專利名稱：車輛違章鳴笛電子取證裝置、電子警察系統(tǒng)及取證方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通管理領(lǐng)域，更具體說是涉及一種電子警察系統(tǒng)，并涉及一種該系統(tǒng) 采用的電子取證辦法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和交通管理技術(shù)的發(fā)展，在交通卡口和路口大量使用 電子警察和電子卡口設(shè)備等電子設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控道路交通情況是一種提高交通管理水平的 重要手段?，F(xiàn)有的電子警察系統(tǒng)大多針對視頻取證而設(shè)計(jì)，主要采用了視頻采集、圖片
自動(dòng)捕獲和自動(dòng)存儲等設(shè)備。例如，申請?zhí)枮?00610097851的專利申請，提出一種違 章車輛數(shù)字視頻信號和高清晰數(shù)碼相片的獲取方法，通過采用工業(yè)級數(shù)字?jǐn)z像頭在軟件 的控制卜掘「.作f視頻或照相工作狀態(tài)卜'，實(shí)現(xiàn)違章時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換拍攝d到島清晰晰皮 數(shù)碼扣片的H的。乂如專利號為200520071856的實(shí)用新型公開了一種用F車載稽杳超速 行駛、違法停車的便攜式移動(dòng)電f警察，其取證手段采用攝像機(jī)和雷達(dá)。
目前，城市建設(shè)和道路交通快速發(fā)展，汽車鳴笛噪音已成為公害，影響到市民居住 質(zhì)量和城市形象，已經(jīng)引起職能部門充分重視，很多城市都頒布了禁鳴法規(guī)。但是有關(guān) 禁止汽車鳴笛的法規(guī)難以真正得到貫徹執(zhí)行，其中一個(gè)很重要的原因是現(xiàn)有的電子警察 系統(tǒng)無法對違章鳴笛取得確實(shí)可信的證據(jù)，而沒有真憑實(shí)據(jù)就難以管理和執(zhí)法。很顯然， 現(xiàn)有的電子警察系統(tǒng)無法滿足車輛違章鳴笛取證的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種能夠?qū)囕v違章鳴笛現(xiàn)象進(jìn)行嚴(yán)密取證的電 子警察系統(tǒng)，并提出了一種此種電子警察系統(tǒng)采用的電子取證方法，利用本發(fā)明提出的 電子警察系統(tǒng)和電子取證方法，能夠?qū)`章鳴笛進(jìn)行自動(dòng)取證。
本發(fā)明提出的車輛違章鳴笛電子取證方法包括下列步驟
第一步在道路監(jiān)控點(diǎn)安裝攝像頭和麥克陣，并將其分別通過音頻采集模塊和視頻 采集模塊與微處理器模塊相連；
第二步微處理器模塊實(shí)時(shí)采集麥克陣接收的聲音信息和各個(gè)攝像頭接收的圖像信 息并將其暫時(shí)保存；
第三步微處理器模塊實(shí)時(shí)對所采集到的聲音信息進(jìn)行笛聲識別，若識別到笛聲， 則以當(dāng)時(shí)時(shí)間為基準(zhǔn)，將該鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存 儲到存儲器中；
第四步微處理器向上位機(jī)傳輸該段鳴笛時(shí)間內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息 序列；
第五步上位機(jī)根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位；
第六步上位機(jī)根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對位置關(guān)系以及上一步所計(jì)算的笛聲 聲源位置，在所采集的圖像信息上標(biāo)注笛聲聲源位置。
上述方法中在對鳴笛時(shí)間段的聲音信息序列和圖像信息序列采集到存儲器之后的聲 源定位和在圖像信息上標(biāo)注生源位置等計(jì)算工作可以在微處理器完成后傳輸結(jié)果數(shù)據(jù)給 上位機(jī)進(jìn)行存儲，也可以在微處理器完成一部分，在將初步處理過的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī) 進(jìn)行處理并存儲。
為避免初步笛聲識別中的鳴笛聲中有誤，可以在數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)后再進(jìn)行一次笛 聲識別。
