用于视频监控的声源定向控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于视频监控的声源定向控制装置及方法。在本发明专利技术中，声音拾取部件可与摄像头同步旋转，因而能够形成随摄像头同步转动的动态声源坐标系，相应地，基于该动态声源坐标系，解算得到的方位角就为声源相比于摄像头的镜头法线的相对方位角，进而，通过使该相对方位角向预先设定的角度范围内收敛，即可实现对该相对方位角的闭环控制、并通过对该相对方位角的闭环控制使摄像头的镜头视角范围追踪声源所处方位。由于对该相对方位角的闭环控制产生的环路增益能够抑制方位角解算算法产生的精度误差，因而本发明专利技术无需提高解算算法的精确度即可提高定向的准确性，从而能够节省运行算法所消耗的资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视频监控技术，特别涉及一种。
技术介绍
在视频监控中通常需要对特定目标进行跟踪，但由于特定目标在监控场景中的位置往往是动态变化的，而单个摄像头的镜头视角范围又难以覆盖全部的视频监控场景，因此，为了实现对特定目标的跟踪，现有技术提供了一种场景全覆盖方式，即，在视频监控场景中布放多个摄像头，以利用多个摄像头的视角范围叠加覆盖视频监控场景的全部区域。然而，场景全覆盖方式显然会导致成本随着摄像头的数量而线性增加，因此，现有技术还提供了一种声源定向方式，即，利用一位置和角度固定的声音拾取装置形成一静态声源坐标系，当声音拾取装置感测视频监控场景中的特定目标产生的声源信号时，通过对声源信号的解算得到声源(也即特定目标)在静态声源坐标系中的绝对方位角，然后再利用解算出的绝对方位角调节摄像头转动，以使摄像头的视角范围追踪覆盖声源(也即特定目标)在视频监控场景中所处的部分区域。如上可见，声源定向方式无需利用多个摄像头的视角范围叠加覆盖视频监控场景的全部区域，因而能够减少在视频监控场景中布放的摄像头数量，从而节省成本。但与此同时，为了更准确地解算出绝对方位角以实现对特定目标的准确定向，势必需要提高解算算法的精确度，但随着算法的精确度的不断提高，运行算法所消耗的资源也会随之增加。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种。本专利技术提供的一种用于视频监控的声源定向控制装置，包括:声音拾取部件，其可与摄像头同步旋转；声音采集部件，其采集声音拾取部件接收到的声源信号；方位解算部件，其利用声源信号解算得到声源相比于摄像头的镜头法线的方位角；角度收敛部件，其在解算得到的方位角超出预先设定的角度范围之外时，产生用于将方位角收敛至预先设定的角度范围之内的驱动信号；调节驱动部件，其依据驱动信号驱使摄像头与声音拾取部件同步旋转。优选地，声音拾取部件固定于摄像头、以形成与摄像头同步的旋转。优选地，声音拾取部件包括至少两个麦克风。优选地，预先设定的角度范围小于或等于摄像头的镜头视角范围。优选地,摄像头装设于转动云台、该转动云台由调节驱动部件驱动。优选地，进一步包括:环路滤波部件，其位于角度收敛部件与调节驱动部件之间。本专利技术提供的一种用于视频监控的声源定向控制方法，包括:步骤a0、将声音拾取部件设置为可与摄像头同步旋转；步骤al、采集声音拾取部件接收到的声源信号；步骤a2、利用声源信号解算得到声源相比于摄像头的镜头法线的方位角；步骤a3、在解算得到的方位角超出预先设定的角度范围之外时，产生用于将方位角收敛至预先设定的角度范围之内的驱动信号；步骤a4、依据驱动信号驱使摄像头与声音拾取部件同步旋转。优选地，步骤aO通过将声音拾取部件固定于摄像头而使声音拾取部件与摄像头同步旋转。优选地，声音拾取部件包括至少两个麦克风。优选地，预先设定的角度范围小于或等于摄像头的镜头视角范围。优选地，步骤a4通过驱动装设有摄像头的转动云台转动来驱使摄像头和声音拾取部件同步旋转。优选地，进一步包括:在执行步骤a4之前对步骤a3产生的驱动信号进行环路滤波。如上可见，在本专利技术中，声音拾取部件可与摄像头同步旋转，因而能够形成随摄像头同步转动的动态声源坐标系，相应地，基于该动态声源坐标系，解算得到的方位角就为声源相比于摄像头的镜头法线的相对方位角，进而，通过使该相对方位角向预先设定的角度范围内收敛，即可实现对该相对方位角的闭环控制、并通过对该相对方位角的闭环控制使摄像头的镜头视角范围追踪声源所处方位。