[发明专利]音声数据检测装置、音声监控系统及其方法

权利要求书

1.一种音声数据检测装置，包括：

音声数据接收部件，被配置为接收输入的音声数据流；

音声数据处理部件，被配置为利用谱聚类方法对所述音声数据流进行分段处理，以将所述音声数据流分割为多个单一类型的音声数据段；以及

声音检测部件，被配置为针对所述音声数据段提取检测特征，并利用预先建立的检测模型对该音声数据段的类型进行检测。

2.根据权利要求1所述的音声数据检测装置，其中，所述音声数据处理部件包括分窗处理部件，被配置为对所述音声数据流进行分窗处理，以得到多窗音声数据，并将每一窗音声数据划分为多个样本以用于谱聚类，其中每一样本包含多帧数据。

3.根据权利要求2所述的音声数据检测装置，其中，所述分窗处理部件被配置为根据不定长分析窗对所述音声数据流进行分窗处理，以保证每一窗音声数据内包含的声音事件的完整性。

4.根据权利要求3所述的音声数据检测装置，其中，所述分窗处理部件被配置为以预定时长作为初始窗长，每次递增固定步长并以初始窗边界为中心滑动寻找能量包络的最小极值点作为最终窗边界，其中所述极值点不包括由于微小扰动产生的极值点。

5.根据权利要求2所述的音声数据检测装置，其中，所述音声数据处理部件还包括：

拉普拉斯矩阵构建部件，被配置为构建表示由所述分窗处理部件处理得到的窗音声数据的多个样本的拉普拉斯矩阵；以及

聚类部件，被配置为对所述拉普拉斯矩阵的特征向量空间中的特征向量进行聚类处理并将聚类结果映射到所述多个样本上，以将该窗音声数据划分为一个或多个单一类型的所述音声数据段。

6.根据权利要求5所述的音声数据检测装置，其中，所述聚类部件被配置为根据所述拉普拉斯矩阵的前三大特征值的相对大小关系，确定聚类处理中涉及的聚类数目。

7.根据权利要求6所述的音声数据检测装置，其中，所述聚类部件被配置为根据所述拉普拉斯矩阵的前两大特征值的差值与第二大和第三大特征值的差值之比，来确定聚类数目。

8.根据权利要求5所述的音声数据检测装置，其中，在构建拉普拉斯矩阵之前，所述拉普拉斯矩阵构建部件被配置为对所述多个样本的能量特征进行归一化处理，然后映射到指数空间以提高能量特征间的区分性，以用于构建拉普拉斯矩阵。

9.根据权利要求8所述的音声数据检测装置，其中，所述能量特征为时域能量特征，以及采用以下映射函数将每一样本中的每帧的时域能量特征映射到所述指数空间，

E_new(i)=1-exp(-E(i)2σ)]]>

其中E(i)表示样本中第i帧的时域能量，E_new(i)表示其指数映射后的值，σ为尺度参数。

10.一种音声监控系统，包括：

监控数据采集装置，被配置为采集待监控环境中的音声数据流以进行监控；以及

音声数据检测装置，包括：

音声数据接收部件，被配置为接收待监控环境中的音声数据流；

音声数据处理部件，被配置为利用谱聚类方法对所述音声数据流进行分段处理，以将所述音声数据流分割为多个单一类型的音声数据段；以及

声音检测部件，被配置为针对所述音声数据段提取检测特征，并利用预先建立的检测模型对该音声数据段的类型进行检测，以检出所述待监控环境中的异常声音。

11.根据权利要求10所述的音声监控系统，还包括：

信号传送装置，被配置为将所述声音检测部件的检测结果传送给用户；以及

用户终端，被配置为接收并呈现通过所述信号传送装置发送的检测结果。