校园智能语音安全预警系统解决方案

校园智能语音安全预警
系统解决方案
[
摘要
[教育行业应用]
目录
第1章校园智能语音安全预警系统 (3)
1.1 需求分析 (3)
1.2 系统概述 (3)
1.3 系统架构 (5)
1.4 主要功能 (5)
第2章结束语 (6)
第1章校园智能语音安全预警系统
1.1需求分析
创建平安校园，营造和诣的育人环境是一所学校办学主旨之一，时下各地学校学在教育教学过程中，老师们都“谈安色变”。

学校安全隐患问题，是学校安全管理工作的重要部分。

任何学校都要坚持“安全第一，预防为主”的原则。

只要把事态控制在预防的范围，学校将会是处于平安状态。

如何做好学校安全隐患的预防管控，成为以大难题。

为了更好的解决校园安全问题，很多学校先后建设了多个安全防控子系统，包括视频监控、紧急求助等等。

但是由于这些防护手段都通过事件追溯或事件报警方式，实现校园安全管控，例如视频监控系统重点解决的是安全事件的事后追溯，同时需要管理人员进行点面式的24小监控，才有可能发现潜在的校园危险
事件，通常就算发现了潜在的危险事件，也无法更好判定事件的起因。

而，紧急求助系统又属于事件发生过程中的一种协助系统，依然无法对校园安全事件进行有效的行为动机把控和预防管控。

为此，在校园安全技防建设中，引入音频智能分析技术，通过利用音频监
控技术固有的监听（耳朵）方式，更好的把控整个事件的发生动机。

同时为了更精准的做到预防管控，通过深入开展智能音频技术在学校特定应用场景中优缺点，重点聚焦于音频感知在学校宿舍管控中的应用。

1.2系统概述
智能语音安全预警系统，主要是通过智能化音频分析技术，一方面解决视频监控“只能看，不能听”的技术壁垒，对视频监控进行有效的技术补充。

另外一方面，通过智能化音频分析技术，不仅可以直接有效的判断被监控目标的行为动机，通过融合关键字提取、监听录音、异常声音事件判断、情绪画像分析等多技
术手段，还可以进一步深度挖掘学校学生宿舍非法的行为动机。

例如通过智能音频分析技术可以实现异常声音事件（诸如玻璃破碎、枪声等）、敏感词（诸如“救命”、“杀人啦”等）自动分析检测，辅助管理人员完成学校宿舍（诸如“宿舍内”、“宿舍楼道”）安全预防管控。

一、基于音频智能分析的行为人情绪识别
在智慧校园项目建设中，主要是建议在学校学生宿舍、宿舍楼道等区域部
署音频采集设备。

同时，通过后台音频智能分析感知服务平台，实时精确采集被感知目标的声音，并对采集到的声音信号进行智能分析。

主要是通过对感知环境下行为人的情绪信息进行提取，例如：哭喊声、救命声、打斗声等不同频谱的声音源进行捕捉。

音频感知设备通过对这些特殊频谱的声音源进行分析感知，并输出感知事件报警，同时第一时间提交给决策者，以便最大可能性的减少异常事件带来的损失。

系统，对于处于行为人正常交流、谈话、谈论的声音频谱进行摈弃，不做报警事件响应处理。

二、基于音频智能分析的特定场景检测
在智慧校园项目建设中，同时建议在学校学生宿舍、宿舍楼道，等区域，同时引入音频场景分析报警技术，通过实时的智能分析、决策、预警，感知各种环境下发生的异常事件。

