[發明專利]一種監聽混凝土泵送管道作業聲音的降噪方法

有效

• 申請號: 202010672267.0
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111899749B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 何光輝;李鑫奎;沈志勇;況中華
• 申請（專利權）人: 上海建工集團股份有限公司;上海建工電子商務有限公司
• 主分類號: G10L21/0208
• 分類號: G10L21/0208;G10L21/0224;G10L21/0232;G10L21/0272
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種監聽混凝土泵送管道作業聲音的降噪方法，包括如下步驟：步驟一、在泵送管道的周圍布設N個物理性能一致錄音設備；步驟二、使N個錄音設備采集到的泵管聲音同步，并得到四個錄音設備同步后的聲波波形時間序列信號為Bsubgt;1i/subgt;、Bsubgt;2i/subgt;、…、Bsubgt;Ni/subgt;；步驟三、假定環境噪聲近似為平行壓縮波，泵送管道的聲音近似假定為點源，得到Bsubgt;1i/subgt;、Bsubgt;2i/subgt;、…、Bsubgt;Ni/subgt;的表達式；步驟四，對步驟三中Bsubgt;1i/subgt;、Bsubgt;2i/subgt;、…、Bsubgt;Ni/subgt;的表達式的等號兩邊分別采用離散傅里葉變換及離散傅里葉逆變換，求解泵送管道聲波波形時間序列信號Rsubgt;i/subgt;。該方法能夠實現噪聲和真實聲音的分離，具有操作簡單、運算時間復雜度較低、便于實際應用、降噪效果好的優點。

技術領域

本發明涉及一種聲音信號過濾技術，尤其涉及一種監聽混凝土泵送管道作業聲音的降噪方法。

背景技術

目前，在混凝土泵送中，會利用聲音信號對混凝土泵送管道工作狀態進行識別，這種方法可以避免復雜的混凝土-泵管系統的力學反問題分析，進行泵管內部壓力的識別。

由于建筑工地環境聲音復雜，噪聲隨機，無明顯規律可循，傳統的濾波器，如低通濾波器、高通濾波器、高斯濾波器，等等無法取得滿意效果。以往的噪聲過濾方法往往針對單聲道信號進行處理，根據采集的聲音信號中噪聲特點進行降噪。傳統方法實施的前提是噪聲有規律和穩定的特征，比如噪聲的頻率穩定比待測信號頻譜的主要頻率范圍顯著高或者顯著低，這樣可以采用低通或高通濾波器；再者，如語音信號，在口腔發音間隙的空白區域的信號可直接抹除，實現降噪的效果。對于建筑工地各種隨機的噪聲，高低頻率均存在，且頻段分布隨機，無法采用簡單的濾波算法實現降噪的目的。

發明內容

針對利用聲音信號對混凝土泵送管道工作狀態進行識別時，由于建筑工地環境聲音復雜、噪聲隨機且無明顯規律可循，傳統的濾波器難以達到較好的濾波效果的問題，本發明提供了一種監聽混凝土泵送管道作業聲音的降噪方法。

為解決以上技術問題，本發明包括如下技術方案：

一種監聽混凝土泵送管道作業聲音的降噪方法，包括如下步驟：

步驟一、在泵送管道的周圍布設N個錄音設備，其中N≥3，N個錄音設備的物理性能一致，且拾音元件與泵送管道的表面的距離分別為r₁、r₂、…、r_N，其中，r₁＜r₂＜…＜r_N；N個錄音設備以相同的采樣率SR進行錄音；

步驟二、使N個錄音設備采集到的泵管聲音同步，并得到四個錄音設備同步后的聲波波形時間序列信號為B_1i、B_2i、…、B_Ni，其中i為聲波波形幅值點數；分別進行離散傅里葉變換，得到傅里葉變換域內的復數離散序列：

F_B1i＝fft(B_1i)，F_B2i＝fft(B_2i)，……，F_BNi＝fft(B_Ni)；

步驟三、假定環境噪聲由距離泵管較遠的方位傳播而來，環境噪聲近似為平行壓縮波，在N個錄音設備范圍內，環境噪聲近似認為處處相同；泵送管道的聲音近似假定為點源，錄音設備所接收的振動信號強度與泵管-錄音設備距離成反比；基于上述假定，可得

B_1i＝R_i+E_i，