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进行预处理；计算预处理后声音信号的衰减时间t ；比较衰减时间t是否大于预设时间阈值b,如果否,贝U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，处理模块，第一计算模块，第一比较模块以及提示模块；米集模块,用于米集击打产品产生的碰撞声音信号；处理模块，用于将采集模块采集到的声音信号进行预处理；第一计算模块，用于计算处理模块所预处理后声音信号的衰减时间t ；第一比较模块，用于比较第一计算模块得到衰减时间t是否大于预设时间阈值b，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，用于根据第一比较模块的第一比较信号，提示产品质量合格，并根据第一比较模块的第二比较信号，提示产品质量不合格。本发明还提供另一种产品的质量检测装置，包括采集模块，处理模块，第一计算模块，第二计算模块，第三计算模块，查找模块，第一比较模块，第二比较模块以及提示模块；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进行预处理；第一计算模块，用于计算处理模块所预处理后声音信号的衰减时间t ；第一比较模块，用于比较第一计算模块得到衰减时间t是否大于预设时间阈值b，如果是，输出第一比较信号，如果否，输出第二比较信号；
第二计算模块，用于当接收第一比较模块输出的第一比较信号时，计算预处理后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，用于查找第二计算模块的基音频率fdi)大于预设高频频率fh的个数I ；第三计算模块,用于根据查找模块的个数Y，计算高频出现的概率P = y/i ;第二比较模块，用于比较第三计算模块得到的概率p是否大于概率阈值g，如果是，输出第一信号，如果否输出第二信号；提示模块，用于根据第二比较模块的第一信号，提示产品质量合格，并根据第一比较模块的第二比较信号和第二比较模块的第二信号，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并进行预处理后，计算预处理后声音信号的衰减时间t，将计算得到的衰减时间t与预设时间阈值b比较，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为本发明计算衰减时间方法一种实施例的流程图；图5为本发明提取基频方法一种实施例的流程图；图6为本发明产品质量检测方法第二种实施例的流程图；图7为本发明提取基频方法另一种实施例的流程图；图8为本发明产品质量检测装置第一种实施例的结构框图；图9为本发明产品质量检测装置第二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进行预处理；步骤S03，计算预处理后声音信号的衰减时间t ；步骤S04,比较衰减时间t是否大于预设时间阈值b,如果是,进入步骤S05,如果否，进入步骤S06 ；步骤S05，判断产品质量合格；
步骤S06，判断产品质量不合格。对于步骤S04中，衰减时间的预设时间阈值b根据不同的检测产品以及不同的检测环境都会有所变化，可以根据实验数据进行设置。被检测产品为非晶合金产品时，预设在检测产品处于同样的检测环境下，预设时间阈值b取值范围是0. 128s 0. 15s。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并进行预处理后，计算预处理后声音信号的衰减时间t，将计算得到的衰减时间t与预设时间阈值b比较，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，如图2所示,所述步骤S02中具体包括步骤S021，对声音信号的数据进行分帧处理；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，对加窗处理后声音信号数据进行预加重处理。本实施例中，步骤S021、分帧遵照帧长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。对于步骤S022，加窗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)
「00611 x(々)=x(k) - 0.97 * x(k -1)
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步骤S08，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进行预处理； 计算预处理后声音信号的衰减时间t; 比较衰减时间t是否大于预设时间阈值b，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，所述对声音信号进行预处理的步骤，具体包括 对声音信号数据进行分帧处理； 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，所述对声音信号进行预处理的步骤，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5所述的质量检测方法，其特征在于，所述计算预处理后声音信号的衰减时间t的步骤，具体包括 计算静音段的声音信号数据的对数功率谱阈值minPdb ； 将声音信号数据中对数功率谱值小于阈值HiinPdb的值进行置零，并统计每一帧数据中对数功率谱大于零的数目Num(d)，得到一组Num(d)组成的数据Num，其中d为帧数； 在数据Num中设定起点阈值和结束点阈值，根据起点阈值和结束点阈值计算声音信号的衰减时间t。
7.如权利要求6所述的质量检测方法，其特征在于，所述计算静音段数据的对数功率谱阈值minPdb的步骤,具体包括 计算第一帧数据到声音信号能量最大值之前的第一预设时间Tl之间的每一帧数据的功率谱P1(Ii)，其中n为第一帧数据到声音信号能量最大值之前的第一预设时间Tl之间的帧数； 计算第一帧数据到声音信号的能量最大值之前的第一预设时间Tl之间的每一帧对数功率谱 PdB (n)，PdB(Ii) = 20*log10P1 (n)；查找n帧声音信号数据中每一帧数据对应的对数功率谱最大值maxPdb (n)，并计算对数功率谱最大值的平均值HieanPdbl ； 计算最后一帧数据到声音信号能量最大值之后的第二预设时间T2之间的每一帧数据的功率谱匕00，其中h为最后一帧数据到声音信号能量最大值之后的第二预设时间T2之间的帧数； 计算最后一帧数据到声音信号能量最大值之后的第二预设时间T2之间每个帧的对数功率谱 PdB 00，PdBOO = 20*logl0P2(h)； 查找h帧声音信号数据中每一帧数据对应的对数功率谱最大值maxPdb (h)，并计算对数功率谱最大值的平均值meanPdb2 ；计算阈值 minPdb, minPdb = (meanPdbl+meanPdb2)/2。
