16、音频分析与认知建筑管理：提升安全与舒适度的创新方案

音频分析与认知建筑管理：提升安全与舒适度的创新方案

1. 音频分析系统的构建与应用

在安全监控领域，音频分析系统正逐渐展现出其独特的优势。基于MQTT的发布/订阅系统，结合网状架构，为音频数据的传输提供了高效的通信协议。实际的音频事件数据以合适且定时的JSON对象流（或其二进制变体）形式存在，确保了数据传输的速度、紧凑性和易用性。

1.1 系统的完整实现

• 硬件选择 ：采用配备4GB RAM的Raspberry Pi 4计算机板进行计算，并搭配带有特殊硬件DSP的USB 4 - 麦克风ReSpeaker模块。该模块直接提供四个用于回声定位的音频通道和一个去噪输出通道，减轻了主处理器的工作负担。
• 软件实现 ：整个系统完全使用Python实现，并通过无线连接接入网络。由于增加的数十毫秒延迟不会显著影响系统的响应速度，因此无线连接是可行的。
• 执行器模拟 ：通过PTZ网络摄像头模拟执行器，外部软件对系统提供的信息进行解码和几何转换，将摄像头镜头指向感兴趣的点。延迟在可接受范围内，采用多图像放置提取方法将监听点的信息转换为观察点的信息。

系统仍有很大的优化空间，可以构建一个仅含单个传感器和单个执行器的基础平台，使其能够近乎实时地响应事件。主要的延迟可以通过流式处理方法和调整音频分割算法来克服，但网络和执行器引起的延迟由于其内在特性和系统所处环境的影响，较难解决。

1.2 系统的应用场景

• 自由和受限访问房间