在進(jìn)行聲源定位和圖像標(biāo)注時(shí)，由于已經(jīng)明確是汽車鳴笛，笛聲源自某個(gè)車輛，可 以用圖像識別的方法對修訂標(biāo)注的位置，使標(biāo)注更準(zhǔn)確。
本發(fā)明還提出了采用此種方法的電子取證裝置的技術(shù)方案-
一種電子取證裝置，包括麥克陣、音頻采集模塊、攝像頭、視頻采集模塊、微處理 器模塊、以及受微處理器的控制的存儲器，其中麥克陣由兩個(gè)或兩個(gè)以上的麥克風(fēng)構(gòu)成， 通過音頻采集模塊與微處理器模塊相連；至少一個(gè)攝像頭，通過視頻采集模塊與微處理 器模塊相連；微處理器模塊，根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識別汽車笛聲，并將各 個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲到存儲器中。
作為上述技術(shù)方案的補(bǔ)充，微處理器模塊還可以根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對位 置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像 信息上，并存儲標(biāo)注后的圖像信息。
為了使笛聲聲源定位更為準(zhǔn)確，電子取證裝置還可以包括風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器 和溫度傳感器，微處理器模塊在對笛聲聲源定位時(shí)，利用鳴笛時(shí)間段所采集的風(fēng)速'風(fēng) 向和溫度信息對聲源定位進(jìn)行補(bǔ)償。
本發(fā)明以上述的電子取證裝置為基礎(chǔ)，還提出一套完整的車輛違章鳴笛電子警察系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括麥克陣、音頻采集模塊、攝像頭、視頻采集模塊、微處理器模塊、信息 傳輸接口、上位機(jī)以及受微處理器的控制的存儲器，其中麥克陣由兩個(gè)或兩個(gè)以上的麥 克風(fēng)構(gòu)成，通過音頻采集模塊與微處理器模塊相連；至少一個(gè)攝像頭，通過視頻采集模 塊與微處理器模塊相連；微處理器模塊，根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識別汽車笛 聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲到存儲器中。 本發(fā)明的電子警察系統(tǒng)還可以具有聲源定位和圖像標(biāo)注功能，聲源定位和圖像標(biāo)注 功能可以由微處理器模塊完成微處理器模塊根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對位置關(guān)系 和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，并將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上。
從技術(shù)實(shí)現(xiàn)難易程度和設(shè)備成本方面考慮，作為更為優(yōu)選的實(shí)施例，聲源定位和圖 像標(biāo)注功能最好由上位機(jī)完成由微處理器模塊通過信息傳輸接口將所存儲的各個(gè)鳴笛 時(shí)間段的圖像信息序列和聲音信息序列傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)根據(jù)麥克陣與攝像頭之間 的相對位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采 集的圖像信息上，并存儲標(biāo)注后的圖像信息。
為了使得聲源定位更為準(zhǔn)確，車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)還可以包括風(fēng)向傳感器和
風(fēng)速傳感器，微處理器模塊或上位機(jī)在對笛聲聲源定位時(shí)，利用鳴笛時(shí)間段所采集的風(fēng)
速和風(fēng)向信息對聲源定位進(jìn)行補(bǔ)償。 本發(fā)明具有以下有益效果-
本發(fā)明徹底解決了違章鳴笛處罰取證難的問題，不但能夠邏輯嚴(yán)密的采集到違章鳴 笛的證據(jù)，而且提供了自動(dòng)的違章鳴笛電子警察系統(tǒng)。很多交通事故都伴隨著鳴笛聲， 所以本發(fā)明提供的違章鳴笛電子警察系統(tǒng)還有間接的事故記錄功能。


