一种基于视觉麦克风技术的侦听系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于视觉麦克风技术的侦听系统及方法，属于侦听技术领域。所述侦听系统包括被侦听声源、被测物体、高速成像系统和信号处理系统。本发明专利技术采用视觉麦克风的技术，声音产生的气压波动会导致被测物体全部或局部的移动或振动，利用高速成像系统采集物体变化的光学信号，并转换为变化的电子信号，通过对变化的电子信号进行处理，获得所侦听的声音信息。本发明专利技术的侦听系统具有易于安装调整，隐蔽性高，不易受外界干扰，不易受电磁波干预的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉麦克风技术的侦听系统及方法〖
〗本专利技术涉及侦听
，具体涉及一种基于视觉麦克风技术的侦听系统及方法。〖
技术介绍
〗语言是信息传递最直接、最有效、最可信的方式，在现代社会，电子通信技术的发展仍不能完全取代语言在信息传递中的独特作用。对被关注对象的谈话监听一直是特种兵、国家安全部门、刑侦缉毒部门非常关注的话题，是一种重要的情报信息来源。在某些特定的环境下，例如禁止记录和电子传递的场合，侦听或监听将成为唯一的情报信息来源。按其工作原理，侦听技术大略分为声音侦听、激光侦听、微波侦听、纳米侦听、软件无线电侦听和光缆侦听等。其中，声音侦听、激光侦听和微波侦听多用于对话侦听，纳米侦听、软件无线电侦听和光缆侦听大多用于军事武器引导和通信侦听。侦听方式主要的方案有如下几种：参考文献1：(刘玉华等.侦听技术综述[J].电子科技,2012,25(10):138-139.)，介绍了声音监听技术，电话侦听可以分为两类：一类是有线电话侦听，即固定电话侦听；另一类是手机侦听。固定电话侦听只需在侦听对象的电话线路上搭接线路就能够实现。手机侦听则可以通过相关软件等方式实现。此种方法易于实现，但容易被侦听对象发现，引来不必要的纠纷。参考文献2：(心愉.基于散斑图像的激光侦听技术[J].中国安防,2015(11):89-95.)介绍了激光侦听技术，利用激光作为载体，把对方谈话的声音提取出来的技术。把激光透射到敏感地带的某一薄壁器物上，引起器物振动的声波会对投射激光进行调制，通过接收激光的反射波并进行解调可还原声音信号。然而激光的发射点、接收点和被窃听点的位置关系要求很严格，很小的误差就不能接收到发射信号，因此对窃听目标的理想位置确定比较困难。另外，该技术易受外界干扰，也存在一定缺陷。参考文献3：(柏晨.微波非接触振动测量的信号处理研究[D].南京理工大学,2012.)介绍了微波侦听技术，采用微波作为传感器，和激光侦听相似，将微波信号对声源振动体进行照射，振动体会使发射波的传播方向及特征发生变化，即对微波进行了调制，此过程被称之为散射效应。用检波器将在离振动体一定的距离内接收到的散射波解调，再依次经过选频器和低通放大器就能把音频信号还原。然而，微波侦听还是依赖于电磁波的传递，容易受到电磁波干扰的影响，易于被预防。〖
技术实现思路
〗本专利技术旨在提出一种基于视觉麦克风技术的侦听系统及方法；本专利技术的目的由以下技术方案实现：一种基于视觉麦克风技术的侦听系统，其特征在于，包括：被侦听声源，产生在空间中传输的声波信号；被测物体，位于声波信号所产生气压波动的影响范围内，同时位于高速成像系统的感测范围内；高速成像系统，感测被测物体全部或局部受声波信号所产生气压波动影响而移动或振动的光学信号，并将变化的光学信号转换为变化的电子信号；信号处理系统，对高速成像系统获取的变化的电子信号进行处理，获得被侦听声源的声音信息。作为具体的技术方案，所述高速成像系统包括镜头和镜头后设置的光敏器件，光敏器件的响应速度大于等于300Hz。作为具体的技术方案，所述光敏器件为高速成像阵列，所述信号处理系统为运行有位移检测算法的DSP或CPU系统；被测物体的全部或局部经过镜头后投影到高速成像阵列上，高速成像阵列将所述投影转换为电子视频信号，信号处理系统对高速成像阵列输出的电子视频信号进行放大、滤波、采样、模式识别处理，得到所述声音信号。作为具体的技术方案，所述光敏器件为PSD，所述信号处理系统包括放大和滤波电路；被测物体的全部或局部经过镜头后投影到PSD上，被测物体移动时PSD捕获的投影相对于PSD光敏面的位置跟着移动，PSD的输出电子信号也对应变化，信号处理系统对PSD输出的电子信号进行放大、滤波处理，得到声音信号。作为具体的技术方案，所述放大电路包括固定增益低噪声的前置放大电路、自动增益控制的中放电路以及驱动喇叭的功率放大电路。作为具体的技术方案，所述滤波电路采用有源带通滤波，滤掉低于10Hz以及高于20KHz的信号。一种基于视觉麦克风技术的侦听方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将被测物体置于被侦听声源声波信号所产生气压波动的影响范围内，同时位于高速成像系统的观察范围内；步骤2：被侦听声源发出在空间中传输的声波信号；步骤3：感测被测物体全部或局部受声波信号所产生气压波动影响而移动或振动的光学信号，并将变化的光学信号转换为变化的电子信号；步骤4：对变化的电子信号进行处理，获得被侦听声源的声音信息。