用于生成全景声学图像并通过分段使声学成像设备虚拟化的系统和方法技术方案

一种声学分析系统包括声传感器阵列，该声传感器阵列从目标场景接收声学信号并基于一个或多个声学信号输出声学数据。处理器接收表示目标场景的第一部分并且具有第一视场(FOV)的第一组声学数据；基于第一组声学数据生成第一声学图像；接收表示目标场景的第二部分并且具有第二FOV的第二组声学数据，其中第二FOV不同于第一FOV；基于第二组声学数据生成第二声学图像；将第一声学图像和第二声学图像配准以形成对准的第一声学图像和第二声学图像；并且生成用于在显示器上呈现的包括对准的第一声学图像和第二声学图像的全景。学图像和第二声学图像的全景。学图像和第二声学图像的全景。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生成全景声学图像并通过分段使声学成像设备虚拟化的系统和方法

技术介绍

[0001]当使用各种声学成像技术监视一个区域时，可能需要或期望监视较大区域。在一些情况下，此区域可能大于现有系统和解决方案的视场(FOV)。另外或替代地，可能需要或期望在不同时间点监视区域的不同区。然而，安装多个声学成像系统以监视这种不同区可能是在技术上不可行的或在商业上行不通的。
[0002]对于一些区域监视应用，可能需要对问题仅在一段时间后才变得明显的区域进行监视。有时，这些问题可能是间歇的，并且可能被周期性检查遗漏。
[0003]另外或替代地，在一些情况下，从场景内的不同位置和/或在不同时间发出的声音可能具有不同声学参数，这可能导致难以对这种声音进行成像。对(例如，在第一频率范围内的)一个这种声音进行最优成像可能导致对(例如，在不同于第一频率范围的第二频率范围内的)具有不同声学参数的不同声音的次优检测和/或显示。
附图说明
[0004]图1A和图1B示出了示例性声学成像设备的前视图和后视图。
[0005]图2是示出声学分析系统的示例的部件的功能框图。
[0006]图3A、图3B、图3C和图3D示出了声学分析系统内的示例性声传感器阵列配置的示意图。
[0007]图4A和图4B示出了在可见光图像数据和声学图像数据的帧的生成中的视差误差的示意性图示。
[0008]图5A和图5B示出了可见光图像与声学图像之间的视差校正。
[0009]图6是示出用于生成将声学图像数据和电磁图像数据组合的最终图像的示例性方法的过程流程图。
[0010]图7是示出用于根据接收到的声学信号生成声学图像数据的示例性过程的过程流程图。
[0011]图8示出了用于确定在声学成像过程期间使用的适当算法和传感器阵列的示例性查找表。
[0012]图9A是在声学场景中接收到的图像数据的频率内容随时间变化的示例性曲线图。
[0013]图9B示出了包括发射声学信号的多个位置的示例性场景。
[0014]图9C示出了多个预定义频率范围内的多个组合的声学和可见光图像数据。
[0015]图10A和图10B是包括组合的可见光图像数据和声学图像数据的示例性显示图像。
[0016]图11A和图11B示出了声学场景中的声学数据的频率相对于时间的示范性曲线图。
[0017]图12示出了使用线性水平扫描系统的水平全景扫描的可视化。
[0018]图13提供了包括多个声学图像帧的声学图像的简化示例。
[0019]图14示出了声学图像视场和电磁图像视场的可视化。
[0020]图15示出了使用平移和倾斜系统的垂直全景扫描的可视化。
[0021]图16示出了使用组合水平全景扫描和垂直全景扫描的大面积全景扫描。
[0022]图17示出了使用信标声学信号来对准声学图像的示例性实施方案。
[0023]图18A、图18B和图18C提供了使用一个或多个信标声学信号来捕获目标场景中的多个声学图像的示例性实施方案。
[0024]图19示出了使用一个或多个信标声学信号来捕获目标场景中的多个声学图像的示例性实施方案。
[0025]图20A、图20B和图20C示出了示出当前视场之外的声学信号的指示的示例性实施方案。
[0026]图21示出了与提供虚拟化声学成像设备的多个声学图像部分相关联的分段视场(FOV)。
具体实施方式
