敲门声检测：嵌入式离线敲门识别 SDK 与看护求助新增
敲门声检测的价值（场景、流程）
不是每个访客都会按门铃：快递员敲两下就走、邻居顺手敲窗、小朋友够不到按钮。纯按钮触发的门铃会漏掉这些访客；运动检测又分不清"有人路过"和"有人敲门"。敲门检测补齐这个缺口——而且同一套引擎换个配置，就是养老看护里的求助通道。
敲门声的特点：与脚步、关门的区分
下图为一条真实敲门声音频——上为波形图、下为梅尔频谱图，独立的短促脉冲在干净的背景上非常突出：
试听素材（真实样本，点击播放）：
🔊 真实敲门声样本
🔊 另一段敲门声样本
敲门 — ——2–4 次脉冲成组，间隔符合人手节奏；脉冲成组是核心证据
脚步 — ——低频、宽包络、连续重复；没有尖锐冲击
关门 — ——低频大能量的单次爆发，衰减更慢；频谱重心明显更低
事件化检测对风噪天然不敏感：持续声没有脉冲结构。
识别方法：预处理 → 特征提取 → 算法
管线：采集 → 敲击事件检测（瞬态 + 特征判定，干扰过滤分支拦截脚步/关门/风噪）→ 视频唤醒 → 通知推送。响应速度是关键：敲门落下的瞬间唤醒视频门铃。
四类应用形态
智能门铃 — ——敲门瞬间唤醒视频画面，推送"有人敲门"
智能门锁 — ——零额外硬件的访客感知
无人值守门店 — ——闭店时段敲击告警 + 远程复核
养老看护 — ——敲击即求助（见下节）
养老看护：敲击即求助
对行动不便的老人，手机可能够不着、急救按钮容易忘记——但床护栏就在手边。敲击床栏或桌面，是最自然、最省力的求助表达。
单次轻敲 — ——仅推送提醒（可能是翻身调整）
连续 3 次以上 / 大强度模式 — ——紧急级：电话外呼 + 强提醒（含音频）
夜间时段（22:00–07:00） — ——阈值更敏感
2 分钟无响应 — ——升级下一位联系人（邻居、亲属、照护者）
日夜间灵敏度分层；用脉冲节奏区分"有意敲击"与"无意碰撞"；无长供电的床头设备需要低功耗长待机；隐私友好——音频不出设备，纯声学方案无需摄像头。养老类产品的共同原则：宁可多提醒几次，也不能漏掉求助。
敲击事件集中在夜间——恰好是响应最困难的时段。响应链目标：5 秒内通知、1 分钟内对讲、2 分钟内升级。
定位说明：这是加快人工响应的照护辅助工具——真正的紧急情况请直接拨打急救电话。
准确率与性能
0.5–2 米范围内检出率保持 94% 以上——门体越厚重、叩击传导衰减越明显，近场拾音位置因此关键。部署要点：麦克风靠近门内表面；避开电机与风扇；安装时用实际门体试敲标定。
注：文中性能指标基于内部测试环境，实际表现取决于硬件配置与使用场景。
运行平台与硬件要求
门铃与门锁级 SoC；CPU 占用低于 50MHz；与视频、网络业务共享 SoC；门锁与看护设备可用低功耗事件架构支撑电池续航。
C 接口与嵌入式集成
「敲击声」识别库提供简洁的流式 C 接口：调用方只需持续送入 16kHz 单声道 PCM，拼帧、Mel 预处理与模型推理全部在内部完成，帧级概率经报警策略聚合成「敲击事件」回调输出。
完整接口声明（knock_detect.h）：
/**
* knock_detect.h — 敲击声识别统一接口
*
* 封装 Mel 预处理 + 推理引擎 + 报警策略, 内部模型消费线程处理音频。
* 与录音模块 (audio_capture.h) 相互独立: 调用者自行决定音频来源
* (录音回调 / wav 文件 / 网络流), 通过 knock_detect_feed 送入, 数据任意大小。
*
* 用法 (实时录音模式):
* knock_detect_t *d = knock_detect_create(mgk_path, NULL, NULL);
* knock_detect_set_listener(d, on_frame, on_onset, on_offset, NULL);
* knock_detect_start(d); // 启动内部模型消费线程
* audio_capture_start(rec, capture_cb, d); // 录音回调里调 knock_detect_feed
* ...