作为具体的技术方案，所述步骤3是通过镜头将被测物体的全部或局部成像到光敏器件上，当被测物体受所述气压波动影响产生移动或振动时，光敏器件输出的电子信号跟着变化；所述光敏器件的响应速度大于等于300Hz。作为具体的技术方案，所述步骤3具体为：被测物体的全部或局部经过镜头后投影到高速成像阵列上，高速成像阵列将所述投影转换为电子视频信号；所述步骤4具体为：由运行有位移检测算法的DSP或CPU系统对高速成像阵列输出的电子视频信号进行放大、滤波、采样、模式识别处理，得到所述声音信号。作为具体的技术方案，所述步骤3具体为：被测物体的全部或局部经过镜头后投影到PSD上，被测物体移动时PSD捕获的投影相对于PSD光敏面的位置跟着移动，PSD的输出电子信号也对应变化；所述步骤4具体为：由放大和滤波电路对PSD输出的电子信号进行放大、滤波处理，得到声音信号。本专利技术采用视觉麦克风的技术，声音产生的气压波动会导致被测物体上的移动或振动，利用高速成像系统连续拍摄物体的电子视频信息，通过对采集的电子信号进行放大、滤波、采样、模式识别等处理，还原得到声音信号；本专利技术采用被动探测方式，不需要对被测振动对象进行主动照射；本专利技术系统简单，只需高速成像系统作为视频采集器而无需额外的传感器或检测模块，降低了成本；本专利技术探测对象多样，对被测物的振动表面不要求其为反射镜面，并且不对视频采集的表面取向施加约束，使用范围广。〖附图说明〗图1为本专利技术提供的基于视觉麦克风技术的侦听系统的构成框图。图2本专利技术提供的基于视觉麦克风技术的侦听系统中高速成像系统及信号处理系统的一种实施方式。图3本专利技术提供的基于视觉麦克风技术的侦听系统中高速成像系统及信号处理系统的另一种实施方式。〖具体实施方式〗以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：如图1所示，本实施例提供的基于视觉麦克风技术的侦听系统包括被侦听声源、被测物体、高速成像系统、信号处理系统，高速成像系统包括镜头和光敏器件。其中，被侦听声源产生声波信号；被测物体位于声波信号所产生气压波动影响范围内，同时其全部或局部位于高速成像系统的感测范围内；被测物体的全部或局部经过镜头后投影到光敏器件上，光敏器件将投影转换为电子信号；信号处理系统对光敏器件输出的电子信号进行处理，得到声音信号。光敏器件可以采用高成本的高速成像阵列来实现，也可以采用低成本的PSD器件来实现。如图2所示，光敏器件为高速成像阵列，对应地，信号处理系统选用DSP或CPU系统。高速成像阵列输出电子视频数据，DSP或CPU系统上运行位移检测算法来处理视频数据，估算各像素点上成像的微小飘移，并通过模式识别找出代表被侦听声源的那些漂移，最终转换输出声音信号。如图3所示，光敏器件为PSD时，对应地，信号处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视觉麦克风技术的侦听系统，其特征在于，包括：被侦听声源，产生在空间中传输的声波信号；被测物体，位于声波信号所产生气压波动的影响范围内，同时位于高速成像系统的感测范围内；高速成像系统，感测被测物体全部或局部受声波信号所产生气压波动影响而移动或振动的光学信号，并将变化的光学信号转换为变化的电子信号；信号处理系统，对高速成像系统获取的变化的电子信号进行处理，获得被侦听声源的声音信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉麦克风技术的侦听系统，其特征在于，包括：被侦听声源，产生在空间中传输的声波信号；被测物体，位于声波信号所产生气压波动的影响范围内，同时位于高速成像系统的感测范围内；高速成像系统，感测被测物体全部或局部受声波信号所产生气压波动影响而移动或振动的光学信号，并将变化的光学信号转换为变化的电子信号；信号处理系统，对高速成像系统获取的变化的电子信号进行处理，获得被侦听声源的声音信息。2.根据权利要求1所述的侦听系统，其特征在于，所述高速成像系统包括镜头和镜头后设置的光敏器件，光敏器件的响应速度大于等于300Hz。3.根据权利要求2所述的侦听系统，其特征在于，所述光敏器件为高速成像阵列，所述信号处理系统为运行有位移检测算法的DSP或CPU系统；被测物体的全部或局部经过镜头后投影到高速成像阵列上，高速成像阵列将所述投影转换为电子视频信号，信号处理系统对高速成像阵列输出的电子视频信号进行放大、滤波、采样、模式识别处理，得到所述声音信号。4.根据权利要求2所述的侦听系统，其特征在于，所述光敏器件为PSD，所述信号处理系统包括放大和滤波电路；被测物体的全部或局部经过镜头后投影到PSD上，被测物体移动时PSD捕获的投影相对于PSD光敏面的位置跟着移动，PSD的输出电子信号也对应变化，信号处理系统对PSD输出的电子信号进行放大、滤波处理，得到声音信号。5.根据权利要求4所述的侦听系统，其特征在于，所述放大电路包括固定增益低噪声的前置放大电路、自动增益控制的中放电路以及驱动喇叭的功率放大电路。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚健敏，李政颖，余志强，桂鑫，王洪海，杨伟民，
申请(专利权)人：武汉海慧技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42