圖l本發(fā)明所采用的探測器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，l是支架，2是鏈接架，3、 4、 5 是攝像機(jī)、6、 7、 8、 9是麥克風(fēng)，10是風(fēng)速傳感器11是風(fēng)向傳感器。 圖2本發(fā)明的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。 圖3本發(fā)明所采用的車輛違章鳴笛電子取證方法流程圖。 圖4-8為本發(fā)明實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
麥克陣包括以某種預(yù)定的布局的多個(gè)麥克風(fēng)布置，這些麥克風(fēng)用于捕捉來自各個(gè)方 向并起源于空間中不同的點(diǎn)的聲波，麥克陣通常用于語音處理系統(tǒng)。語音處理系統(tǒng)在還 原聲音時(shí)，出于濾去環(huán)境噪聲等的需要，需要根據(jù)從麥克陣采集的各個(gè)聲道的語音信息 進(jìn)行聲源定位，尋找指向聲源的方向在空間濾波中起了重要的作用，在某些情況下，指 向聲源的方向被用于說話人跟蹤和記錄的音頻信號的后處理。通過麥克陣進(jìn)行聲源定位， 現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)有多種應(yīng)用方式。例如發(fā)明專利02800828.6公開了一種用于電視會(huì)議系 統(tǒng)的方法和裝置，其采用包括兩個(gè)麥克風(fēng)的陣列和一個(gè)靜止照相機(jī)來自動(dòng)地找出說話者 的位置并電操作視頻圖像以產(chǎn)生可動(dòng)的平移-傾斜-縮放("PTZ")照相機(jī)的效果。采用計(jì)算 機(jī)視覺算法來檢測、定位和追蹤處于廣角的靜止照相機(jī)的視場中的人物。采用只包括兩 個(gè)水平間隔開的麥克風(fēng)的麥克風(fēng)陣列作為聲源定位裝置，利用該麥克風(fēng)陣列得到的估計(jì) 聲延遲來選擇正在說話的人。本發(fā)明也利用麥克陣采集到的多聲道音頻信息進(jìn)行聲源定 位。 本發(fā)明采用的探測器如圖l所示，3個(gè)攝像頭(3， 4， 5)禾B4個(gè)麥克風(fēng)(6， 7， 8， 9) 共同安裝在同一個(gè)支架l上，4個(gè)麥克風(fēng)分別通過鏈接架2與支架1連接，其中麥克風(fēng)6、麥 克風(fēng)7、麥克風(fēng)8水平放置，距離支架l的中心點(diǎn)80cm，共同構(gòu)成麥克陣，攝像頭3、攝像 頭4、攝像頭5也安裝在支架1上，攝像頭3、攝像頭4、攝像頭5、麥克風(fēng)6、麥克風(fēng)7、麥 克風(fēng)8在同一水平面上交錯(cuò)安裝，每個(gè)相鄰的攝像頭和麥克風(fēng)鏈接架2分別成60度夾角， 麥克風(fēng)9安裝在支架l的中心點(diǎn)垂直上方80cm處。
在本實(shí)施例中，3個(gè)攝像頭與麥克陣集成在同一個(gè)支架上，實(shí)際應(yīng)用中，也可以分別 獨(dú)立安裝。但無論怎樣安裝，系統(tǒng)在進(jìn)行聲源定位和圖像標(biāo)注時(shí)，都需要確切知道麥克 陣中各個(gè)麥克風(fēng)的相對位置信息和麥克陣與各個(gè)攝像頭的相對位置信息。本發(fā)明還在支 架頂端安裝風(fēng)速傳感器10以及風(fēng)向傳感器11。風(fēng)速和風(fēng)向傳感器并非本發(fā)明實(shí)施例必須 的電子器件，利用它們采集風(fēng)向和風(fēng)速信號目的是為了更為精確地進(jìn)行聲源定位補(bǔ)償。
圖2為本發(fā)明的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明的車輛違章鳴笛電 子警察系統(tǒng)包括可以安裝在道路監(jiān)測點(diǎn)的電子取證裝置和用于運(yùn)算、確定聲源位置并進(jìn) 行圖像標(biāo)注的計(jì)算機(jī)(或稱為上位機(jī))兩部分，電子取證裝置包括麥克陣、音頻采集模 塊、 一個(gè)或多個(gè)攝像頭、視頻采集模塊、微處理器模塊、存儲器等。麥克陣通過音頻采 集模塊與微處理器模塊相連； 一個(gè)或多個(gè)攝像頭通過視頻采集模塊與微處理器模塊相連。
微處理器模塊根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識別汽車笛聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間 段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲到存儲器中。這里的鳴笛時(shí)間段的
