàn)有門鎖安全性 的有益補充，可以進(jìn)一步提高門鎖的安全性?，F(xiàn)有的各種門鎖均可采用，適應(yīng)性強(qiáng)。
[0006] 為實現(xiàn)本發(fā)明目的，采用了以下技術(shù)方案：
[0007] -種可疑開門聲音的識別裝置，包括依次連接的聲音觸發(fā)模塊、聲音采集模塊、聲 音特征提取處理模塊、聲音識別模塊和報警模塊；
[0008] 聲音觸發(fā)模塊：檢測環(huán)境聲音的大小，當(dāng)聲音能量值大于設(shè)定值時啟動聲音采集 豐吳塊；
[0009] 聲音采集模塊：采集環(huán)境聲音數(shù)據(jù)，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0010] 聲音特征提取處理模塊：對聲音采集模塊發(fā)送過來的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行各種處理以提 取相關(guān)聲音特征；
[0011] 聲音識別模塊：將聲音特征提取處理模塊發(fā)送過來的聲音特征與數(shù)據(jù)庫中存儲的 正常開門聲音對應(yīng)的聲音特征進(jìn)行比對，計算其相似度，以確定是否為可疑聲音；
[0012] 報警模塊：若聲音識別模塊確定檢測到的聲音為可疑聲音，報警模塊發(fā)出現(xiàn)場報 警，現(xiàn)場報警為蜂鳴器報警或/和報警燈報警。
[0013] 進(jìn)一步地，還包括拍照模塊和發(fā)送信息模塊；聲音識別模塊的輸出同時接拍照模 塊和發(fā)送信息模塊；
[0014] 拍照t旲塊：右聲音識別t旲塊確定檢測到的聲音為可疑聲音，啟動拍照t旲塊對門外 進(jìn)行圖像抓拍；
[0015] 發(fā)送信息模塊：若聲音識別模塊確定檢測到的聲音為可疑聲音，發(fā)送信息模塊將 相關(guān)信息通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到指定的通訊接收終端，所述相關(guān)信息為抓拍到的照片 或者/和可疑開門短信提示；通訊接收終端為手機(jī)或/和電腦。
[0016] 一種可疑開門聲音識別方法，識別步驟如下，
[0017] S1、每隔設(shè)定時間檢測環(huán)境聲音能量大小，大于門限值時進(jìn)行聲音采集；
[0018] S2、將采集的聲音數(shù)據(jù)通過帶通濾波器濾波，然后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換模塊，將聲音數(shù)據(jù) 由模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；
[0019] S3、對步驟S2得到的數(shù)字信號進(jìn)行特征提取得到特征參數(shù)，然后將特征參數(shù)組合 到一起構(gòu)成高維的特征向量，并對各維特征向量進(jìn)行以下公式的計算，消除數(shù)量級差異：
[0021] 其中，匕為實際獲得的第i個原始特征向量，F(xiàn)_和F_分別代表數(shù)據(jù)庫預(yù)存的 第i個特征向量的最大值和最小值，F(xiàn)/為第i個消除數(shù)量級差異后的待識別特征向量；
[0022] S4、計算消除數(shù)量級差異后的待識別特征向量F/與數(shù)據(jù)庫預(yù)存的開門聲音對應(yīng) 的特征向量F' ^的相似度Sp對所有的Si進(jìn)行升序排序，利用前K個最小Si的樣本類別 進(jìn)行少數(shù)服從多數(shù)的投票，K為奇數(shù)，決定待識別樣本的類別，從而判定采集的聲音是否為 可疑開門聲音；
[0023] S5、當(dāng)為可疑開門聲音時，則發(fā)出相應(yīng)報警。
[0024] 步驟S5中，當(dāng)為可疑開門聲音時，同時觸發(fā)拍照模塊對門外進(jìn)行拍照，并將所拍 照片以無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送到指定的通訊接收終端，通訊接收終端為手機(jī)或/和電腦。
[0025] 其中步驟S3中提取的特征包括：開門持續(xù)時間T;聲音段數(shù)N;聲音出現(xiàn)的時間區(qū) 間；聲音幅度最大值、最小值、均值、方差、能量直方圖；聲音的頻域特征，頻域特征利用快 速傅里葉變換獲得。
[0026] 其中步驟S4中相似度計算采用歐式距離公式進(jìn)行，計算公式如下：
[0027] Si=||Fi，-F,i#|
[0028] 或者
[0029] 5；=l?9l/2"2 ( 〇為預(yù)先設(shè)定的常參數(shù)）。
[0030] 與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0031] 1)本發(fā)明通過可疑開門聲音的識別以加強(qiáng)門鎖的防盜，如果出現(xiàn)可疑開門聲音， 則自動報警或者發(fā)送提示信息給相關(guān)人員，由此提高門鎖的安全性。
[0032] 2)本發(fā)明能夠有效防范可能產(chǎn)生與正常開門聲音顯著不同的非法開門行為，如強(qiáng) 行撬門、非正常鑰匙開鎖等，而這些非法開門行為目前還難以有效應(yīng)對。
[0033] 3)本發(fā)明可以適用于各種門鎖，適應(yīng)性強(qiáng)，是對現(xiàn)有門鎖安全性的有益補充。
【附圖說明】
[0034] 圖1-本發(fā)明識別裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0035] 圖2-本發(fā)明識別流程圖。
【具體實施方式】
[0036] 本發(fā)明利用模式識別方法進(jìn)行自動化檢測，識別裝置由聲音觸發(fā)模塊110、聲音采 集模塊120、聲音特征提取處理模塊130、聲音識別模塊140、報警模塊150、拍照模塊160、發(fā) 送信息模塊等構(gòu)成，如圖1所示。
[0037] 聲音觸發(fā)模塊：檢測環(huán)境聲音的大小，當(dāng)聲音能量值大于設(shè)定值時啟動采集模 塊；
[0038] 聲音采集模塊：采集聲音數(shù)據(jù)，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；聲音觸發(fā)模塊和聲音采集模塊 用到的為同一套聲音采集元件，先利用采集模塊采集聲音，將采集到的聲音輸入到聲音觸 發(fā)模塊進(jìn)行判斷，如果大于設(shè)定的啟動值，反饋給聲音采集模塊繼續(xù)采集當(dāng)前語音數(shù)據(jù)并 模數(shù)轉(zhuǎn)換，否則清除前面采集的數(shù)據(jù)，對下一次聲音進(jìn)行采集。
[0039] 聲音特征提取處理模塊：對聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和剪切處理，并提取相關(guān)聲音特 征；
[0040] 聲音識別模塊：將聲音特征提取處理模塊發(fā)送過來的聲音特征與數(shù)據(jù)庫中存儲的 正常開門聲音對應(yīng)的聲音特征進(jìn)行比對，計算其相似度，以確定是否為可疑聲音；
[0041] 報警模塊：若識別模塊判定為可疑聲音，該模塊將啟動蜂鳴器和報警燈；如果是 不法分子在開門，該報警將有效阻止其繼續(xù)進(jìn)行不法行為；
[0042] 拍照模塊：在啟動報警程序的同時，啟動拍照模塊對門外進(jìn)行圖像抓拍，以留下門 外當(dāng)時的影像，特別是影像中人的信息；拍照模塊通常安裝在門的正上方，能對一定區(qū)域進(jìn) 行拍照；
[0043] 發(fā)送信息模塊：該模塊將抓拍到的