专利名称：一种产品的质量检测方法和检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于产品质量检测技术领域，尤其涉及一种产品的质量检测方法和检测装置。
背景技术：
随着技术的发展，人们对所生产的产品质量的要求也越高，所以也就需要对产品的质量进行检测以确认产品是否存在缺陷。产品质量存在缺陷时，跌落声音沙哑，与合格产品跌落声音存在明显差异，现有的产品质量检测方法，主要通过人耳对产品跌落在地板上发出声音来判断产品的好坏。
但是本发明发明人发现人耳对声音辨别的敏感程度和准确程度存在不确定性，难以准确地筛选出不合格产品，且人工操作效率低下。
发明内容
本发明为解决现有技术中难以准确地筛选出不合格产品的技术问题，提供一种产品的质量检测方法和检测装置，能够高效且更准确地筛选出不合格产品。本发明提供一种产品的质量检测方法，包括以下步骤米集击打产品产生的碰撞声音信号；对采集到的声音信号数据进行预处理，所述预处理还包括对采集到的声音信号数据进行分帧处理；对分帧处理后声音信号数据进行基频提取，得到每一帧的基音频率fji)，其中i为声音数据帧数；查找基音频率& (i)大于高频预设频率fh的个数并记录该个数c ;根据个数c,计算高频出现的概率P = c/i ;比较概率P是否大于预设概率阈值g，如果是，则判断产品质量合格，如果否，则判断产品质量不合格。本发明还提供一种产品的质量检测装置，包括采集模块、分帧处理模块、第一计算模块、第二计算模块、查找模块、比较模块以及提示模块，其中米集模块，用于米集产品的碰撞声音信号；处理模块，用于将采集模块采集到的声音信号数据进行预处理，所述处理模块还包括用于将采集到的声音信号进行分帧处理的分帧处理单元；第一计算模块，用于将处理模块得到的声音信号数据进行基频提取，计算得到声音信号数据每一帧的基音频率fo(i)，i为声音数据帧数；查找模块，用于查找第一计算模块的基音频率f^i)大于预设高频频率fh的个数
I；第二计算模块,用于根据查找模块的个数y,计算高频出现的概率P = y/i ；比较模块，用于比较第二计算模块得到的概率p是否大于概率阈值g，如果是，输出第一比较信号，如果否，输出第二比较信号；提示模块，用于根据比较模块的第一比较信号，提示产品质量合格，并根据比较模块的第二比较信号，提示产品质量不合格。从产品的质量检测方案中可以看出，通过采集产品的碰撞声音信号进行预处理后并进行基频提取，得到每一帧的基音频率fo(i)，查找基音频率fo(i)大于高频预设频率fh的个数并记录该个数c，接着计算高频出现的概率p = c/i，比较概率p是否大于预设概率阈值g，根据比较结果，就能较准确地筛选出质量不合格的产品，该方法简单，准确性高，可以尽量避免人为的误差，且采用仪器自动检测，能够提高检测效率，利于大规模生产。
图I为本发明产品质量检测方法第一种实施例的流程图；图2为本发明产品预处理方法一种实施例的流程图； 图3为本发明判断有效碰撞声音方法一种实施例的流程图；图4为本发明提取基频方法一种实施例的流程图；图5为本发明提取基频方法另一种实施例的流程图；图6为本发明产品质量检测装置第一种实施例的结构框图。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明中的产品，可以是金属产品或非金属产品，也可以合金产品，本发明以非晶合金产品为实施例，进行详细说明。本发明提供第一种实施例产品的质量检测方法，如图I所示，所述方法具体包括以下步骤步骤S01，采集击打产品产生的碰撞声音信号；步骤S02，对采集到的声音信号数据进行预处理；步骤S03，对预处理后声音信号数据进行基频提取，得到每一帧的基音频率f^i)，其中i为声音数据帧数；步骤S04，查找基音频率& (i)大于高频预设频率fh的个数并记录该个数c ;步骤S05,根据个数c,计算高频出现的概率p = c/i ;步骤S06，比较概率p是否大于预设概率阈值g，如果是，进入步骤S07，如果否，进入步骤S08 ；步骤S07，判断产品质量合格；步骤S08，判断产品质量不合格。本实施例中，步骤S02，具体包括步骤步骤S021，对采集到的声音信号数据进行分帧处理分帧可以遵照帧长512点，帧移为256点的原则处理。对于步骤S02，对声音信号进行分帧处理时，帧移的设置跟声音信号的采样率有关系。根据声音信号的短时平稳性，因此巾贞长的取值范围为米样率*10ms-米样率*25ms之间，帧移为帧长的1/3-2/3之间。在本实施例中，声音信号的采样率为50000Hz，因此取帧长为512，帧移为256。对于步骤S04，本发明发明人发现，合格产品跟不合格产品碰撞声音的区别体现在合格产品碰撞声比不合格产品碰撞声听起来清脆，声音清脆程度取决于频率的高低，采用高频出现的概率作为合格品与不合格品的一个表征量，因此需要查找基音频率fdi)大于高频预设频率fh的个数C。对于步骤S06中，当产品为非晶合金产品时，高频预设频率fh即大于该频率值的频率均为高频信号，高频预设频率fh取值范围为1000-1300hz，概率阈值g的取值范围