定義是以識別到有違章笛聲存在的時(shí)刻為時(shí)間基準(zhǔn)，在該時(shí)刻之后的截取一段短暫時(shí) 間，如- 分鐘，或者在該時(shí)刻之前和之后截取一段短暫時(shí)間，例如取前后各30秒鐘。微
處理器模塊可以有多種實(shí)現(xiàn)形式，例如，利用單片機(jī)作為主控制器，利用DSP或語音識 別芯片完成對車輛違章鳴笛笛聲的識別。
微處理器模塊的聲音識別功能是這樣實(shí)現(xiàn)的，首先把各種車輛的鳴笛聲特征提取出 來建立鳴笛聲音識別模型數(shù)據(jù)庫，并將其預(yù)先存入電子取證裝置中用于笛聲識別的微處 理器，如DSP或語音識別芯片中。用于笛聲識別的微處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)笛聲識別時(shí)，把采 集到的麥克陣中的至少一個(gè)麥克風(fēng)拾取到的周圍環(huán)境的聲音與鳴笛聲音識別模型數(shù)據(jù)庫 進(jìn)行比對，從而判斷出此時(shí)周圍環(huán)境中是否有車輛鳴笛。如果沒有則繼續(xù)識別，如果有， 則以當(dāng)前時(shí)間為基準(zhǔn)，將這一時(shí)間段的圖像及聲音信息(麥克陣的多聲道數(shù)字聲音信息) 以及風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器記錄的風(fēng)速風(fēng)向信息(如果使用風(fēng)速和風(fēng)向傳感器的話) 儲存到存儲器里，然后繼續(xù)對周圍環(huán)境中的聲音信息進(jìn)行實(shí)時(shí)識別。
電子取證裝置安裝在道路監(jiān)控點(diǎn)處，電子取證裝置與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信接口可 以設(shè)計(jì)成多種形式，例如，如果在道路監(jiān)控點(diǎn)附近設(shè)置作為上位機(jī)的工控機(jī)，電子取證 裝置與工控機(jī)兩者之間可以通過RS233、 USB等通信，由工控機(jī)接收電子取證裝置傳輸來 的在各個(gè)鳴笛時(shí)間段采集到的聲音信息和圖像信息，并進(jìn)行笛聲聲源定位和圖像標(biāo)注，
此時(shí)，工控機(jī)相對于電子取證裝置的微處理器模塊而言，稱為上位機(jī)。工控機(jī)再通過有 線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)與交通管理部門的控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。如果道路監(jiān)控點(diǎn)附近不設(shè) 置上位機(jī)，作為上位機(jī)的計(jì)算機(jī)設(shè)置在交通管理部門的控制中心，電子取證裝置還可以 通過工業(yè)現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)接口通信或者是采用無線通信方式與計(jì)算機(jī)通信，向計(jì)算機(jī) 傳輸鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列，可以實(shí)時(shí)處理也可以分時(shí)段 傳輸處理。這種情況下由設(shè)置在在交通管理部門的控制中心的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)聲源定位和圖 像標(biāo)注功能。
上位機(jī)對每一組鳴笛時(shí)間段的信息進(jìn)行處理，處理的過程包括兩個(gè)步驟，首先通過 麥克陣的安裝位置信息計(jì)算出鳴笛的笛聲聲源與麥克陣的三維空間相對位置關(guān)系，本發(fā) 明實(shí)施例采用的定位算法原理如下
四個(gè)相同的麥克風(fēng)S^ S2， S3， 54放置在測量區(qū)域內(nèi)，這些傳感器位置坐標(biāo)分別
為Si〔x!， y丄，z丄)，S2(x2， y2， z2)， S3(x3， y3， 23)， S4(x4， y4， z4)。當(dāng)
測量區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)T(x,y,z)處有聲源產(chǎn)生時(shí)，聲波傳到麥克風(fēng)，分別產(chǎn)生四個(gè)聲信號
SJt)，S2(t)， S3(t)， S4(t)。每個(gè)麥克風(fēng)上的微處理器首先刻tp t2， t3， t4，并
