基于惩罚机制的声源检测方法、装置及存储介质与流程

本发明实施例涉及声源检测，具体而言，涉及一种基于惩罚机制的声源检测方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、在电力、天然气等行业中，确保设备的正常工作极其重要。

2、一些设备在发生故障时会伴有噪声的产生，不同的设备发生故障时会产生不同频率范围的噪声源，因此可以通过监听噪声源来对设备状态进行监测和以及进行故障诊断。

3、传声器阵列声成像技术能够针对上述故障诊断提供可视化声场结果，其通过采集传声器阵列测量的声压信号，基于波束形成算法处理后得到声学成像图，并匹配摄像头获取的光学图像，直观指示声源的空间位置，被称为“声像仪”。

4、现有的声像检测技术存在大维数矩阵迭代运算，耗时严重以及动态范围不理想，存在虚假声源，污染成像图的问题，这些问题会影响声源检测效率和声源检测结果。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种基于惩罚机制的声源检测方法、装置及存储介质，以至少解决相关技术中声源检测效率低的问题。

2、根据本发明的一个实施例，提供了一种基于惩罚机制的声源检测方法，包括：

3、获取初始波束输出矩阵，并对所述初始波束输出矩阵进行搜索处理，以得到所述初始波束输出矩阵中满足预设条件的第一矩阵元素，其中，所述初始波束输出矩阵是基于函数波束形成算法的输出结果得到的；

4、基于所述第一矩阵元素对所述初始波束输出矩阵进行归一化处理，以得到第一惩罚矩阵；

5、对所述第一惩罚矩阵以及预设的加权向量进行第一积值计算，以得到更新后的目标加权向量；

6、基于所述目标加权向量，对所述预设的波束形成函数进行目标次数的迭代计算，以得到第一输出结果；

7、基于所述第一输出结果确定目标区域的声源检测结果。

8、在一个示例性实施例中，在所述基于所述目标加权向量，对所述预设的波束形成函数进行目标次数的迭代计算，以得到第一输出结果之后，所述方法还包括：

9、基于预设的点扩散函数对所述第一输出结果进行第一处理，以得到第一处理结果；

10、基于所述第一处理结果确定所述声源检测结果。

11、在一个示例性实施例中，所述获取初始波束输出矩阵包括：

12、将待检测区域划分为多个目标区域；

13、通过常规波束形成算法计算所述目标区域的声源功率，以得到第一波束输出矩阵以及所述加权向量；

14、对函数波束形成算法中的互谱矩阵进行特征值分解处理，以得到互谱指数函数；

15、基于所述互谱指数函数，对所述第一波束输出矩阵进行替换处理，并对所述常规波束形成算法的输出结果进行第一值的幂次运算，以得到所述函数波束形成算法的初始波束输出结果，所述初始波束输出矩阵是基于所述初始波束输出结果得到的。

16、根据本发明的另一个实施例，提供了一种基于惩罚机制的声源检测装置，包括：

17、初始矩阵模块，用于获取初始波束输出矩阵，并对所述初始波束输出矩阵进行搜索处理，以得到所述初始波束输出矩阵中满足预设条件的第一矩阵元素，其中，所述初始波束输出矩阵是基于函数波束形成算法的输出结果得到的；

18、归一化模块，用于基于所述第一矩阵元素对所述初始波束输出矩阵进行归一化处理，以得到第一惩罚矩阵；

19、第一计算模块，用于对所述第一惩罚矩阵以及预设的加权向量进行第一积值计算，以得到更新后的目标加权向量；

20、迭代模块，用于基于所述目标加权向量，对所述预设的波束形成函数进行目标次数的迭代计算，以得到第一输出结果；

21、声源检测模块，用于基于所述第一输出结果确定目标区域的声源检测结果。

22、在一个示例性实施例中，所述装置还包括：

23、第一处理模块，用于在所述基于所述目标加权向量，对所述预设的波束形成函数进行目标次数的迭代计算，以得到第一输出结果之后，基于预设的点扩散函数对所述第一输出结果进行第一处理，以得到第一处理结果；

24、第一检测模块，用于基于所述第一处理结果确定所述声源检测结果。

25、在一个示例性实施例中，所述初始矩阵模块包括：

26、区域划分单元，用于将待检测区域划分为多个目标区域；

27、功率计算单元，用于通过常规波束形成算法计算所述目标区域的声源功率，以得到第一波束输出矩阵以及所述加权向量；

28、特征分解单元，用于对所述常规波束形成算法中的互谱矩阵进行特征值分解处理，以得到互谱指数函数；

29、初始矩阵单元，用于基于所述互谱指数函数，对所述第一波束输出矩阵进行替换处理，并对所述常规波束形成算法的输出结果进行第一值的幂次运算，以得到所述函数波束形成算法的初始波束输出结果，所述初始波束输出矩阵是基于所述初始波束输出结果得到的。

30、根据本发明的又一个实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

31、根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

32、通过本发明，由于首先将函数波束形成算法的输出结果作为先验信息，归一化运算后得到惩罚矩阵；然后计算惩罚矩阵和加权向量的第一积值，利用包含函数波束形成算法声源分布先验信息的惩罚矩阵精确“惩罚”非声源点的加权向量，提升加权向量中真实声源对应的权重；再经过少量次数的迭代即可得到用于进行声源检测的检测结果，该过程减少了迭代次数以及数据计算量，因此，可以解决声源检测效率低的问题，达到提高声源检测精度和效率的效果。

技术特征：

1.一种基于惩罚机制的声源检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述目标加权向量，对所述预设的波束形成函数进行目标次数的迭代计算，以得到第一输出结果之后，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取初始波束输出矩阵包括：

4.一种基于惩罚机制的声源检测装置，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述初始矩阵模块包括：

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至3任一项中所述的方法。

8.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至3任一项中所述的方法。

技术总结
本发明实施例提供了一种基于惩罚机制的声源检测方法、装置及存储介质，涉及声源检测技术的技术领域。其方法包括：获取初始波束输出矩阵，并对初始波束输出矩阵进行搜索处理，以得到所述初始波束输出矩阵中满足预设条件的第一矩阵元素；基于所述第一矩阵元素对所述初始波束输出矩阵进行归一化处理，以得到第一惩罚矩阵；对第一惩罚矩阵以及预设的加权向量进行第一积值计算，以得到更新后的目标加权向量；基于所述目标加权向量，对预设的波束形成函数进行目标次数的迭代计算，以得到第一输出结果；基于所述第一输出结果确定目标区域的声源检测结果。通过本发明，解决了声源检测效率低的问题，进而达到了提高声源检测精度及效率的效果。

技术研发人员：赵慎,李伟
受保护的技术使用者：湘江实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6