一种基于声音频率的声学成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于声音频率的声学成像方法，包括S1：搭建声学成像系统；S2：中央处理器对N个通道在一个采样周期内获得的原始音频数据进行傅里叶变换，得到N路傅里叶数据组成的N*K维复数矩阵X'；S3：对复数矩阵X'进行处理，得到声源频率分布图；S4：依据可见光波长，找出每个声音信号所对应的颜色；S5：根据声源频率分布图上声源频率的不同，对图像的每个区域涂上对应颜色，并在显示屏上显示。同类设备不同故障类型所产生的声音信号会在图像上呈现不同颜色，根据图像上呈现颜色推断设备故障类型。通过将听觉信号转化为视觉信号，使设备发出异常声音的现象更加直观，从而降低分辨故障声音的难度与门槛，提高故障检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声音频率的声学成像方法
本专利技术属于声学成像
，具体涉及一种基于声音频率的声学成像方法。
技术介绍
目前基于传声器阵列测量技术，都是通过测量一定空间内的声波到达各传声器的信号相位差异，依据相控阵原理确定声源的位置，测量声源的幅值，并以图像的方式显示声源在空间的分布。具体做法是：用多个麦克风收集摄像机附近的声音信息，通过比较各声音到达麦克风的时间差，确定声源所在方向，通过分析所有麦克风收集声音信号的幅值，确定聚焦方向上声源发出声音震动的幅值。该方法能取得空间声场分布云图－声像图，以图像的颜色和亮度代表声音的强弱，声源发出的声音振幅越大，图像上对应显示颜色越鲜艳、亮度越大。该方法测量的是声源的方向和声音的振幅，但因为声音的振幅主要反映能量的大小，所以该方法取得的图像只能反映声源在设备上所处的位置和发出的能量强度，无法反映导致声源震动的原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于声音频率的声学成像方法，以解决现有技术中不能直观反映导致声源震动的原因的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声音频率的声学成像方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：搭建声学成像系统：所述声学成像系统包括摄像机、中央处理器、显示屏和N个麦克风，N个麦克风设置在摄像机附近形成麦克风阵列，摄像机、显示屏和N个麦克风均与中央处理器电连接；N为大于10的正整数；摄像机拍摄图片传送给中央处理器，同时麦克风阵列将接收得到N个通道的原始音频数据传送给中央处理器，每个通道在一个采样周期内获得K个离散的原始音频数据，K为正整数；/nS2：中央处理器对N个通道在一个采样周期内获得的原始音频数据进行傅里叶变换，得到N路傅里叶数据组成的N*K维复数矩阵X'；/nS3：对复数矩阵X'进行处理，得到声源频率分布图...

【技术特征摘要】
1.一种基于声音频率的声学成像方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：搭建声学成像系统：所述声学成像系统包括摄像机、中央处理器、显示屏和N个麦克风，N个麦克风设置在摄像机附近形成麦克风阵列，摄像机、显示屏和N个麦克风均与中央处理器电连接；N为大于10的正整数；摄像机拍摄图片传送给中央处理器，同时麦克风阵列将接收得到N个通道的原始音频数据传送给中央处理器，每个通道在一个采样周期内获得K个离散的原始音频数据，K为正整数；
S2：中央处理器对N个通道在一个采样周期内获得的原始音频数据进行傅里叶变换，得到N路傅里叶数据组成的N*K维复数矩阵X'；
S3：对复数矩阵X'进行处理，得到声源频率分布图；
S4：据公式：
20+fk＝52λk+390；k＝0,1,...,RES-1；
中央处理器将声源频率分布图的声音信号频率对应转化为可见光波长；
其中fk是第k个声源发出声音信号的声波频率，单位Hz；λk是第k个声源发出声音信号所对应的可见光波长,单位nm；RES为约定的常数，表示声源前度图片的分辨率；
依据可见光波长，找出每个声音信号所对应的颜色；
S5：显示图像：中央处理器将摄像机拍摄的图片转为黑白图像，然后根据声源频率分布图上声源频率的不同，对图像的每个区域涂上对应颜色，并在显示屏上显示。


2.根据权利要求1所述的基于声音频率的声学成像方法，其特征在于，所述步骤S2中傅里叶变换函数变换过程为：



x(n)为第n次采集的声...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭维嘉，陈令杰，戴芷歆，李童，尹杰，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32