送給上位機(jī)。聲源到達(dá)四個(gè)麥克風(fēng)的實(shí)際時(shí)間是tp+1v， tp+t2， tp + t3， tp+t4
其中tp為聲音事件開始到假定四個(gè)麥克風(fēng)同時(shí)開始采樣的時(shí)間，四個(gè)麥克風(fēng)需有同一個(gè) 采樣時(shí)間基準(zhǔn)。上位機(jī)同時(shí)采集來自測量區(qū)域旁的風(fēng)速、風(fēng)向傳感器的信號，而得到當(dāng) 地的風(fēng)速矢量Vw(V^Vy,Vz)。通過適當(dāng)?shù)膫鞲衅魃衔粰C(jī)也可以得到當(dāng)?shù)芈曇魝鞑ニ俣萩。 于是有如下方程組(l)成立
<formula>formula see original document page 8</formula>
TS^ TS2， TS3， TS4上的投影。它們由關(guān)系式(2)算得。 vi = [vx . (xi + x) + vy (y! - y) + vz . (zi 一 z)
V2 = [Vx . (X2 + x) + vy .一 y) + Vs ■ (z2 — z)]
/V (x2 — x)2 + (y2 — y)2 + 〔z2 — z)2 v3 = [vx (Xj + x) + vy . (y3 - y) + vz (z3 - z)]
A/(x廣x)2 + (y廣y)2+(z3-z)2 v4 = [vx (x4 + x) + vy (y4 - y) + vz . (z4 一 z)]
/V(x4-X)2 + (y4-y)2+(z4 —z)2
(2)
對方程組(l)進(jìn)行消去tp的處理，得到方程組(3)
^12
(Xl — x)2 + (yt —y)2 + 一 z)
c -- x)2 + &—y)2 + — Z)2 + Vx - — X) + Vy (x2 + x)2 + (y2+y)2+02 + z)2y) + vz
-x)z + (y2一 y)2 + (Z2 — 2)2 +VX ' (X2 — X) + V,'(y2-y) + vz (z2 + z〕
(Xl - x)2 + - y)2 + (2l — z)2
—x)2 + (y:一 y)2 + (、 — z)2 + vx - (X工—X) + Vy ■ (x3 + x)2 + (y3+y)2+(z3+z)2(y廣.y) + vz
C.V(x3 — x)2 + (y3 — y)2 + (z3 — z)z+v, . (x3 — x) + vy . (y3 — y) + vz . (z3 + z) <formula>formula see original document page 10</formula>
其中t21-t2一tl， ^l-t3一tl， t"-t4-tl，構(gòu)成聲源對應(yīng)的時(shí)間差矢量
A Tra (t2i， t3:l， t4:l)。
方程組(3)是關(guān)于變量x， y， z，的高次方程組，由觀測得到的對應(yīng)聲源位置的時(shí)間 差矢量ATm (t21， t31， 141)可以求得聲源的位置T (x， y， y)。對于任意的四個(gè)麥克
風(fēng)位置坐標(biāo)，風(fēng)速Vw以及當(dāng)?shù)芈曀賑而言，用數(shù)值解法求解。
以上方程由上位機(jī)通過數(shù)值法求解，得出聲源位置坐標(biāo)，將麥克陣的每個(gè)麥克風(fēng)上 所接受的聲信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄?shù)字信號處理而算得信號的特征峰值時(shí)刻代入方程都是由上 位機(jī)自動(dòng)操作完成的。當(dāng)考慮到實(shí)施成本時(shí)可以不安裝風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器，風(fēng)速
以o值帶入計(jì)算。
得到笛聲聲源的位置坐標(biāo)后，通過麥克陣和攝像頭之間的相對位置關(guān)系使用三維虛 擬技術(shù)把聲源點(diǎn)的空間位置虛擬出來，利用攝像頭位置信息和鏡頭角度信息做出虛擬攝 像頭視角，使用虛擬技術(shù)用虛擬的攝像頭視角拍攝虛擬出來的聲源位置點(diǎn)，得出該點(diǎn)在 攝像頭拍攝圖像上的二維圖像，得到該點(diǎn)在攝像頭拍攝圖像上的二維坐標(biāo)，將該坐標(biāo)標(biāo) 注于同時(shí)刻(計(jì)算聲源位置所使用的聲音信息的時(shí)刻)的攝像頭實(shí)拍的圖像上。圖像上 笛聲聲源位置標(biāo)注的車輛就是當(dāng)時(shí)鳴笛的車輛。這就是利用聲學(xué)位置判斷和光學(xué)位置判 斷的時(shí)間空間一致性。