0.6—0. 7 o从上述的质量检测方案中可以看出，通过采集产品的碰撞声音信号进行预处理后 并进行基频提取，得到每一帧的基音频率fo(i)，查找基音频率fo(i)大于高频预设频率fh的个数并记录该个数c，接着计算高频出现的概率p = c/i，比较概率p是否大于预设概率阈值g，根据比较结果，就能较准确地筛选出质量不合格的产品，该方法简单，准确性高，可以尽量避免人为的误差，且采用仪器自动检测，能够提高检测效率，利于大规模生产。在具体实施中，分帧处理属于数据预处理方法中的一种，如图2所示，所述预处理方法具体还包括如下步骤步骤S022，将分帧得到的每帧声音信号数据进行加窗处理；步骤S023，对加窗处理后的声音信号数据进行预加重处理。本实施例中，步骤S021，分帧可以遵照帧长512点，帧移为256点的原则处理。对于步骤S021，对声音信号进行分帧处理时，帧移的设置跟声音信号的采样率有关系。根据声音信号的短时平稳性，因此巾贞长的取值范围为米样率*10ms-米样率*25ms之间，帧移为帧长的1/3-2/3之间。在本实施例中，声音信号的采样率为50000Hz，因此取帧长为512，帧移为256。步骤S022，加窗处理指将每帧语音数据分别乘以相应的窗系数，窗长为512点。窗系数由下面公式求得H(k) = 0.54 - 0.46 * cos(-)
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N其中N为窗长。步骤S023，对语音信号进行预加重处理，预加重系数为0. 9 I之间的值。预加重处理的目的是为了提升高频部分，使信号的频谱变得平坦，保持在低频到高频的整个频带中，能用同样的信噪比求频谱，以便于频谱分析或声道参数分析。通俗的说，预加重处理部分就是设计数字滤波器，采用的是H(z) = l~u / z其中，u取接近于I的值，因此预加重系数常取0. 9 I之间的值。其具体实施如下x(0) = (1-0. 97)*x(0)
「00571 x(々)=x(k) - 0.97 * x(k -1)
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其中N为帧长，x(k)表示一帧语音的第k个点。优选的，所述预加重系数设定为0. 97，可以使得信号的频谱变得更加平坦。在具体实施中，为了进一步提高质量检测方法的准确性，在预处理阶段，在本实施例中，在所述步骤S023之后，还包括以下步骤步骤S024，判断预加重处理后的声音信号数据是否为有效碰撞声，如果是，进入步骤S025 ;如果否，进入步骤S026 ；步骤S025，获取到有效碰撞声，则执行后续对声音信号进行基频提取的步骤，即进入步骤S03 ；步骤S026，没有获取到有效碰撞声，结束流程。
在具体实施中，如图3所示，步骤S024判断预加重处理后的声音信号数据是否为有效碰撞声，具体为步骤S0241,查找预加重处理后声音信号数据的最大幅值maxA ；步骤S0242，对预加重处理后声音信号数据进行归一化处理，采用如下公式x(i)=S(i)/maxA，其中i为声音数据的点数，X为归一化后的声音数据，s为归一化前的声音数据；步骤S0243，计算预加重处理后声音信号每一帧数据的能量值，计算公式如下
权利要求
1.一种产品的质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤 米集击打产品产生的碰撞声音信号； 对采集到的声音信号数据进行预处理，所述预处理还包括对采集到的声音信号数据进行分帧处理； 对分帧处理后声音信号数据进行基频提取，得到每一帧的基音频率f^i)，其中i为声音数据帧数； 查找基音频率fdi)大于高频预设频率fh的个数并记录该个数c ； 根据个数c,计算高频出现的概率p = c/i ； 比较概率P是否大于预设概率阈值g，如果是，则判断产品质量合格，如果否，则判断产品质量不合格。
2.如权利要求I所述的质量检测方法，其特征在于，所述对采集到的声音信号数据进行预处理的步骤，具体还包括以下步骤 将分帧得到的每帧声音信号数据进行加窗处理； 对加窗处理后的声音信号数据进行预加重处理。