[0027]图1A和图1B示出了示例性声学成像设备的前视图和后视图。图1A示出了声学成像设备100的前侧，该声学成像设备具有支撑声传感器阵列104和电磁成像工具106的外壳102。在一些实施方案中，声传感器阵列104包括多个声传感器元件，多个声传感器元件中的每个声传感器元件被配置为(例如，被动地)接收从声学场景发射的声学信号，并且基于接收到的声学信号输出声学数据。电磁成像工具106可以被配置为从目标场景接收电磁辐射并且输出表示接收到的电磁辐射的电磁图像数据。电磁成像工具106可以被配置为检测多个波长范围中的一个或多个波长范围内的电磁辐射，诸如可见光、红外线、紫外线等。
[0028]在所示示例中，声学成像设备100包括环境光传感器108和位置传感器116，诸如GPS。设备100包括激光指示器110，该激光指示器在一些实施方案中包括激光测距仪。设备100包括可以被配置为向场景发射可见光辐射的手电筒112，以及可以被配置为向场景发射红外辐射的红外照明器118。在一些示例中，设备100可以包括用于在任何波长范围内照明场景的照明器。设备100还包括投影仪114，诸如可以被配置为将所生成的图像(诸如彩色图像)投影到场景上的图像重投影仪，和/或被配置为将一系列点投影到场景上(例如以确定场景的深度轮廓)的点投影仪。
[0029]图1B示出了声学成像设备100的后侧。如图所示，该设备包括可以呈现图像或其他数据的显示器120。在一些示例中，显示器120包括触摸屏显示器。声学成像设备100包括可以向用户提供音频反馈信号的扬声器，以及可以实现声学成像设备100与外部设备之间的无线通信的无线接口124。该设备还包括控件126，该控件可以包括一个或多个按钮、旋钮、拨号盘、开关或其他接口部件，以使得用户能够与声学成像设备100接口。在一些示例中，控件126和触摸屏显示器组合以提供声学成像设备100的用户界面。
[0030]在各种实施方案中，声学成像设备不需要包括图1A和图1B的实施方案中所示的每个元件。可以从声学成像设备中排除一个或多个所示部件。在一些示例中，图1A和图1B的实施方案中所示的一个或多个部件可以被包括作为声学成像系统的一部分，但是与外壳102分开地被包括。这种部件可经由有线或无线通信技术(例如，使用无线接口124)与声学成像系统的其他部件通信。
[0031]图2是示出声学分析系统200的示例的部件的功能框图。图2的示例性声学分析系统200可以包括布置在声传感器阵列202中以捕获穿过空气行进的声学信号的多个声传感
器，诸如麦克风、MEMS、换能器等。这种阵列可以是一维、二维或三维的。在各种示例中，声传感器阵列可以限定任何合适的大小和形状。在一些示例中，声传感器阵列202包括以栅格图案布置的多个声传感器，例如以垂直列和水平行布置的传感器元件阵列。在各种示例中，声传感器阵列202可以包括例如8x8、16x16、32x32、64x64、128x128、256x256等的垂直列乘水平行的阵列。其他示例是可能的，并且各种传感器阵列不必一定包括与列相同数量的行。在一些实施方案中，这种传感器可定位在基板上，例如，诸如印刷电路板(PCB)基板。
[0032]在图2所示的配置中，与声传感器阵列202通信的处理器212可以从多个声传感器中的每个声传感器接收声学数据。在声学分析系统200的示例性操作期间，处理器212可以与声传感器阵列202通信以生成声学图像数据。举例来说，处理器212可被配置为分析从布置在声传感器阵列中的多个声传感器中的每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种声学分析系统，所述声学分析系统包括：声传感器阵列，所述声传感器阵列被配置为从目标场景接收一个或多个声学信号，并且基于所述一个或多个声学信号输出声学数据；和处理器，所述处理器与所述声传感器阵列通信，所述处理器被配置为：从所述声传感器阵列接收所述声学数据；基于所述声学数据生成所述目标场景的声学图像数据；将所述声学图像数据划分成多个声学图像部分，所述多个声学图像部分至少包括第一声学图像部分和第二声学图像部分，其中所述第一声学图像部分不同于所述第二声学图像部分；并且生成用于在显示器上呈现的显示图像，其中所述处理器被配置为通过以下操作生成所述显示图像：将所述第一声学图像部分内的满足第一组预定义声学标准的声学图像数据与所述第一声学图像部分内的不满足所述第一组预定义声学标准的声学图像数据进行视觉对比，以及将所述第二声学图像部分内的满足第二组预定义声学标准的声学图像数据与所述第二声学图像部分内的不满足所述第二组预定义声学标准的声学图像数据进行视觉对比，其中所述第二组预定义声学标准不同于所述第一组预定义声学标准。