本實(shí)施例的探測器采用由四個(gè)麥克風(fēng)構(gòu)成的麥克陣，在實(shí)際應(yīng)用中，麥克風(fēng)的個(gè)數(shù) 不是固定的，最少可以設(shè)置成由兩個(gè)麥克風(fēng)構(gòu)成的麥克陣，如上面所提到的發(fā)明專利
02800828.6。在現(xiàn)有技術(shù)中，用于聲源定位的麥克風(fēng)的個(gè)數(shù)巳經(jīng)有6個(gè)、8個(gè)等，其 空間布局方式也是多種多樣的。 一般而言，麥克陣?yán)锏柠溈孙L(fēng)之間距離不應(yīng)太近，相距 較遠(yuǎn)時(shí)，抗干擾能力較強(qiáng)，麥克風(fēng)的個(gè)數(shù)設(shè)置的越多，所可能獲取的聲音信息也越多， 聲源定位也能夠更為準(zhǔn)確。
本實(shí)施例中，電子取證裝置只是用來識別笛聲，并把與各個(gè)鳴笛時(shí)間段所采集的聲 ,信息和圖像信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)中，由上位機(jī)機(jī)完成聲源定位和圖像標(biāo)注的功能。在實(shí)
際應(yīng)用中，如果電子取證裝置的微處理器模塊另外設(shè)計(jì)有專門執(zhí)行聲源定位和圖像標(biāo)注 功能的DSP，如果再加上可控變焦攝像頭和可控云臺，電子取證裝置當(dāng)時(shí)就能控制攝像 頭對聲源進(jìn)行更準(zhǔn)確的跟蹤拍攝，以獲得更多的鳴笛車輛的細(xì)部特征，更有利于交管部 門的執(zhí)法，那么存儲器里存儲的就是更準(zhǔn)確聲源位置信息而不僅僅是多聲道數(shù)字音頻信 號了，當(dāng)然同樣可以通過各種數(shù)據(jù)傳輸手段傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行圖像標(biāo)注處理。
交管部門可以根據(jù)每個(gè)攝像頭圖像上的標(biāo)注對被標(biāo)注的車輛依法進(jìn)行處罰，從圖像 上尋找被標(biāo)注車輛的牌照號等細(xì)部特征。 具體電路實(shí)現(xiàn)參見見圖4-8。 本實(shí)施例采用雙微處理器結(jié)構(gòu)主控制器為C8051F040,利用語音識別芯片HL7300 進(jìn)行聲音識別，存儲芯片為FLASH, USB通訊芯片為C8051F340。
1) C8051F040的P4.7 4.0腳，P5.0~5.2腳控制語音識別芯片運(yùn)行，P5.4 P5.7、 P6.0~6.7 讀取語音識別數(shù)據(jù)存入單片機(jī)。P1.0-P1.7為FLASH存儲器控制端口， P2.0~2.7為 FLASH數(shù)據(jù)端口。 P0.0~0.1為與C8051F340串口通訊接口，接收四路麥克風(fēng)(MICO、 MIC1、 MIC2、 MIC3)采集信號通過接口 (18~21)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行處 理和存儲，單片機(jī)(52~54腳)接收視頻采集卡的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲。
2) 語音識別電路以主芯片HL7003組成，HL7003組成的語音識別電路有兩種主要的操 作模式字記錄模式和字識別模式。除了此兩種模式之外，HL7003還可以在信號中 檢測按鍵和產(chǎn)生輸出信號。全部操作都由HL7003內(nèi)部程序處理，四路麥克風(fēng)中的任 何一路通過電路接入HL7003的27腳，由單片機(jī)C8051F040的P4.7~4.0端口 ，P5.0~5.2 端口控制語音識別芯片運(yùn)行，C8051F040并通過HL7003的識別結(jié)果對信號的存儲進(jìn) 行控制。
3) FLASH為大容量存儲設(shè)備，用于存儲與識別到的笛聲相關(guān)的聲音數(shù)據(jù)文件。
4) C8051F340芯片用于USB通訊，通過USB接口與作為上位機(jī)的計(jì)算機(jī)通訊交換數(shù)據(jù)。 需要說明的是，本發(fā)明屬于一種組合發(fā)明，是一種在技術(shù)應(yīng)用上具有創(chuàng)新性的發(fā)明