由于对该相对方位角的闭环控制所产生的环路增益能够抑制解算算法产生的精度误差，因而本专利技术无需提高解算算法的精确度即可提高声源定向的准确性，从而能够节省运行算法所消耗的资源。【附图说明】图1为本专利技术实施例中用于视频监控的声源定向控制装置的示例性结构示意图；图2a和图2b为如图1所示的示例性结构中声音拾取部件的优选布置方式示意图；图3a和图3b为基于如图2所示优选布置方式的闭环控制实例示意图；图4为本专利技术实施例中用于视频监控的声源定向控制方法的示例性流程示意图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术进一步详细说明。请参见图1，本实施例中用于视频监控的声源定向控制装置包括:声音拾取部件11、声音采集部件12、方位解算部件13、角度收敛部件14、环路滤波部件15、以及调节驱动部件16。声音拾取部件11可与摄像头10同步旋转。其中，由于声音拾取部件11具有与摄像头10同步旋转的特性，因而声音拾取部件11所形成的声源坐标系能够随着摄像头10的转动而同步转动，从能够形成随摄像头10同步转动的动态声源坐标系。实际应用中，声音拾取部件11可以固定于摄像头10、以形成声音拾取部件11可与摄像头10同步旋转的特性，而且，固定于摄像头10的声音拾取装置11可以采用不同的布置方式，以实现二维空间、或者更高维空间的定向。其中，若需要声音拾取装置11实现二维空间的180°范围内的声源定向，则请参见图2a和图2b，声音拾取部件11可以包括位于同一平面内的一对麦克风11a和11b，该对麦克风11a和lib分别于镜头100法线N的两侧固定于摄像头10、以形成与镜头100法线N共面的二维平面。需要说明的是，图2a和图2b中仅仅是以球形的摄像头100为例，但摄像头100的具体形状并不影响声音拾取装置11的布置方式。若需要声音拾取装置11实现二维空间360°范围内的声源定向，则声音拾取部件11可以包括三个麦克风在同一平面。若需要声音拾取装置11实现三维及三维以上空间的定向，则声音拾取部件11可以包括至少四个不共面的麦克风，其中，对于四个麦克风中的每两个麦克风，可以像类似于图2a和图2b所示的那样分别于镜头100法线N的两侧固定于摄像头10，以形成与镜头100法线N共面的二维平面，只是每两个麦克风所分别形成的二维平面的角度不同，即互不平行。声音采集部件12采集声音拾取部件11接收到的声源信号。其中，对于声音拾取部件11基于麦克风来实现的情况，声音拾取部件11所拾取到的音频信号通常为模拟信号，此时，声音采集部件12的主要作用在于对模拟信号采样、以得到数字化的声源信号，例如，声音采集部件12可以选用具有模数转换功能的采样电路。方位解算部件13利用声源信号解算得到声源相比于摄像头的镜头法线的方位角。其中，方位解算部件13可以采用任意一种现有的解算算法实施对声源信号的解算。由于声音拾取部件11形成的是随摄像头同步转动的动态声源坐标系，因此，按照任意一种解算算法得到的方位角都是以该动态声源坐标系为参考坐标，从而，只要以摄像头的镜头法线为该动态声源坐标系的坐标轴，则方位解算部件13解算得到的方位角即为声源相比于摄像头的镜头法线的方位角。角度收敛部件14在解算得到的方位角超出预先设定的角度范围之外时，产生用于将方位角收敛至预先设定的角度范围之内的驱动信号。其中，若解算得到的方位角在正向方向上超出预先设定的角度范围之外，则角度收敛部件14产生的驱动信号表示沿反向方向转动调节摄像头和声音拾取部件，使得声源的方位角落在预先设定的角度范围之内。反之同理，若解算得到的方位角在反向方向上超出预先设定的角度范围之外，则角度收敛部件14产生的驱动信号表示沿正向方向转动调节摄像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于视频监控的声源定向控制装置，其特征在于，包括：声音拾取部件，其可与摄像头同步旋转；声音采集部件，其采集声音拾取部件接收到的声源信号；方位解算部件，其利用声源信号解算得到声源相比于摄像头的镜头法线的方位角；角度收敛部件，其在解算得到的方位角超出预先设定的角度范围之外时，产生用于将方位角收敛至预先设定的角度范围之内的驱动信号；调节驱动部件，其依据驱动信号驱使摄像头与声音拾取部件同步旋转。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛慧，陈扬坤，俞海，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33