[發(fā)明專利]一種基于傳聲器陣列的GIS聲學信號提取方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113727245A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 高山;趙科;劉詠飛;楊景剛;張量;陳少波;胡成博;李洪濤;騰云;李玉杰;張照輝;徐陽;肖焓艷;馬徑坦
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學研究院;江蘇省電力試驗研究院有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H04R3/04
• 分類號: H04R3/04;G01H17/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 丁博寒

1.一種基于傳聲器陣列的GIS聲學信號提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用傳聲器陣列(11)獲取GIS的多方位角度的運行聲信號，并進行空間濾波，得到含噪聲信號；

S2、對得到的所述含噪聲信號記錄并進行數(shù)字化處理，得到含噪聲信號數(shù)據(jù)；

S3、對得到的所述含噪聲信號數(shù)據(jù)進行小波包分解處理；

S4、對小波包分解后的信號進行閾值降噪處理，分離了GIS期望信號與干擾噪聲，得到降噪信號；

S5、將得到的所述降噪信號可視化投屏。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于傳聲器陣列的GIS聲學信號提取方法，其特征在于，所述S1中傳聲器陣列獲取GIS運行聲信號采用的是遠場聲源信號模型，其中：S為遠場聲源，L₁…L_M表示的是傳聲器陣列中的M個陣元，d為相鄰兩個傳聲器之間的距離，θ為遠場聲源的入射角度，根據(jù)傳聲器的分布位置不同，不同位置上的陣元接收到的信號會存在一定的時間延遲，以第一個陣元作為參考，則聲信號到達其他傳聲器的時間相對于第一個傳聲器的時間延遲為：

τ_m＝dcosθ/c，m＝1,2,…,M

波束形成的輸出為：

通過對權重w_m進行設置空間濾波的俯仰角，聚焦期望方向上的信號。

3.根據(jù)權利要求1～2所述的一種基于傳聲器陣列的GIS聲學信號提取的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

采集模塊(1)，用于獲取GIS輻射出的聲信號；

降噪模塊(2)，用于對所述采集模塊(1)獲取的GIS聲信號進行降噪處理；

PC模塊(3)，對處理后的信號進行顯示和儲存。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于傳聲器陣列的GIS聲學信號提取的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集模塊(1)包括傳聲器陣列(11)和數(shù)據(jù)采集儀(12)；

所述傳聲器陣列(11)，用于獲取GIS的多方位角度的運行聲信號；

所述數(shù)據(jù)采集儀(12)，用于對獲取的CIS運行聲信號進行記錄，并對記錄的CIS運行聲信號進行數(shù)字化處理。

5.根據(jù)權利要求3所述的一種基于傳聲器陣列的GIS聲學信號提取的系統(tǒng)，其特征在于，所述降噪模塊(2)包括前端陣列處理模塊(21)和后端小波包降噪模塊(22)；

所述前端陣列處理模塊(21)，用于聚焦期望方向上的聲信號，零陷干擾噪聲；

所述后端小波包降噪模塊(22)，用于設置閾值，濾除小波包能量小于該閾值的頻段。

6.根據(jù)權利要求3所述的一種基于傳聲器陣列的GIS聲學信號提取的系統(tǒng)，其特征在于，所述PC模塊(3)包括顯示屏(31)和存儲器(32)；

所述顯示屏(31)，用于顯示經(jīng)過所述降噪模塊(2)處理后的信號數(shù)據(jù)；

所述存儲器(32)，用于存儲信號數(shù)據(jù)。