[發明專利]一種基于數字特征的空調異響檢測方法及系統

在審

• 申請號: 202011424763.0
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112484234A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 沈希忠;陳菱
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學;上海曦息檢測技術有限公司
• 主分類號: F24F11/38
• 分類號: F24F11/38;F24F11/64;F24F11/52
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本申請提供了一種基于數字特征的空調異響檢測方法，涉及信號處理領域，所述方法至少包括以下步驟：S1采集聲音信號；S2對聲音信號進行傅里葉變換；S3提取聲音相關碼數特征；S4采用支持向量機進行異響和無異響分類。本申請將錄取到的聲音信號用分幀加窗函數和短時傅里葉變換函數將時域信號變換到頻域，然后提取信號的基頻和倍頻，再用支持向量機算法將各個樣本點數據分類通過顯示屏直觀地將有異響和無異響結果顯示出來，可以減少人耳判斷時的誤差，更好判斷出待測空調是否存在異響。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，具體地，涉及基于數字特征的空調異響檢測方法及系統。

背景技術

空調即空氣調節器(room air conditioner)，調節溫度、濕度、掛式空調是一種用于給空間區域(一般為密閉)提供處理空氣溫度變化的機組。它的功能是對該房間(或封閉空間、區域)內空氣的溫度、濕度、潔凈度和空氣流速等參數進行調節，以滿足人體舒適的要求。空調在工作過程中會產生聲音。

利用人類的聽力很難判斷出與標準空調出聲相似但不一樣的響聲。但隨著科技時代的飛速發展，使用機器代替人耳檢測異常聲音可以給出更為客觀的結果，可以在空調出現異響的早期就給出精準判斷，延長空調的使用期限。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于數字特征的空調異響檢測方法及系統，所述方法至少包括以下步驟：

S1采集聲音信號；

S2對聲音信號進行傅里葉變換；

S3提取聲音相關碼數特征；

S4采用支持向量機進行異響和無異響分類。

在一個可能的實現方式中，異響識別過程將聲音信號進行短時傅里葉變換，并提取相關數碼特征，采用支持向量機將提取到的數字特征進行分類，分成有異響和無異響兩大類。

在一個可能的實現方式中，通過分幀加窗函數和傅里葉變換將經由A/D模數轉換器和DSP處理后的信號轉換為周期頻域信號；提取信號的基頻和倍頻，其中基頻是周期的倒數，傅里葉級數除去直流分量外的部分。

在一個可能的實現方式中，所述采用支持向量機將提取到的數字特征進行分類，包括：

使用分類與回歸分析來分析數據的監督學習模型及其相關的學習算法，包括：確定一個分類超平面，在給定一組訓練樣本后，支持向量機模型將數字特征樣本表示為在空間中的映射的點，從而使有異響和無異響的樣本能盡可能明顯的間隔分開出來，從而達到對數字特征的分類。

在一個可能的實現方式中，對離散時域采樣信號h[k]，k＝0，1，...，N-1，其中n為時域采樣點序號，N是信號長度，對信號h[k]進行分幀處理，設每一幀長度為N_F，表達式為：

對每幀信號經漢寧窗濾波，離散漢寧表達式為：

經過離散傅里葉變換，將加窗后的時域信號轉換到頻域，如式(3)所示：

F_f[k_f，n]＝FFT(h[k]*x_n[k，n]) (3)。

在一個可能的實現方式中，信號的傅里葉級數表示為：

其中為直流分量，w₀＝2π/T為基頻，T為周期，1倍頻表示為A₁ sin(w₀t+θ₁)，2倍頻表示為A₂ sin(2w₀t+θ₂)。