芯科科技支持AI/ML的SoC在玻璃破裂檢測中的優(yōu)勢
在智能物聯(lián)網(wǎng)家庭和先進(jìn)安防系統(tǒng)日益普及的時代，對精準(zhǔn)且可靠的傳感器的需求比以往任何時候都更加迫切。在各種類型的安防設(shè)備中，玻璃破裂傳感器（Glass-Break Sensor）是其中的第一道防線。當(dāng)它被設(shè)計成能夠準(zhǔn)確識別玻璃破裂的聲音，就能有效地提醒房主或安防系統(tǒng)注意潛在的危險入侵行為。
人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）的出現(xiàn)，徹底革新了智能傳感器和玻璃破裂檢測技術(shù)，不僅通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)帶來了更高的準(zhǔn)確性，還實現(xiàn)了設(shè)備體積更小、成本更低的優(yōu)勢。Silicon Labs（芯科科技）支持AI/ML的無線SoC正處于這一突破性創(chuàng)新的前沿。
支持AI/ML的SoC在玻璃破裂檢測中的優(yōu)勢
現(xiàn)有的聲學(xué)玻璃破裂傳感器通常依賴于傳統(tǒng)的數(shù)字信號處理（DSP）算法，通過麥克風(fēng)的音量閾值和聲音頻率分析來判斷窗戶玻璃是否被打破。雖然在一定程度上有效，但這類傳感器容易因其他常見的高頻或尖銳噪音（如門鈴聲、餐具碰撞聲、人聲甚至是響亮的音樂）而產(chǎn)生誤報。
另一類玻璃破裂傳感器稱為震動傳感器，它們通過檢測玻璃上的震動來觸發(fā)警報。當(dāng)震動幅度超過預(yù)設(shè)閾值時，警報就會被激活。然而，即使是敲擊或輕拍窗戶，也可能被誤判為入侵行為。這兩類傳感器的主要缺點包括：
誤報率高
需要手動調(diào)整靈敏度
準(zhǔn)確性不穩(wěn)定
震動傳感器需為每塊玻璃單獨(dú)安裝設(shè)備，增加了整體安裝成本
這正是芯科科技的AI/ML集成SoC能夠解決傳統(tǒng)玻璃破裂傳感器局限性的地方。通過將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)功能集成到傳感器設(shè)計中，這些SoC不僅加快了開發(fā)進(jìn)程，還提供了更高的靈活性，大幅提升了玻璃破裂檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，顯著降低了誤觸發(fā)的概率。
這種提升是通過將基于機(jī)器學(xué)習(xí)的模式匹配算法，于大量環(huán)境聲音和玻璃破裂音頻樣本數(shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練而實現(xiàn)的。傳感器能夠?qū)W習(xí)并識別玻璃破裂的獨(dú)特聲音特征，并將其與環(huán)境噪音區(qū)分開來。因此，傳感器能有效減少誤報，僅在真正發(fā)生玻璃破裂事件時才觸發(fā)警報。
該視頻展示了芯科科技的機(jī)器學(xué)習(xí)玻璃破裂傳感器相較于市面上傳統(tǒng)算法傳感器的卓越性能。
玻璃破裂檢測解決方案
芯科科技的SoC在設(shè)計時充分考慮了功耗效率，這意味著集成機(jī)器學(xué)習(xí)功能不僅減少了對外部組件的依賴，還降低了功耗和設(shè)計成本，我們的xG24、xG26和xG28系列SoC均配備了矩陣向量處理器（MVP），可將機(jī)器學(xué)習(xí)推理速度提升至8倍，同時功耗降低至六分之一，從而實現(xiàn)性能優(yōu)化。
這對電池供電的傳感器尤為重要，因為它延長了設(shè)備的使用壽命，減少了頻繁維護(hù)的需求。維護(hù)和更換頻率的降低，也在長期內(nèi)顯著減少了整體成本。
芯科科技與領(lǐng)先的機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案提供商AIZIP合作，基于EFR32無線SoC的機(jī)器學(xué)習(xí)能力，共同開發(fā)了一種基于音頻的玻璃破裂檢測解決方案。該方案利用AIZIP的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序，在低功耗運(yùn)行的同時，能夠準(zhǔn)確檢測房間內(nèi)真實的玻璃破裂聲音，從而實現(xiàn)多年的電池續(xù)航。
以下表格展示了該解決方案在性能測試中的部分結(jié)果，體現(xiàn)了其在市場中的領(lǐng)先能力：
| Difficult Glass Breaking Test Sounds (105 dB), Played 5 Times | Commercially Available Glass-Break Sensor | Silicon Labs + AIZIP |
| 0.5 m | 3/5 | 5/5 |
| 3 m | 0/5 | 5/5 |
| 5 m | 0/5 | 5/5 |
| 7 m | 0/5 | 5/5 |
False Positive Testing
| False Positive Test Sounds | Commercially Available Glass-Break Sensor | Silicon Labs + AIZIP |
| Urban sound (1 hour) | No trigger | No trigger |
| Factory noise | No trigger | No trigger |
| Forging sound | 1 trigger | No trigger |
| Glass clinking | 1 trigger | No trigger |
| Office noise (real-time) 3 hour | 1 tigger | No trigger |
| High impulse noise (like close-distance claps) | 1 trigger | No trigger |
玻璃破裂檢測參考設(shè)計
我們的參考設(shè)計硬件由EFR32xG28 Explorer Kit（xG28-EK2705A）與一塊定制設(shè)計的玻璃破裂傳感器板組成，該傳感器板集成了模擬和數(shù)字麥克風(fēng)以及慣性測量單元（IMU）傳感器。
該傳感器板由一顆CR-123電池供電，根據(jù)使用模式不同，可提供3至6年的運(yùn)行時間。該參考設(shè)計已準(zhǔn)備好進(jìn)行測試，并配套提供軟件應(yīng)用程序，其中包括以下功能：
藍(lán)牙連接
自適應(yīng)閾值調(diào)整
音頻前端處理
AIZIP的機(jī)器學(xué)習(xí)算法
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原文標(biāo)題：基于AI/ML功能集成SoC開發(fā)的玻璃破裂傳感器參考設(shè)計
文章出處：【微信號：SiliconLabs，微信公眾號：Silicon Labs】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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