[发明专利]一种汽车鸣笛噪声监视装置、系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于音频信号处理、模式识别和阵列信号处理技术领域，涉及一种汽车鸣笛监视装置、系统及方法。

背景技术

准确快速地判断移动声源的坐标位置是声音定位技术的核心目标。目前，以麦克风阵列声源定位技术为主流技术，它是一种利用麦克风拾取阵列拾取语音信号并利用数字信号处理技术的声音定位方法，具有良好的空间选择特性。基于该原理可有以下三种方法来进行声源定位：

①基于高分辨率谱估计的定向技术。它是通过求解麦克风信号间的相关矩阵确定声源方向角的方法，进一步求解声源位置。该方法源于高分辨率谱估计技术，如最小方差谱估计法和特征值分解法等。它要求声源信号具有平稳性，并且，为了降低外界干扰因素的影响和满足该技术应用的特殊条件，需成倍地提高系统的运算量，由此对系统的硬件设备提出了更高的要求。

②基于最大输出功率的可控波束形成技术。该技术通过对麦克风阵列接收到的语音信号进行处理，直接控制麦克风指向声源信号最大功率波束的方向。

③基于到达时差(TDOA)的声源定位技术。该方法是一种无线定位技术，它通过测量移动声源发出的声源信号到达各拾音器的时间差的方法，实现定位功能。能否精确而灵活地估计延时长度是影响声源定位的关键因素。

发明内容

基于城市人口密集区机动车鸣笛屡禁不止和人工监视效率低等现象。本发明的目的针对上述现象，提出一种汽车鸣笛噪声监视系统及其方法。检测出在禁止鸣笛道路上的违章鸣笛车辆，并用公路摄像机寻点拍摄。

本发明提供了一种汽车鸣笛噪声监视系统，其包括：

鸣笛噪声识别模块，其用于对拾取的声波进行识别，最终确定汽车鸣笛噪声信号；

噪声源定位模块，其根据所述鸣笛噪声识别模块识别出来的汽车鸣笛噪声信号确定汽车鸣笛噪声源；

摄像模块，其用于对所确定的汽车鸣笛噪声源进行拍摄。

本发明还提供了一种汽车鸣笛噪声监视方法，其包括：

对拾取的声波进行识别，最终确定汽车鸣笛噪声信号；

根据所述鸣笛噪声识别模块识别出来的汽车鸣笛噪声信号确定汽车鸣笛噪声源；

对所确定的汽车鸣笛噪声源进行拍摄。

本发明还提供了一种汽车鸣笛噪声监测系统，其包括：

鸣笛噪声识别模块，其包括多个拾音单元，分别用于拾取周围环境的声波，并对拾取的声波进行识别，最终确定汽车鸣笛噪声信号；

噪声源定位模块，其包括第一麦克风阵列和第二麦克风阵列，所述麦克风阵列包括分别分布在X轴和Y轴上的第一麦克风阵列和第二麦克风阵列，且第一麦克风阵列和第二麦克风阵列包括间隔均匀的等量麦克风阵元；所述第一麦克风阵列和第二麦克风阵列根据所述鸣笛噪声识别模块识别出来的汽车鸣笛噪声信号确定汽车鸣笛噪声源；

摄像模块，其包括多个摄像头，分别用于对所确定的汽车鸣笛噪声源进行拍摄。

公路摄像机的寻点拍摄模块根据声源定位模块确定的三维点进行摄像机寻点拍摄。然后标识拍摄的图片，将标识的违规车辆图片保存或实时的传送给交通管理部门。

附图说明

图1为本发明中汽车鸣笛噪声监视系统原理框图；

图2为本发明中汽车鸣笛声识别系统的系统图；

图3本发明中阵列阵源分布结构图；

图4本发明中系统装置安装图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明提出的汽车鸣笛噪声监视系统的结构框图。如图1所示，该系统包括三个模块，分别为鸣笛噪声识别模块、噪声源定位模块、摄像模块。本发明提出的汽车鸣笛噪声监视系统利用麦克风阵列拾声器拾取声源信号，然后由中央处理器对拾取的声源信号进行处理。

所述识别模块包括多个拾音单元，用于对拾取的声波进行带通滤波，过滤掉频率小于和大于汽车鸣笛声的公路噪声，仅保留鸣笛声附近的音频信号。然后，所述识别模块对所保留的鸣笛声附近的音频信号进行短时能量过限检测，检测出疑似汽车鸣笛声信号。最后进行频率匹对，确定鸣笛声信号。

可选地，所述多个拾音单元根据上下门限值对拾取的声波进行带通滤波，且所述上下门限值可根据统计的一般机动车辆的鸣笛声频率来确定。可选地，根据实验测得的机动车辆鸣笛声频率特性，在麦克风传感器前端加一个截止频率为200Hz和5KHz的带通滤波器，可最大限度的滤除公路噪声，同时保留中频部分的汽车鸣笛声信号成分。