自适应的声音信号处理方法、装置、节点及系统与流程

本发明涉及工业设备声音处理领域，特别公开了一种自适应的声音信号处理方法、装置、节点及系统。

背景技术：

1、随着工业化的发展与普及，应用各种机床设备实现流水线作业的自动生产控制已经成为现代工业生产的主流，大规模的自动化生产逐步取代了小产量的手工业生产。

2、为了监控设备正常运行，可以采集包括声音在内的相关环境信号，通过信号分析处理识别当前作业环境，以及判断设备是否正常运行。但在实际生产过程中，以声音信号为例，不同设备同时运行以及生产环境的各种噪音大大增加了后端信号处理的复杂度，导致无法准确的监控设备的运行状态。

技术实现思路

1、本发明提供了一种自适应的声音信号处理方法、装置、节点及系统，以至少部分的改善上述问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种自适应的声音信号处理方法，其包括：

4、获取待处理的声音信号；

5、对所述声音信号进行信号增益调节；

6、根据所述声音信号所在的作业场景，提取增益后的声音信号的相应信号频段，获得目标信号；

7、对所述目标信号进行分析获得标准数据流。

8、优选地，所述作业场景包括旋转型设备、冲击型设备、往复型设备、流动型设备，不同的作业场景预先设定有对应的信号频段。

9、优选地，对所述声音信号进行信号增益调节，具体包括：

10、获取所述声音信号的采样信号；

11、计算所述采样信号的有效值估计；

12、基于最大有效值和所述有效值估计计算增益系数，并根据所述增益系数对所述目标信号进行信号增益调节。

13、优选地，增益系数g的计算公式为：

14、

15、优选地，还包括：

16、判断是否存在当前作业场景的标识；

17、若存在，则根据所述标识获取当前的作业场景；

18、若不存在，则根据所述声音信号识别当前的作业场景；其中，如果成功识别则将自身的识别结果作为所述作业场景，否则根据其它节点的识别结果获得当前的作业场景。

19、本发明实施例还提供了一种自适应的声音信号处理装置，其包括：

20、声音信号获取单元，用于获取待处理的声音信号；

21、信号增益单元，用于对所述声音信号进行信号增益调节；

22、频段提取单元，用于根据所述声音信号所在的作业场景，提取增益后的声音信号的相应信号频段，获得目标信号；

23、分析单元，用于对所述目标信号进行分析获得标准数据流。

24、优选地，增益单元具体用于：

25、获取所述声音信号的采样信号；

26、计算所述采样信号的有效值估计；

27、基于最大有效值和所述有效值估计计算增益系数，并根据所述增益系数对所述目标信号进行信号增益调节。

28、优选地，增益系数g的计算公式为：

29、

30、本发明实施例还提供了一种自适应的声音信号处理节点，其包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上述的自适应的声音信号处理方法。

31、本发明实施例还提供了一种自适应的声音信号处理系统，其包括多个如上述的自适应的声音信号处理节点，所述自适应的声音信号处理节点通过无线网络实现连接。

32、由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

33、综上所述，本实施例通过在对声音信号进行处理前增加预处理操作，先分析声音信号识别出作业场景，并根据不同作业场景选择相应方式对声音信号进行预处理得到目标信号，然后再对目标信号进行后续处理操作，使系统能够自适应的根据现场情况进行信号处理，降低后续信号处理的复杂度并提高了准确度，增加了系统信号处理效率，且使得系统可以无需人为配置，在不同应用场景之间自由迁移；在调节信号增益时，根据采集信号的rms值对信号进行实时的放大和衰减，可以避免瞬间但有效值很小的峰值信号影响增益的准确性和稳定性，将其作为噪声剔除从而获得更准确的有效信息；

34、当应用于多节点的场景时，本实施例通过共享作业场景信息使无法识别场景信息的节点也能自行进行场景配置并根据现场情况进行信号预处理，进一步提高了适用范围，增加了系统的可靠性和稳定性。

技术特征：

1.一种自适应的声音信号处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自适应的声音信号处理方法，其特征在于，所述作业场景包括旋转型设备、冲击型设备、往复型设备、流动型设备，不同的作业场景预先设定有对应的信号频段。

3.根据权利要求1所述的自适应的声音信号处理方法，其特征在于，对所述声音信号进行信号增益调节，具体包括：

4.根据权利要求3所述的自适应的声音信号处理方法，其特征在于，增益系数g的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的自适应的声音信号处理方法，其特征在于，还包括：

6.一种自适应的声音信号处理装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的自适应的声音信号处理装置，其特征在于，增益单元具体用于：

8.根据权利要求7所述的自适应的声音信号处理装置，其特征在于，增益系数g的计算公式为：

9.一种自适应的声音信号处理节点，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至5任意一项所述的自适应的声音信号处理方法。

10.一种自适应的声音信号处理系统，其特征在于，包括多个如权利要求9所述的自适应的声音信号处理节点，所述自适应的声音信号处理节点通过无线网络实现连接。

技术总结
本发明公开了一种自适应的声音信号处理方法、装置、节点及系统，方法包括：获取待处理的声音信号；对所述声音信号进行信号增益调节；根据所述声音信号所在的作业场景，提取增益调节后的声音信号的相应信号频段，获得目标信号；对所述目标信号进行分析获得标准数据流。本发明通过在对声音信号进行处理前增加预处理操作，先分析声音信号识别出作业场景，并根据不同作业场景选择相应方式对声音信号进行预处理得到目标信号，然后再对目标信号进行后续处理操作，使系统能够自适应的根据现场情况进行信号处理，降低后续信号处理的复杂度并提高了准确度，增加了系统信号处理效率。

技术研发人员：黄语湉,林剑春,庄焰,瞿千上,朴永焕
受保护的技术使用者：硕橙（厦门）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24