創(chuàng)造，其中所涉及的麥克陣、攝像頭、風(fēng)向和風(fēng)速傳感器、視頻采集模塊、圖像采集模 塊、聲音識別技術(shù)、聲源定位技術(shù)、圖像標(biāo)注技術(shù)等，都屬于已有技術(shù)并且已有多種形 式和應(yīng)用。這里只是以本發(fā)明的實(shí)施例為中心展開了詳細(xì)的說明，所描述的優(yōu)選方式或 某些特性的具體體現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)理解為本說明書僅僅是通過給出實(shí)施例的方式來描述本發(fā)明， 實(shí)際上在組成、構(gòu)造和使用的某些細(xì)節(jié)上會(huì)有所變化，包括部件的組合和組配，這些變 形和應(yīng)用都應(yīng)該屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種電子取證裝置，包括麥克陣、攝像頭、微處理器模塊、信息傳輸端口或數(shù)據(jù)下載接口、以及受微處理器的控制的存儲器，其中，麥克陣由兩個(gè)或兩個(gè)以上的麥克風(fēng)構(gòu)成，通過音頻采集模塊與微處理器模塊相連或者直接與微處理器模塊相連；至少一個(gè)攝像頭，通過圖像采集模塊與微處理器模塊相連或直接與微處理器模塊相連；微處理器模塊，根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識別汽車笛聲或利用外接聲音識別模塊實(shí)時(shí)識別汽車笛聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)(鳴笛時(shí)間和鳴笛時(shí)間前后的一段時(shí)間和稱為鳴笛時(shí)間段)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列處理并存儲到存儲器中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子取證裝置，其特征在于，所述微處理器模塊根據(jù)麥克陣 與攝像頭之間的相對位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，將笛聲聲源 位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上，并存儲標(biāo)注后的圖像信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子取證裝置，其特征在于，所述電子取證裝置還包括風(fēng)向 傳感器、風(fēng)速傳感器和溫度傳感器，微處理器模塊在對笛聲聲源定位時(shí)，利用鳴笛時(shí) 間段所采集的風(fēng)速、風(fēng)向溫度信息對聲源定位計(jì)算進(jìn)行補(bǔ)償和修正。
4. 一種車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，包括麥克陣、音頻采集模塊、攝像頭、視頻采集模 塊、微處理器模塊、信息傳輸接口、上位機(jī)以及受微處理器的控制的存儲器，其中，麥克陣由兩個(gè)或兩個(gè)以上的麥克風(fēng)構(gòu)成，通過音頻采集模塊與微處理器模塊相連； 至少一個(gè)攝像頭，通過視頻采集模塊與微處理器模塊相連；微處理器模塊，根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息實(shí)時(shí)識別汽車笛聲或利用外接聲音識 別模塊實(shí)時(shí)識別汽車笛聲，并將各個(gè)鳴笛時(shí)間段內(nèi)(鳴笛時(shí)間和鳴笛時(shí)間前后的一 段時(shí)間和稱為鳴笛時(shí)間段)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列處理并存儲到存 儲器中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，其特征在于，所述微處理器模 塊根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對位置關(guān)系和從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定 位，將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上，并存儲或上傳標(biāo)注后的圖像信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，其特征在于，微處理器模塊通 過信息傳輸接口將所存儲的各個(gè)鳴笛時(shí)間段的圖像信息序列和聲音信息序列等初步 處理的證據(jù)信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對位置關(guān)系和從 麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位，將笛聲聲源位置標(biāo)注在所采集的圖像信息上， 并存儲標(biāo)注后的圖像信息。