[发明专利]基于音频判别的盗伐检测方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理和林业保护技术领域，尤其涉及一种基于音频判别的盗伐检测方法、装置及系统。

背景技术

盗伐行为是指，行为人违反森林法和其他保护森林的法规，未取得林木采伐许可证，擅自砍伐国家、集体或他人所有的森林和林木或本人承包经营的国家或集体的森林和林木的行为；虽持有林木采伐许可证，但违反林木采伐许可证规定的范围采伐国家、集体及他人自留山或他人经营管理的森林和林木的行为。盗伐行为不但侵害了林木所有者的利益，造成林业资源损失，还容易造成生态环境的破坏。

目前，对林木的盗伐保护主要依靠人工巡查和群众发现举报的方式，但这种保护在时间和空间上都有较大的局限性，并且盗伐分子的采伐和运输工具越来越先进，也增加了巡查难度。也可以利用卫星遥感监测技术进行盗伐行为的监测，但是卫星遥感监测只能发现盗伐面积较大的明显盗伐区域，很难在第一时间发现盗伐情况并且集体和个人通常也没有能力承担卫星遥感监测高昂的硬件建设、技术支持和运营费用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明为解决现有技术中盗伐行为检测难、成本高的问题，提出一种基于音频判别的盗伐检测方法，以实现低成本、高效率的盗伐行为检测。为实现该目的，本发明采用了如下技术手段：

基于音频判别的盗伐检测方法，包括如下步骤：

A）预设信号强度阈值、伐木音频频谱数据、相似度阈值和次数阈值；

B）音频采集判别步骤，具体为：

b1）控制采集时长为T的环境音频数据；

b2）将采集的环境音频数据采样处理为环境音频数字信号；

b3）判断环境音频数字信号的平均信号强度是否大于预设的信号强度阈值，若是，则继续执行步骤b4）；否则终止对该环境音频数字信号的判别处理；

b4）通过快速傅里叶变换处理获得环境音频数字信号的频谱数据，并与预设的伐木音频频谱数据进行相似度对比，若二者的相似度大于预设的相似度阈值，则判定该环境音频数字信号相似于伐木音频；

C）累计判别步骤，具体为：连续N次重复执行步骤B），并对N次判别结果进行统计，若其中判定环境音频数字信号相似于伐木音频的累计次数大于预设的次数阈值，则判定发生盗伐行为，输出盗伐警示信号。

该盗伐检测方法利用伐木声音相对较大且明显有别于其它环境声音的特点，只需要通过采集现场的环境声音便能够随时的进行盗伐行为的判别检测，相比于技术含量高、成本昂贵的卫星遥感监测技术而言，该方法的技术难度和开发使用成本都大幅降低；并且，只需要合理的设置采集时长T和重复次数N的取值，一旦发生盗伐行为，则经过较短时间的音频判别，借助输出的盗伐警示信号进行盗伐行为的提示或报警，便可以及时的通知监控人员或管理人员采取相应措施制止盗伐分子的违法行为，不会在大面积盗伐发生后或者有人现场发现后才获知盗伐情况，从而有效的提高盗伐违法行为的检测效率，保证了盗伐检测的及时性；同时，该该盗伐检测方法值针对平均信号强度较大的音频进行频谱对比分析判别，而对于一般的环境音频不作频谱对比处理，从而减少不必要的运算处理，有助于降低盗伐监测对运算资源的占用率，增强该盗伐检测方法的执行效率。

上述的盗伐检测方法中，具体而言，所述音频数字信号的平均信号强度通过计算环境音频数字信号各采样点幅值的均值、均方值或均方根值而得到。因为数字信号各采样点幅值的均值、均方值或均方根值的运算相对而言比较简单，有助于提高数据处理的效率和运算鲁棒性能。

相应地，本发明还提供一种实现上述基于音频判别的盗伐检测方法的盗伐检测控制器；为此，本发明采用了如下技术手段：