一种适用于风机叶片声音信号的降噪方法技术

本发明专利技术提出一种适用于风机叶片声音信号的降噪方法，方法包括：首先建立不同风速尺度下的风噪数据库，并对待降噪的叶片声音信号通过左右声道的特性进行预处理；然后取出与待降噪信号同风速下的风噪信号作为参考信号，并基于皮尔逊相关系数和K_means算法找出待降噪信号的含有噪声的帧与不含噪声的帧；最后针对两类帧信号做不同方式的处理，并进行帧还原，从而得到纯净的风机叶片声音信号。本发明专利技术可以对风场中声音信号实现降噪的预处理，滤除长年存在的风噪的干扰。

A method of noise reduction for fan blade sound signal

【技术实现步骤摘要】
一种适用于风机叶片声音信号的降噪方法
本专利技术涉及一种适用于风机叶片声音信号的降噪方法，针对风场中采集风机声音时会受到的风噪以及其他随机噪声的干扰问题，设计一种能够消除这些扰噪声的流程方法，属于声音信号降噪

技术介绍
风电场的叶片故障检测一直是一个不容忽视的问题，如果不能够在叶片故障初期诊断出故障，随着运行时间的增长，故障程度会进一步加深，造成维修成本加大，降低风能的捕获效率，严重时会降低叶片的使用寿命。国内外众多学者在叶片的该组航诊断中做了大量的研究，而基于风机叶片声音信号实现叶片的故障诊断鲜有研究，在风场中采集风机声音信号时主要受到风噪的影响，这对基于声音信号的故障诊断造成极大的干扰，也是制约这方面研究的关键环节，所以如何消除风噪，得到纯净的风机叶片声音信号对叶片的故障诊断意义深远。针对风机的降噪问题，普遍的方法是基于滤波器、小波变换、EMD分解等算法实现去噪，不同于这些算法，本专利技术通过建立不同风速尺度下的风噪信号数据库，从分帧的角度对含噪帧信号进行重新拟合，进而实现降噪的目的。<br>
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种适用于风机叶片声音信号的降噪方法，所述的方法包括：/n步骤1.建立不同尺度下的风噪声音信号数据库；/n步骤2.基于左右声道预处理需要降噪的叶片声音信号；/n步骤3.取出与待降噪信号同风速下的风噪信号，然后针对两种信号做同样的分帧处理，并且提取两种信号的MFCC系数；/n步骤4.求取待降噪信号每帧数据与风噪帧的相关系数R(k)，并利用K_means聚类方法辨识出不含噪声的帧信号与含噪声的帧信号；/n步骤5.保留非噪帧信号，对于含噪帧信号，在频域上与风噪帧信号做差处理；/n步骤6.将非噪帧信号和含噪帧信号进行帧还原，从而得到纯净的风机叶片的声音信号，实现了声音的降噪处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于风机叶片声音信号的降噪方法，所述的方法包括：
步骤1.建立不同尺度下的风噪声音信号数据库；
步骤2.基于左右声道预处理需要降噪的叶片声音信号；
步骤3.取出与待降噪信号同风速下的风噪信号，然后针对两种信号做同样的分帧处理，并且提取两种信号的MFCC系数；
步骤4.求取待降噪信号每帧数据与风噪帧的相关系数R(k)，并利用K_means聚类方法辨识出不含噪声的帧信号与含噪声的帧信号；
步骤5.保留非噪帧信号，对于含噪帧信号，在频域上与风噪帧信号做差处理；
步骤6.将非噪帧信号和含噪帧信号进行帧还原，从而得到纯净的风机叶片的声音信号，实现了声音的降噪处理。


2.如权利要求1步骤2所述基于左右声道预处理需要降噪的叶片声音信号的特征为：采集信号的声因传感器是双声道的，在时域上分别刻画左声道与右声道的待降噪信号的波形，对于某一个时间点的波形幅值，取对应时间点的左右声道波形幅值的最小值，依此原则，得到基于左右声道预处理后的叶片声音信号x2(t)。


3.如权利要求1步骤4所述的待降噪信号每帧数据与风噪帧的相关系数R(k)的特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐超林，李剑，王禹晴，周德洋，
申请(专利权)人：天津市津能风电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津;12