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的車輛違章鳴笛電子警察系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛違 章鳴笛電子警察系統(tǒng)還包括風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器和溫度傳感器，微處理器模塊或 上位機(jī)在對笛聲聲源定位時(shí)，利用鳴笛時(shí)間段所采集的風(fēng)速、風(fēng)向和溫度信息對聲源 定位進(jìn)行補(bǔ)償和修正。
8. —種車輛違章鳴笛電子取證方法，包括下列步驟-第一步在監(jiān)控點(diǎn)安裝攝像頭和麥克陣，并將其分別通過音頻采集模塊和視頻采集 模塊與微處理器模塊相連；第二步微處理器模塊實(shí)時(shí)釆集麥克陣接收的聲音信息和各個(gè)攝像頭接收的圖像信 息并將其暫時(shí)保存；第三步微處理器模塊實(shí)時(shí)對所采集到的聲音信息進(jìn)行笛聲識別或利用外接聲音識 別模塊實(shí)時(shí)識別汽車笛聲，若識別到笛聲，則以當(dāng)時(shí)時(shí)間為基準(zhǔn)，將該鳴笛時(shí)間段內(nèi)接 收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲到存儲器中；第四步微處理器向上位機(jī)傳輸該段鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信 息序列；第五步上位機(jī)根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位；第六步上位機(jī)根據(jù)麥克陣與攝像頭之間的相對位置關(guān)系以及上一步所計(jì)算的笛聲 聲源位置，在所采集的圖像信息上標(biāo)注笛聲聲源位置或采用計(jì)算機(jī)視覺算法來定位和追 蹤處于廣角的靜止照相機(jī)的視場中的生源顯示在特定位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子取證方法，其方法中在對鳴笛時(shí)間段的聲音信息序列和圖 像信息序列采集到存儲器之后的聲源定位和在圖像信息上標(biāo)注生源位置等計(jì)算工作 可以在微處理器完成后傳輸結(jié)果數(shù)據(jù)給上位機(jī)進(jìn)行存儲，也可以在微處理器完成一部 分，在將初步處理過的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)進(jìn)行處理并存儲。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子取證方法，其特征還在于，在進(jìn)行聲源定位和圖像標(biāo)注 時(shí)，由于已經(jīng)明確是汽車鳴笛，笛聲源自某個(gè)車輛，可以用圖像識別的方法對修訂標(biāo) 注的位置，使標(biāo)注更準(zhǔn)確。
全文摘要
本發(fā)明屬于交通管理領(lǐng)域，涉及一種電子取證方法在道路監(jiān)控點(diǎn)安裝攝像頭和麥克陣，利用微處理器模塊實(shí)時(shí)采集麥克陣接收的聲音信息和各個(gè)攝像頭接收的圖像信息，并實(shí)時(shí)對所采集到的聲音信息進(jìn)行笛聲識別，若識別到笛聲，則以當(dāng)時(shí)時(shí)間為基準(zhǔn)，將該鳴笛時(shí)間段內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列分別存儲到存儲器中。微處理器實(shí)時(shí)或相隔一段時(shí)間向上位機(jī)傳輸該段鳴笛時(shí)間內(nèi)接收到的圖像信息序列和聲音信息序列，由上位機(jī)根據(jù)從麥克陣采集的聲音信息進(jìn)行聲源定位和圖像信息標(biāo)注。本發(fā)明還涉及電子取證裝置和電子警察系統(tǒng)。本發(fā)明徹底解決了違章鳴笛處罰取證難的問題，不但能夠邏輯嚴(yán)密的采集到違章鳴笛的證據(jù)，而且提供了自動(dòng)的違章鳴笛電子警察系統(tǒng)。
文檔編號H04N7/18GK101377886SQ20071014757
公開日2009年3月4日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者凌子龍 申請人:凌子龍