2.根据权利要求1所述的声学分析系统，其中将所述第一声学图像部分内的满足所述第一组预定义声学标准的所述声学图像数据与所述第一声学图像部分内的不满足所述第一组预定义声学标准的所述声学图像数据进行视觉对比包括：对于满足所述第一组预定义声学标准的声学信号，显示所述第一声学图像部分内的声学图像数据，而对于不满足所述第一组预定义声学标准的声学信号，不显示所述第一声学图像部分内的声学图像数据。3.根据权利要求1或权利要求2所述的声学分析系统，其中所述第一声学图像部分包括来自第一视场的声学图像数据，并且所述第二声学图像部分包括来自不同于所述第一视场的第二视场的声学图像数据。4.根据权利要求1至3中任一项所述的声学分析系统，其中所述第一组预定义声学标准包括一个或多个频率范围，并且不在所述一个或多个频率范围中的任一个频率范围内的声学信号不满足所述第一组预定义声学标准。5.根据权利要求1至4中任一项所述的声学分析系统，其中所述第一组预定义声学标准包括第一分贝范围和第一频率范围，并且不在所述第一分贝范围内或不在所述第一频率范围内的声学信号不满足所述第一组预定义声学标准。6.根据权利要求1至5中任一项所述的声学分析系统，其中所述第一组预定义声学标准对应于预定声学特征。7.一种声学分析系统，所述声学分析系统包括：声传感器阵列，所述声传感器阵列被配置为从目标场景接收一个或多个声学信号，并且基于所述一个或多个声学信号输出声学数据；和处理器，所述处理器与所述声传感器阵列通信并且被配置为：从所述声传感器阵列接收所述声学数据；
基于所述声学数据生成所述目标场景的声学图像数据；将所述声学图像数据划分成多个声学图像部分；将声学配置文件与所述多个声学图像部分中的每一个声学图像部分相关联，每个声学配置文件包括一个或多个预定义声学标准；并且为所述多个声学图像部分中的每一个声学图像部分生成包括声学图像数据的显示图像，所述声学图像数据表示满足对应于与所述声学图像部分相关联的所述声学配置文件的所述一个或多个预定义声学标准的声学信号，其中这种声学图像数据以与不满足对应于所述声学配置文件的所述一个或多个预定义声学标准的声学信号区分开的方式在对应声学图像部分内呈现。8.根据权利要求7所述的声学分析系统，所述声学分析系统还包括电磁成像工具，所述电磁成像工具与所述处理器通信并且被配置为生成所述目标场景的电磁图像数据，其中所述处理器被配置为：从所述电磁成像工具接收电磁图像数据；以及将所述电磁图像数据与所述声学图像数据配准，其中所述显示图像包括电磁图像数据和声学图像数据。9.根据权利要求7或权利要求8所述的声学分析系统，其中所述处理器被配置为识别所述电磁图像数据内的一个或多个特征，并且基于所述一个或多个特征指定所述声学图像数据的至少一部分。10.根据权利要求7至9中任一项所述的声学分析系统，其中所述处理器被进一步配置为：随时间变化对来自所述目标场景的声学数据进行采样；以及基于随时间变化被采样的所述声学数据，将所述声学图像数据自动划分成所述多个声学图像部分。11.根据权利要求10所述的声学分析系统，其中所述处理器被进一步配置为基于随时间变化被采样的所述声学数据来定义与所述多个声学图像部分中的至少一个声学图像部分相关联的至少一个声学配置文件。12.一种声学分析系统，所述声学分析系统包括：声传感器阵列，所述声传感器阵列被配置为接收从目标场景发射的一个或多个声学信号，并且基于所述一个或多个声学信号输出声学数据；和处理器，所述处理器与所述声传感器阵列通信，所述处理器被配置为：接收表示所述目标场景的第一部分并且具有第一视场(F...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：福禄克公司，
类型：发明
国别省市：