3.如权利要求2所述的质量检测方法，其特征在于，所述对采集到的声音信号数据进行预处理的步骤，具体还包括以下步骤 判断预加重处理后的声音信号数据是否为有效碰撞声。
4.如权利要求3所述的质量检测方法，其特征在于，所述判断预加重处理后的声音信号数据是否为有效碰撞声的步骤，具体为 查找预加重处理后声音信号数据的最大幅值maxA ； 对预加重处理后声音信号数据进行归一化处理，采用如下公式x(i) = s(i)/maXA，其中i为声音数据的点数，X为归一化后的声音数据，s为归一化前的声音数据； 计算预加重处理后声音信号每一帧数据的能量值，并查找能量最小值Emin ； 计算能量最小值Emin与最大幅值maxA的比值M ； 比较所述比值M是否大于预设比例系数a，如果是，则预加重处理后的声音信号为有效碰撞声。
5.如权利要求4所述的质量检测方法，其特征在于，所述查找预加重处理后声音信号数据的最大幅值maxA步骤之前，还包括以下步骤 剔除预加重处理后声音信号的前al帧数据和后a2帧数据，al、a2为大于零的自然数。
6.如权利要求I所述的质量检测方法，其特征在于，所述对预处理后声音信号数据进行基频提取，得到每一帧的基音频率fdi)的步骤，具体为 从预处理后声音信号数据取特定声音段作为有效的碰撞声音段； 设有效的碰撞声音段有n帧，计算有效的碰撞声音段数据每一帧的基音频率fjn)。
7.如权利要求6所述的质量检测方法,其特征在于，有效的碰撞声音段具体为从声音信号能量最大值之前的第一预设时间Tl与声音信号能量最大值之后的第二预设时间T2之间的声音段。
8.如权利要求I所述的质量检测方法，其特征在于，所述对预处理后声音信号数据进行基频提取，得到每一帧的基音频率fdi)的步骤，具体包括 采用自相关函数对预处理后声音信号进行基频提取，自相关函数为
9.如权利要求I所述的质量检测方法，其特征在于，所述对预处理后声音信号数据进行基频提取，得到每一帧的基音频率fdi)的步骤，具体包括采用平均幅度差函数对预处理后声音信号进行基频提取，平均幅度差函数为
10.一种产品的质量检测装置，其特征在于，包括采集模块、处理模块、第一计算模块、第二计算模块、查找模块、比较模块以及提示模块，其中 米集模块，用于米集产品的碰撞声音信号； 处理模块，用于将采集模块采集到的声音信号数据进行预处理，所述处理模块还包括用于将采集到的声音信号进行分帧处理的分帧处理单元； 第一计算模块，用于将处理模块得到的声音信号数据进行基频提取，计算得到声音信号数据每一帧的基音频率fdi)，i为声音数据帧数； 查找模块，用于查找第一计算模块的基音频率fdi)大于预设高频频率fh的个数I ； 第二计算模块，用于根据查找模块的个数y，计算高频出现的概率P = y/i ； 比较模块，用于比较第二计算模块得到的概率P是否大于概率阈值g，如果是，输出第一比较信号，如果否，输出第二比较信号； 提示模块，用于根据比较模块的第一比较信号，提示产品质量合格，并根据比较模块的第二比较信号，提示产品质量不合格。
11.如权利要求10所述的质量检测装置，其特征在于，所述处理模块还包括加窗处理单元和预加重处理单元； 加窗处理单元，用于将分帧处理单元得到的声音信号数据进行加窗处理； 预加重处理单元，用于将加窗处理单元得到的声音信号数据进行预加重处理。
12.如权利要求11所述的质量检测装置，其特征在于，所述处理模块还包括判断单元，用于判断预加重处理单元得到的声音信号数据是否为有效碰撞声，并当判断所述声音信号数据为有效碰撞声时，输出判断信号； 第一计算模块，还用于当接收到判断单元的判断信号时，将处理模块得到的声音信号数据进行基频提取,计算得到声音信号数据每一帧的基音频率((i), i为声音数据帧数。
全文摘要
本发明提供了一种产品的质量检测方法和检测装置，所述方法包括以下步骤采集击打产品产生的碰撞声音信号；对采集到的声音信号进行预处理；对预处理后声音信号数据进行基频提取，得到每一帧的基音频率f0(i)，其中i为声音数据帧数；查找基音频率f0(i)大于高频预设频率fh的个数并记录该个数c；根据个数c，计算高频出现的概率p＝c/i；比较概率p是否大于预设概率阈值g，如果是，则判断产品质量合格，如果否，则判断产品质量不合格。该质量检测方法和检测装置能够高效且更准确地筛选出不合格产品。
文档编号G01N29/44GK102759571SQ20111011046
公开日2012年10月31日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者赵明, 龚国彦 申请人:比亚迪股份有限公司