一种扬声器异常音检测方法技术

本发明专利技术提出了一种扬声器异常音检测方法。该方法只要激励信号等条件不改变，每次检测只需重复进行第三阶段即可，因此本算法的计算量非常低，可以实现实时处理。为了进一步提高估计精度可以定期执行第四阶段的更新操作，利用检测空闲时间进行更新操作或使用异步运算方式可以在保持实时处理的同时更新参数，从而提高本算法性能。本发明专利技术所述方法的主要优势是：一次性准确得到所有阶次谐波；抗噪声性能好，虚警率低，计算量小；可实时处理，实时发现问题；对激励信号形式和频率范围没有算法上的限制。由于有这些特点，采用本方法可以开发出性能良好的扬声器异常音自动检测设备，以快速准确检测发现扬声器的异常音故障，还可同时检测扬声器频率响应、阻抗曲线等常规参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号处理领域，涉及扬声器异常音故障的一种检测方法。
技术介绍
扬声器是一种重要的电声器件。由于制造工艺问题，部分扬声器产品会出现音圈 摩擦磁路部件、音圈碰撞磁路底部、振膜或纸盆由于粘接不牢固出现漏气、内部混入颗粒杂 质，等等诸多问题，这些问题统称为异常音故障。相对于扬声器的线性和正常的非线性输出 而言，扬声器异常音是十分微弱的，异常音的自动检测方法是一个世界性难题，目前对于异 常音问题电声企业主要采用人工检听的方法。 经过多年研究也出现了一些异常音自动检测方法，例如基于对数扫频信号和 Volterra模型的算法、基于短时傅里叶变换的算法、基于小波的方法、基于经验模态分解 (EMF)的算法等。但是这些方法也有一些不足，例如：多数方法需要得到完整的响应信号才 能开始计算，不能实时处理，不利于尽快发现问题；有些方法的计算量比较大；某些方法只 适用于特定种类的激励信号；某些方法对激励和采样的频率范围有较高要求等。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，设计出一种扬声器异常音故障的一种检测方法。 它采用信号处理方法根据激励信号和麦克风采集的声信号自动判定该扬声器是否存在异 常音故障。本专利技术基于自适应Kalman滤波方法，实现准确、抗噪声、高效地检测异常音故 障。 本专利技术中提及的，具体步骤是： 第一阶段：参数设定 1) 根据被测扬声器特点选定激励信号频率范围，这个范围应包括该扬声器容易 产生异常音故障的主要频率点，选定任一种形式的连续扫频信号作为激励信号，写为 υηΦΛ 的形式，其中是激励信号的幅值序列；Φ+,是激励信号的相位序 列；激励信号的总采样点数为见为了避免幅值跳变产生爆音的现象，一般通过加窗使初始 幅值4 = 0并逐步增大到异常音测试需要的水平； 2) 根据激励信号形式得到在第π个采样点处激励信号的瞬时频率，又根据声卡 输出信号的采样频率/s得到每一采样时刻最高谐波次数Xs,和整个过程的最高谐波次数 TOMHJ记为 ; 3) 根据需要选择系统阶次#和平滑距离5，一般选择M=I或2,5SM。5越大对谐波幅 值估计越准确，同时计算量和所需存储空间增大； 4) 根据被测扬声器类型和特点选择构成异常音曲线的高阶谐波阶次范围；一般可取 所有高于7阶的谐波作为异常音曲线； 5) 根据环境噪声和声信号本底噪声估计量测噪声方差?;根据扬声器特性估计 行Zfrnox列的状态噪声协方差矩阵￠+ ; 第二阶段：准备状态修正向量i 6) 初始化状态协方差矩阵P:对?= 0.-1和I= 0,...,5 , 赋值为边长Zf7riflx的?值 方阵。 7)准备状态修正向量￡。对从1到N的每个η顺序迭代进行： H.,= a)测量向量（sinΦ。cosΦηsinZ#=cos2ΦΚ…sinIf7lΦκCoslfn^ri0 …0)保 0 存扎本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扬声器异常音检测方法，其特征在于所述的该方法包含以下阶段：第一阶段：根据被测扬声器特点确定激励信号，进一步得到每个采样点处激励信号的瞬时频率、瞬时相位、当前最高谐波次数和整个过程的最高谐波次数；根据需要选择系统阶次M、平滑距离S、组成异常音曲线的高阶谐波阶次范围；确定量测噪声方差和状态噪声协方差矩阵的估计值；第二阶段：首先准备状态向量协方差矩阵的初始值，对应激励信号的每一个采样点顺序按算法迭代构造和更新，并在此基础上算出并保存状态修正向量，具体操作步骤为：初始化状态协方差矩阵P：对整数和整数，赋值为边长的0值方阵；准备状态修正向量;对从1到N的每个n顺序迭代进行：测量向量保存对、：（其中是组合数）更新并保存状态修正向量：对，保存更新状态协方差矩阵：；对，；对和，第三阶段：对每个待测扬声器，将待测扬声器和麦克风装在消声箱内指定位置，在待测扬声器两输入端加载激励信号，用声卡或数据采集卡接收麦克风采集信号，确保接收信号与激励信号时间对齐；从初始值开始，对应每个接收信号采样点顺序迭代更新状态估计向量，并根据估计结果得到异常音曲线;将异常音曲线与根据经验确定的阈值比较得出是否存在异常音故障的判断；第四阶段：基于历史数据用统计方法估计、、和更准确的值，利用这些参数重新进行第二阶段的计算，得到更符合测试条件的序列，从而在之后的检测中进一步提高检测性能。...

【技术特征摘要】
1. 一种扬声器异常音检测方法，其特征在于所述的该方法包含以下阶段： 第一阶段：根据被测扬声器特点确定激励信号，进一步得到每个采样点处激励信号的 瞬时频率、瞬时相位、当前最高谐波次数Ifn和整个过程的最高谐波次数;根据需要 选择系统阶次M、平滑距离S、组成异常音曲线的高阶谐波阶次范围；确定量测噪声方差I?和 状态噪声协方差矩阵Q的估计值； 第二阶段：首先准备状态向量协方差矩阵的初始值，对应激励信号的每一个采样点顺 序按算法迭代构造扎和更新Pn ,并在此基础上算出并保存状态修正向量U,具体操作步骤 为： 初始化状态协方差矩阵P :对整数I = 〇W -1和整数i = 0....,5, P赋值为边长21^^ 的O值方阵；更新状态协方差矩阵P:第三阶段：对每个待测扬声器，将待测...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐楚林，温周斌，李宏斌，
申请(专利权)人：嘉善恩益迪电声技术服务有限公司，浙江中科电声研发中心，
类型：发明
国别省市：浙江;33