[發明專利]一種利用聲音識別天氣過程的方法

在審

• 申請號: 202110408124.3
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113311508A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李曉勇;于廷照;李紅玉;譚貴蓉;王甚男;周祥華;熊胤帆;王翔;劉寬宗
• 申請（專利權）人: 瀘州市氣象局;成都潤聯科技開發有限公司
• 主分類號: G01W1/02
• 分類號: G01W1/02
• 代理公司: 成都華復知識產權代理有限公司 51298
• 代理人: 蔣文芳

1.一種利用聲音識別天氣過程的方法，包括主控模塊、用于存儲聲譜圖的分類存儲模塊以及用于對夜間環境下聲音進行實時監測的監測模塊，其特征在于：包括如下步驟：

S1、數據采集，采集不同天氣環境下的聲音，并對改聲音進行降噪處理，所述不同天氣環境下的聲音具體包括：小雨天氣環境、中雨天氣環境、大雨天氣環境、冰雹天氣環境、大風天氣環境、下雪天氣環境；

S2、通過上述降噪后的聲音制作聲譜圖，并且通過改變亮度、對比度、色調、飽和度的顏色參數對聲譜圖顏色顯示進行調整，以凸顯特征信號成分；

S3、將制作好的聲譜圖進行分類儲存，并將儲存聲譜圖的儲存模塊與主控模塊電性連接；

S4、實時監測，通過監測模塊對夜間環境下的聲音進行實時監測并降噪，并將降噪后的聲音實時傳輸至主控模塊；

S5、主控模塊根據類存儲模塊中儲存的不同天氣環境的聲譜圖，對接收到的實時監測聲音聲譜圖進行對比；

S6、將與實時監測聲音聲譜圖相似的天氣環境的多組聲譜圖進行調取；

S7、二次對比，將實時監測聲音聲譜圖分別與上述相似度大于50％的天氣環境的聲譜圖進行二次對比，取相似度最高的天氣環境的聲譜圖作為最終結果。

2.根據權利要求1所述的一種利用聲音識別天氣過程的方法，其特征在于：步驟1所述的聲音采集采用聲音采集模塊進行采集，所述聲音采集模塊包括聲音傳感器、數據采集卡、信號濾波器、信號放大電路，所述聲音傳感器、數據采集卡、信號濾波器、降噪處理電路、和信號放大電路之間信號連接。

3.根據權利要求1所述的一種利用聲音識別天氣過程的方法，其特征在于：步驟S3所述的主控模塊包括對比模塊和信號接收單元，所述信號接收單元包括WIFI天線、LTE天線、射頻開關、頻分器以及處理器，所述頻分器用于將所述LTE天線接收的信號中的WIFI信號以及LTE信號分開，并將分開后的所述WIFI信號以及所述LTE信號分別通過所述第一輸出端口以及所述第二輸出端口輸出。

4.根據權利要求1所述的一種利用聲音識別天氣過程的方法，其特征在于：步驟S4中所述的監測模塊設置為帶有信號發射單元的監測模塊，所述監測模塊內置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒。聲波使話筒內的駐極體薄膜振動，導致電容的變化，而產生與之對應變化的微小電壓。這一電壓隨后被轉化成0-5V的電壓，經過A/D轉換后通過信號發射單元傳輸至主控模塊的信號接收單元。

5.根據權利要求3所述的一種利用聲音識別天氣過程的方法，其特征在于：所述主控模塊采用PyTorch開源學習庫建立音頻檢測卷積網絡模型，通過PyTorch開源學習庫深度學習不同天氣環境下的聲音，完善主控模塊對不同天氣環境下的聲音與監測模塊監測到夜間環境下的聲音進行對比，并做出自判斷。

6.根據權利要求5所述的一種利用聲音識別天氣過程的方法，其特征在于：所述主控模塊具體采用算術運算符、賦值運算符、關系運算符、邏輯運算符和位運算符進行圖形對比，所述算術運算符、賦值運算符、關系運算符、邏輯運算符和位運算符按優先級從底到高排列為：賦值運算符＜邏輯與運算符＜關系運算符＜算術運算符。

7.根據權利要求3所述的一種利用聲音識別天氣過程的方法，其特征在于：所述換能器將接收到的聲音信號傳遞到所述話筒信號分配器，所述話筒信號分配器將聲音信號分配到各個輸入通道；所述多級放大單元將各個輸入通道中的聲音信號進行不同級別的放大處理；所述A/D轉換器將經過放大處理的聲音信號進行模數轉換，所述信號分配器接收經過模數轉換的各個聲音信號。

8.根據權利要求1所述的一種利用聲音識別天氣過程的方法，其特征在于：步驟S6中所述的與實時監測聲音聲譜圖相似的天氣環境的多組聲譜圖，指與實時監測聲音聲譜圖相似度大于60％的天氣環境的所有聲譜圖。

9.根據權利要求2所述的一種利用聲音識別天氣過程的方法，其特征在于：所述聲音傳感器用于感測不同天氣環境下音頻信號，所述降噪處理電路與所述聲音傳感器連接，用于接收所述不同天氣環境下音頻信號，并根據不同天氣環境下音頻信號生成降噪信號；還用于將降噪信號和不同天氣環境下音頻信號進行疊加生成凸顯特征的音頻信號。