8.如权利要求7所述的质量检测方法，其特征在于，计算声音信号的衰减时间t，具体包括 从数据Num中的查找第I点到最大值maxNum(k)的索引点k之前的(Tl*fs/Y)个点，并计算第I点到最大值maxNum(k)的索引点k之前的(Tl*fs/Y)个点所对应的Num(d)的第一均值MeanNuml，其中fs为采样频率，Y为帧移值，Tl单位为秒； 根据第一均值MeanNuml,计算衰减时间的起点阈值BI, BI = 2^MeanNumI ； 从数据Num中的查找最后I个点到最大值maxNum(k)的索引点k之后的(T2*fs/Y)个点，并计算最后I个点到最大值maxNum(k)的索引点k之后的(T2*fs/Y)个点所对应的Num(d)的第二均值MeanNum2, T2单位为秒； 根据第二均值MeanNum2,计算衰减时间的结束点阈值B2, B2 = 2*MeanNum2 ； 在数据Num中查找从最大值maxNum(k)到起点阈值BI持续的点数nl，并查找从最大值maxNum(k)到结束点阈值B2持续的点数n2 ； 根据点数nl和点数n2,计算衰减时间t, t = (nl+n2)*Y/fs。
9.如权利要求2所述的质量检测方法，其特征在于，如果衰减时间t大于预设时间阈值b，还包括以下步骤 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)，i为声音数据帧数； 查找基音频率fcXi)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。
10.如权利要求9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)。
11.如权利要求10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。
12.如权利要求9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)，i为声音数据帧数的步骤，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Rw(0 = ZCs1w(H)1S1mXw +Z))，其中Sw(n)是一段加窗声音信号,N为巾贞长,I为基频提取后每M=O一帧数据的点数； 查找每一帧数据第一峰值点的对应值lmin，并将第一峰值点的对应值Imin记录为该帧的基音周期； 根据每一帧数据的基音周期Imin，计算每一帧的基音频率fcXi)，fo(i) = fs/lmin，其中fs为采样频率。
13.如权利要求10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讲行基频提取，平均幅度差函数为N-1+lrS1)= Y} Sn^m + l-1)-Sn^1 = l^ -N，其中，Sn(m)为第n帧声首数据的第m个点的幅W=I值，N为帧长，I为基频提取后每一帧数据的点数； 当rmin = rn(Ilmin)时,记录声音信号数据每一巾贞的第一个局部最小值点Ilmin ； 当其他局部最小值点的Tn(Iwmin)在rmin rmin+rth的范围内，且每个局部最小值点之间的间隔不小于Ith时，记录每一帧中其他局部最小值点Iwmin ; 提取每个最小值点Imin之前以及之后的e个点的值计算平均值I，当平均值I与该最小点值的差大于预设差值阈值q时，记录该最小值点Imin，并以该帧中最前面的Imin作为该帧数据的基音周期； 根据每一帧数据的基音周期Imin，计算每一帧的基音频率fdi)，f0(i) =fs/lmin，其中fs为采样频率。
14.一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，第一比较模块以及提示模块； 米集模块，用于米集击打产品产生的碰撞声音信号； 处理模块，用于将采集模块采集到的声音信号进行预处理； 第一计算模块，用于计算处理模块所预处理后声音信号的衰减时间t ； 第一比较模块，用于比较第一计算模块得到衰减时间t是否大于预设时间阈值b，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，用于根据第一比较模块的第一比较信号，提示产品质量合格，并根据第一比较模块的第二比较信号，提示产品质量不合格。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括分帧处理单元、加窗处理单元和预加重处理单元； 分帧处理单元，用于对声音信号数据进行分帧处理； 加窗处理单元，用于将分帧处理单元得到的每帧声音信号数据进行加窗处理 预加重处理单元，用于加窗处理单元得到的声音信号数据进行预加重处理。
16.如权利要求15所述的装置，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3，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f0(i)，i为声音数据帧数。
17.—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，第三计算模块，查找模块，第一比较模块，第二比较模块以及提示模块； 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进行预处理； 第一计算模块，用于计算处理模块所预处理后声音信号的衰减时间t ； 第一比较模块，用于比较第一计算模块得到衰减时间t是否大于预设时间阈值b，如果是，输出第一比较信号，如果否，输出第二比较信号； 第二计算模块，用于当接收第一比较模块输出的第一比较信号时，计算预处理后声音信号数据每一帧的基音频率AU)，i为声音数据帧数； 查找模块，用于查找第二计算模块的基音频率fdi)大于预设高频频率fh的个数I ； 第三计算模块，用于根据查找模块的个数y，计算高频出现的概率P = y/i ； 第二比较模块，用于比较第三计算模块得到的概率P是否大于概率阈值g，如果是，输出第一信号，如果否输出第二信号； 提示模块，用于根据第二比较模块的第一信号，提示产品质量合格，并根据第一比较模块的第二比较信号和第二比较模块的第二信号，提示产品质量不合格。
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；计算预处理后声音信号的衰减时间t；比较衰减时间t是否大于预设时间阈值b，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G01N29/44GK102759572SQ201110110420
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