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专利号: 2022101205978
申请人: 广州精进科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 乐器;声学
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于音频特征参数的设备特定器件故障判断方法,其特征在于,包括:

S100,采集分析设备中除特定器件以外其他器件同时运行的声音样本,获取噪声门限值,包括:S110,采集设备中除特定器件以外其他器件同时运行的声音样本,获取噪声音频信息;

S120,将所述噪声音频信息传输至终端设备存储;

S130,将所述噪声音频信息进行分帧加窗处理,提取各帧的噪声能量值;

S140,分别计算获取所述噪声音频信息各帧的噪声能量值均值和噪声能量值标准差;

S150,根据所述噪声音频信息各帧的噪声能量值均值和噪声能量值标准差之和,分别对应计算获取所述噪声音频信息各帧的噪声门限值;

S200,采集设备中全部器件同时运行且包括特定器件正常运行的声音样本,并基于音频波形的余弦包络在时域上的周期性变化识别时域特征稳定的音频片段,提取多组正常三维音频参数,所述正常三维音频参数包括正常MFCC参数均值、正常MFCC参数标准差和正常过零率标准差,采用k-means聚类算法对多组所述正常三维音频参数进行聚类以获取正常类簇质心;

S300,采集设备中全部器件同时运行且包括特定器件故障运行的声音样本,并稳定片段截取和降噪,提取多组故障三维音频参数,所述故障三维音频参数包括故障MFCC参数均值、故障MFCC参数标准差和故障过零率标准差,采用k-means聚类算法对多组所述故障三维音频参数进行聚类以获取故障类簇质心;

S400,采集设备中全部器件同时运行且包括特定器件实际运行的声音样本,并进行稳定片段截取和降噪,提取实际三维音频参数,所述实际三维音频参数包括实际MFCC参数均值、实际MFCC参数标准差和实际过零率标准差;

S500,计算正常类簇质心与实际三维音频参数之间的距离以获得正常类簇质心距离,计算故障类簇质心与实际三维音频参数之间的距离以获得故障类簇质心距离,比较正常类簇质心距离和故障类簇质心距离两者的数值大小;若正常类簇质心距离小于故障类簇质心距离,则判断所述实际三维音频参数属于正常类簇;若正常类簇质心距离大于故障类簇质心距离,则判断所述实际三维音频参数属于故障类簇。

2.根据权利要求1所述的基于音频特征参数的设备特定器件故障判断方法,其特征在于,S300,采集设备中全部器件同时运行且包括特定器件故障运行的声音样本,并进行稳定片段截取和降噪,提取多组故障三维音频参数,所述故障三维音频参数包括故障MFCC参数均值、故障MFCC参数标准差和故障过零率标准差,采用k-means聚类算法对多组所述故障三维音频参数进行聚类以获取故障类簇质心,包括:S310,采集设备中全部器件同时运行且包括特定器件故障运行的声音样本,获取故障音频信息;

S320,将所述故障音频信息传输至终端设备存储;

S330,将所述故障音频信息进行分帧加窗处理,对所述故障音频信息进行时域分析以获取相应的时域特征;

S340,截取所述故障音频信息中时域特征稳定的音频片段,得到截取后的故障音频信息;

S350,对所述截取后的故障音频信息进行频域分析以获取相应的频域特征;

S360,根据噪声门限值对所述截取后的故障音频信息进行降噪处理,得到截取后且降噪后的故障音频信息;

S370,根据所述截取后且降噪后的故障音频信息,获取其各帧中对应的故障MFCC参数均值、故障MFCC参数标准差和故障过零率标准差,对应构建多组故障三维音频参数,采用k-means聚类算法对多组所述故障三维音频参数进行聚类分析处理,获取故障类簇质心。

3.根据权利要求1所述的基于音频特征参数的设备特定器件故障判断方法,其特征在于,S400,采集设备中全部器件同时运行且包括特定器件实际运行的声音样本,并进行稳定片段截取和降噪,提取实际三维音频参数,所述实际三维音频参数包括实际MFCC参数均值、实际MFCC参数标准差和实际过零率标准差,包括:S410,采集设备中全部器件同时运行且包括特定器件实际运行的声音样本,获取实际音频信息;

S420,将所述实际音频信息传输至终端设备存储;

S430,将所述实际音频信息进行分帧加窗处理,对所述实际音频信息进行时域分析以获取相应的时域特征;

S440,截取所述实际音频信息中时域特征稳定的音频片段,得到截取后的实际音频信息;

S450,对所述截取后的实际音频信息进行频域分析以获取相应的频域特征;

S460,根据噪声门限值对所述截取后的实际音频信息进行降噪处理,得到截取后且降噪后的实际音频信息;

S470,根据所述截取后且降噪后的实际音频信息,获取其各帧中对应的实际MFCC参数均值、实际MFCC参数标准差和实际过零率标准差,对应构建实际三维音频参数。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于音频特征参数的设备特定器件故障判断方法,其特征在于:所述时域特征为均值、绝对均值、有效值、平均功率、方根幅值、峰值、峰峰值、方差、标准差、偏斜度、峭度、波形指标、波峰指标、脉冲指标、裕度指标、偏斜度指标或峭度指标中的一种或多种组合。

5.根据权利要求2至3中任一项所述的基于音频特征参数的设备特定器件故障判断方法,其特征在于:所述频域特征为通频值、重心频率、莱斯频率 、频率方差或均方频率中的一种或多种组合。