* knock_detect_stop(d); // 排空缓冲, 停止线程
* knock_detect_destroy(d);
*
* 用法 (wav 文件模式):
* knock_detect_t *d = knock_detect_create(mgk_path, NULL, NULL);
* knock_detect_set_listener(d, on_frame, on_onset, on_offset, NULL);
* knock_detect_start(d);
* 循环读文件: knock_detect_feed(d, pcm, n); // 任意数据大小
* knock_detect_stop(d);
* knock_detect_destroy(d);
*/
#ifndef KNOCK_DETECT_H
#define KNOCK_DETECT_H
#include <stdint.h>
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/* 识别事件 (报警策略输出, 用于事件结束回调) */
typedef struct {
float start_time; /* 事件开始时间 (秒) */
float end_time; /* 事件结束时间 (秒) */
float confidence; /* 事件置信度 */
float max_confidence; /* 事件内最大帧置信度 */
int frame_count; /* 事件持续帧数 */
} knock_detect_event_t;
/* 帧级回调: 每帧识别结果 (模型线程内执行) */
typedef void (*knock_detect_frame_cb_t)(float knock_prob, float timestamp,
void *user_data);
/* 事件开始回调: 策略判定敲击事件开始, 只有开始时间 */
typedef void (*knock_detect_onset_cb_t)(float start_time, void *user_data);
/* 事件结束回调: 策略判定敲击事件结束 (或停止识别时未结束的事件), 完整事件信息 */
typedef void (*knock_detect_offset_cb_t)(const knock_detect_event_t *event,
void *user_data);
typedef struct knock_detect_s knock_detect_t;
/* 创建/销毁; alarm_name/alarm_params 可传 NULL (用默认策略及参数) */
knock_detect_t *knock_detect_create(const char *mgk_path, /* 模型文件路径 (必填) */
const char *alarm_name, /* 报警策略名, NULL=默认 */
const char *alarm_params); /* 策略参数 key=val,key=val, NULL=默认 */
void knock_detect_destroy(knock_detect_t *det);
/* 设置事件回调 (create 后调用, 也可在运行中调整); 不需要的回调传 NULL */
void knock_detect_set_listener(knock_detect_t *det,
knock_detect_frame_cb_t on_frame,
knock_detect_onset_cb_t on_onset,
knock_detect_offset_cb_t on_offset,
void *user_data);
/* 启动/停止识别: 启动内部模型消费线程 / 排空缓冲后停止线程 */
int knock_detect_start(knock_detect_t *det);
void knock_detect_stop(knock_detect_t *det);
int knock_detect_is_running(knock_detect_t *det);
/* 设置事件识别策略 (可在运行中调整) */
int knock_detect_set_alarm(knock_detect_t *det, const char *alarm_name,
const char *alarm_params);
/* 送入 PCM 数据 (16bit 单声道 16kHz), 线程安全, 任意数据大小 */
int knock_detect_feed(knock_detect_t *det, const int16_t *pcm, int num_samples);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif /* KNOCK_DETECT_H */
最简 wav 推理示例（节选，完整文件位于 SDK 的 src/knockDetect/c/knock_demo.c）：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include "knock_detect.h"
#define DEFAULT_MGK "knock_detect_v7.mgk" /* 模型文件 */
#define DEFAULT_WAV "test_knock.wav" /* 16kHz 单声道 16bit PCM */
#define FEED_CHUNK 16000 /* 每次送入 1 秒音频 */
/* 帧级回调: 每帧输出敲击声概率 (约 1 秒一帧) */
static void on_frame(float knock_prob, float timestamp, void *user_data)
{
(void)user_data;
printf("%8.2fs knock=%.4f\n", timestamp, knock_prob);
}
/* 事件开始回调: 策略判定敲击事件开始 */
static void on_onset(float start_time, void *user_data)
{
(void)user_data;
printf("[EVENT] knock start at %.2fs\n", start_time);
}
/* 事件结束回调: 应用层可据此做后续统计或分级响应 */
static void on_offset(const knock_detect_event_t *ev, void *user_data)
{
(void)user_data;
printf("[EVENT] knock end at %.2fs (dur=%.2fs, conf=%.3f, frames=%d)\n",
ev->end_time, ev->end_time - ev->start_time,
ev->confidence, ev->frame_count);
}
static int read_wav_pcm(const char *path, int16_t **pcm, int *n, int *sr); /* 完整实现见源文件 */
int main(void)
{
knock_detect_t *det;
int16_t *pcm = NULL;
int num_samples = 0, sample_rate = 0;
int pos;
if (read_wav_pcm(DEFAULT_WAV, &pcm, &num_samples, &sample_rate) != 0)
return 1;
/* 1. 创建识别器: 模型文件 + 默认报警策略 (NULL) */
det = knock_detect_create(DEFAULT_MGK, NULL, NULL);
if (!det) return 1;
/* 2. 注册回调 (均为可选) */
knock_detect_set_listener(det, on_frame, on_onset, on_offset, NULL);
/* 3. 启动内部模型消费线程 */
knock_detect_start(det);
/* 4. 分块送入 PCM; 实时录音时改在录音回调里 feed */
for (pos = 0; pos < num_samples; pos += FEED_CHUNK) {
int n = num_samples - pos;
if (n > FEED_CHUNK) n = FEED_CHUNK;
knock_detect_feed(det, pcm + pos, n);
}
/* 5. 停止并销毁 */
knock_detect_stop(det);
knock_detect_destroy(det);
free(pcm);
return 0;
}
编译与运行（示例）：
$(CC) knock_demo.c -I. -L. -lknockdetect -lpthread -lm -o knock_demo
./knock_demo结语
敲击，是设备能"听懂"的最简单的一种表达——从门口的访客感知，到床边的求助通道。我们提供在线试用与照护场景支持。