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接收到的声学信号输出声学数据。处理器从声传感器阵列接收表示在不同时间点的目标场景的多个声学数据集。该处理器确定由多个声学数据集表示的目标场景内的一个或多个位置，每个位置是从目标场景发射的声学信号的位置。对于每个声学信号，该处理器将声学信号分类为间歇性声学信号或连续性声学信号，基于多个声学数据集生成累积时间声学图像数据，并且生成累积时间显示图像以供在显示器上呈现。在累积时间显示图像内，被分类为间歇性声学信号的声学信号与被分类为连续性声学信号的声学信号区分开。被分类为连续性声学信号的声学信号区分开。被分类为连续性声学信号的声学信号区分开。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用累积时间视图进行声学成像的系统和方法
技术介绍
[0001]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。
[0002]在一些情况下，声学成像系统的视场内的不同特征具有不同的声学特征，这可能使得难以分析视场的单个部分。例如，目标场景的第一部分可包括即使在正常操作时也通常噪声较大的第一台装备，而目标场景的第二部分可包括通常比第一台装备安静得多但在发生故障时变得噪声较大的第二台装备。由于预期存在从第一台装备发出的较大声音，所以检测故障可能存在困难。
附图说明
[0003]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。
[0004]图2是示出声学分析系统的示例的部件的功能框图。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]图9B示出了包括发射声学信号的多个位置的示例性场景。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]图12示出了目标声学场景中的声音的示例性可视化。
[0017]图13示出了目标声学场景中的声音的示例性可视化。
[0018]图14示出了目标声学场景中的声音的示例性可视化和注释。
具体实施方式
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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8
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8、16
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16、32
×
32、64
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64、128
×
128、256
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256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。
[0024]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个声传感器接收到的数据，并且通过将声学信号“反向传播”到声学信号的源来确定声学场景。在一些实施方案中，处理器212可以通过识别二维场景上的声学信号的各种源位置和强度来生成声学图像数据的数字“帧”。通过生成声学图像数据的帧，处理器212捕获目标场景在基本上给定时间点的声学图像。在一些示例中，帧包括组成声学图像的多个像素，其中每个像素表示声学信号已经被反向传播到的源场景的一部分。
[0025]声学分析系统200内的被描述为处理器的部件(包括处理器212)可以单独地或以任何合适的组合被实现为一个或多个处理器，诸如一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑电路等。处理器212还可以包括存储程序指令和相关数据的存储器，该程序指令和相关数据在由处理器212执行时使得声学分析系统200和处理器212执行在本公开中归于它们的功能。存储器可以包括任何固定的或可移除的磁、光或电介质，诸本文档来自技高网...
【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多个声学数据集，所述多个声学数据集中的每个声学数据集表示在不同时间点的所述目标场景；确定由所述多个声学数据集表示的所述目标场景内的一个或多个位置，所述一个或多个位置中的每个位置是从所述目标场景发射的声学信号的位置；对于每个声学信号，将所述声学信号分类为间歇性声学信号或连续性声学信号；基于所述多个声学数据集生成累积时间声学图像数据；以及生成累积时间显示图像以供在显示器上呈现，所述累积时间显示图像包括所述累积时间声学图像数据，其中在所述累积时间显示图像内，被分类为间歇性声学信号的声学信号与被分类为连续性声学信号的声学信号区分开。2.根据权利要求1所述的声学分析系统，其中对于所述被分类为间歇性声学信号的声学信号中的每个声学信号，所述处理器被进一步配置为通过对存在所述间歇性声学信号的所述多个声学数据集中的每个声学数据集中的所述间歇性声学信号的声学参数中的一个或多个声学参数求平均来计算归一化的间歇性声学信号。3.根据权利要求2所述的声学分析系统，其中对所述声学参数中的一个或多个声学参数求平均包括对所述声学信号的强度水平求平均。4.根据权利要求1至3中任一项所述的声学分析系统，其中对于所述声学信号中的每个声学信号，所述处理器被进一步配置为：确定所述声学信号的周期性；以及基于所述声学信号的所述周期性将所述声学信号分类为间歇性声学信号或连续性声学信号。5.根据权利要求1至4中任一项所述的声学分析系统，其中对于所述声学信号中的每个声学信号，所述处理器被进一步配置为：分析所述声学信号以确定在所述多个声学数据集中所述声学信号存在的时间与所述声学信号不存在的时间的比率；以及基于在所述多个声学数据集中所述声学信号存在的时间与所述声学信号不存在的时间的所述比率将所述声学信号分类为间歇性声学信号或连续性声学信号。6.根据权利要求1至5中任一项所述的声学分析系统，其中所述处理器被进一步配置为：接收事件日志，所述事件日志包括在所述声学数据集被捕获的时间期间在所述目标场景中发生的事件；以及将所述事件日志内的一个或多个事件与所述声学数据集中的声学信号相关联。7.根据权利要求6所述的声学分析系统，其中所述事件日志包括来自一个或多个附加传感器的数据，所述数据与关联于所述声学分析系统的一个或多个环境或背景参数有关。8.根据权利要求1至7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：基于从所述声传感器阵列接收到的声学数据生成实时声学图像数据；生成包括所述实时声学图像数据的实时显示图像；以及在以下之间切换：在所述显示器上呈现所述累积时间显示图像与在所述显示器上呈现所述实时显示图像。9.根据权利要求8所述的声学分析系统，所述声学分析系统还包括用户界面，其中所述处...
【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：
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