[发明专利]一种识别多种音源并提供多样化提示预警机制的智能耳机系统及方法

权利要求书

1.一种识别多种音源并提供多样化提示预警机制的智能耳机系统，包括耳机端和管理中心端；

耳机端包括声音采集器、扬声器、存储模块、计算模块、通信模块和供电模块；

声音采集器采集多种音源的声音，转化为电信号，输出至计算模块；

存储模块存储情景模型库，存储可运行代码，存储提示音库；情景模型库包括场景的声音模型数据，用于识别和确定声音的场景；可运行代码包括情景分类识别代码，与管理中心通信代码，情景的增删改查的数据操作代码；提示音库包含不同的声音文件，用于播放预警和提示；

计算模块采样关键帧，抽取特征，建立声音模型，与情景模型库中的情景模型进行比对，找到和该音频匹配程度最高的情景，根据不同的情景，不同的重要程度，查找到对应提示音，通知扬声器给于相应的预警；

扬声器的输入为计算模块发出的通知信号，输出是转化后的声音信号；

通信模块负责耳机端和管理中心端的通信，通信模块建立和管理中心端的通信连接，发送数据和指令给管理中心，接受管理中心端的数据和指令，将数据和指令发送给计算模块供后续决策或者存储；通信模块采用无线或有线通讯；

供电模块为耳机端提供电能；

管理中心端管理智能耳机端的多种情景模式，管理中心端为预装在智能计算机/智能移动设备上的管理软件；管理中心端对耳机端的情景进行增删改查操作以及和耳机端通信模块进行通信连接；管理中心端和多个耳机端进行通信，不同的耳机端都能够向管理中心发送数据或者获取来自管理中心的数据，管理中心也向耳机端发送数据或者接收来自于每一个耳机端的数据；管理中心的管理操作包括通过发送通信请求，命令耳机端新增所发送的情景模型，删除耳机端已有的情景模型，更新耳机端已有情景模型的重要级别；

管理中心端包含请求和响应模块、存储模块、业务逻辑模块；

请求和响应模块向耳机端的通信模块发送对耳机端本地情景的增删改查请求，并接受耳机端通信模块发出的处理结果，处理结果包括处理成功，处理失败，部分处理成功；同时，接收耳机端通信模块发送的新增情景的请求，并向耳机端通信模块返回管理中心对请求的处理结果，处理结果包括处理成功，处理失败，部分处理成功；

存储模块存储情景模型，管理中心端的耳机信息表以及耳机端的音频信息表；存储模块接受业务逻辑模块的获取数据的命令，返回相应的数据给业务逻辑模块供计算和业务逻辑处理，耳机信息表用于存储所有被管理中心所管理的耳机信息，信息包括耳机的标识，耳机的型号，最近更新时间；耳机端音频信息表用于存储所有被管理中心所管理的耳机端的情景模式标识，音频文件在耳机端的存储路径，情景的重要等级，以及最后更新时间；

业务逻辑模块位于请求响应模块以及存储模块的中间层，它和所连接的两个模块之间都存在双向的通信，业务逻辑模块接收请求响应模块的请求并返回处理结果给请求响应模块，业务逻辑模块向存储模块发出获取数据请求并接受存储模块返回的数据。

2.一种识别多种音源并提供多样化提示预警机制的智能耳机系统的监听预警方法以及管理方法，具体包括：

(一)监听预警方法

(1)声音的采集

手机通过声音采集器收集多种外界音源的声音；手机的声音采集器对外界声音不做任何处理，只是将音频信号转化成电信号，供后续识别使用；

(2)声音建模

声音建模指的是提取声音信号中的基本声学特征，该特征能够有效地区分不同的声音事件类型，该模型数据将会用于和声音库中的样本进行匹配和比对，进而找到匹配程度最高的情景类别；

采用时序模型为声音数据建模；每个采样点采集到的声音数据作为一个信号，一段音频中的所有采样点合在一起构成一个时序序列；

(3)声音情景分类

声音情景分类是指将待识别的声音模型输入到时序识别算法中，算法为声音输出一个情景类别，并为声音标识上类标；声音样本库的模型训练过程在计算端完成，耳机端只加载已训练好的模型；当新的待识别声音到来的时候，耳机只完成分类识别的任务；

(4)事件提醒服务

耳机系统按照计算模块给声音计算的情景类标，查找提示声音的表，找到对应的提示音，并通过耳机播放给用户；

(二)情景管理方法

(1)通信连接

管理中心和耳机端都能够作为呼叫端或者被呼叫端，两者进行对等通信；呼叫端查找周围可被查找的被呼叫端，当被呼叫端被查找到后与呼叫端建立通信连接；通信连接建立成功后，呼叫端和被呼叫端都能够作为数据的发送端和接收端进行双向通信；在通信状态下，呼叫端和被呼叫端都能够发起断开链接的请求，并终止通信；

(2)请求发送和解析

由于管理中心和耳机是通信对等端，双方都能够主动给对方发送请求；请求发送方将带有参数的请求发送给接收方，请求接收方接受请求并解析出请求中包封的参数；接收方将解析出的参数存储到本地的存储模块，或者输送到计算模块/业务逻辑模块；

(3)业务逻辑处理

如果请求接收端是耳机端，则耳机端按照管理中心的请求对本地的情景进行增删改查；如果请求接收端是管理中心端，则管理中心按照耳机的请求对本地的情景进行新增；

(4)请求响应

请求接受方向请求发送方发送请求处理的情况，处理结果包括处理成功，处理失败，部分处理成功。