异常事件一般是指当发生了撞击声、枪声、爆炸声、玻璃破碎声等各类异响声所发生的事件。

音频感知设备通过对这些事件的分析感知，并输出感知事件报警，同时第一时间提交给决策者，以便最大可能性的减少异常事件带来的损失。

三、关键词甄别重点行为智能分析研判
系统，主要通过采用深度学习方法，对环境内所关注的异常音频事件关键词进行采集，并通过对大量音频样本进行分析、训练模型。

经过不断测试迭代优化，形成系统原型。

验证原型采用远距离拾音器进行前端音频采集，对“救命”、“救人”、“打劫”、“杀人”等典型异常事件进行监控分类，并利用智能算法对当前时间音频所属事件进行判断。

同时采用预警机制，提交给管理者，让管理者可以对
学生宿舍安全情况进行有效监督。

四、音视频同步录音录像现场还原取证
在智慧校园项目建设中，我们通过与视频监控系统相结合，在装有摄像机的重要区域，采取音频采集设备与摄像机一对一配置方式，实现对学生宿舍重要区域（宿舍楼道）的音视频同步录音录像监管。

系统主要通过利用视频监控动态画面，实现对现场行为活动情况的还原，通过音频监控高保真语音，实现对现场行为活动动机进行还原。

当该区域出现非法活动或恐怖袭击时，通过音视频同步录音录像方式，不仅可以快速锁定现场非法活动情况，还可通过音频管控直接把控事件引发的直接动机。

1.3系统架构
智能语音安全预警系统，主要是由智能音频采集终端、音频场景识别引擎
服务器、智能音频综合管理平台管理电脑组成。

详细介绍如下：
✧智能音频采集终端：主要安装在看宿舍内或宿舍楼道内获取这些区域的音频
信息。

在本项目中，所采用的智能音频采集终端不仅具有语音清晰、立体声、高保真等特点。

并且所采用的智能音频采集终端主要是由三路音频接口组成，一路网络音频接口（RJ45），一路485数字音频接口、一路模拟线路音频接口组成。

其中网络音频接口（RJ45）主要是基于TCP/IP协议，通过监所内网连接到音频场景识别引擎服务器、智能音频综合管理平台，实现音频智能音频报警分析。

一路模拟线路音频接口连接到一台宿舍楼道内网络摄像机，实现高保真模拟线路音频信息采集；一路485数字音频接口作为预留接口，为后期实现数字化音视频同步频信息高保真采集进行扩容应用。

✧频场景识别引擎服务器：主要用于从网络内获取，智能音频采集终端通过网
络音频接口（RJ45）传输过来的音频信息，并对音频信息进行智能分析。

1.4主要功能
1、情绪识别频谱报警分析
系统可通过实时采集非法份子或学生的音频信息，并通过语音频谱分析服务器和数据库服务器，实现自然语言情绪处理分析，提炼宿舍内或宿舍楼道情景语音的软硬化强度，通过情绪语音频谱，判断非法份子或学生的情绪状态，为学校管理者提供管控依据。

音频采集终端采用非压缩编码方式直接传输PCM码流，算法服务器经过特征计算和识别给出情景类型。

4、关键词甄别
系统通过语音算法服务器，进行关键词识别，例如“杀人”，“救命”，“救人”等关键词的识别。

根据场景的需要，可根据需求修改或增加对应的关键词。

5、实时监听
系统支持现场音源信息进行实时采集，并可通过后台管理软件可以对前端现场源信息进行实时监听。

可实时判断现场的行为动机。

6、录音保存及历史回放
系统不仅可对前端音频报警信息与现场音源信息进行实时采集，同时可以对采集信息进行录保存和录音回放。

7、历史告警查询
系统支持，关键字甄别以及情绪语音频谱分析报警历史查询。

8、实时告警查询
系统支持，关键字甄别以及情绪语音频谱分析报警实时查询。

第2章结束语
智能语音安全预警系统，主要是通过智能化音频分析技术，一方面解决视频监控“只能看，不能听”的技术壁垒，对视频监控进行有效的技术补充。

另外一方面，通过智能化音频分析技术，不仅可以直接有效的判断被监控目标的行为动
机，通过融合关键字提取、监听录音、异常声音事件判断、情绪画像分析等多技术手段，还可以进一步深度挖掘学校学生宿舍非法的行为动机。

例如通过智能音频分析技术可以实现异常声音事件（诸如玻璃破碎、枪声等）、敏感词（诸如“救命”、“杀人啦”等）自动分析检测，辅助管理人员完成学校宿舍（诸如“宿舍内”、“宿舍楼道”）安全预防管控。