一种变压器信号声纹特征提取方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种变压器信号声纹特征提取方法、装置、设备及介质。该方法包括：获取所述变压器的运行状态声信号，将所述声信号重构得到重构声信号；选取所述重构声信号中的一帧作为基准帧；获取至少一个与所述基准帧相邻的相邻帧，得到至少一个所述相邻帧声信号的频率值；对至少一个所述相邻帧声信号的频率值进行处理，将处理后的至少一个频率值的平均值确定为所述基准帧的频率值；根据所述基准帧的频率值，计算所述基准帧的语音声纹特征参数。本发明专利技术实施例避免了由于帧内语音信号略微时移偏差而导致的频域信号的差异性，使得该方法相比于传统的直接根据声信号的频率值，提高了声纹特征提取的稳态性及声纹识别率。了声纹特征提取的稳态性及声纹识别率。了声纹特征提取的稳态性及声纹识别率。

【技术实现步骤摘要】
一种变压器信号声纹特征提取方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术实施例涉及音频数据处理领域技术，尤其涉及一种变压器信号声纹特征提取方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]电力变压器作为电力系统中最重要的电气设备之一，需要确保其处于可靠的运行状态。目前针对变压器的故障排查主要依靠专门的巡检人员定期巡检及目测。这种巡检方式耗费大量人力、主观性较强，且由于定期巡检，变压器故障往往不能得到实时的反馈和解决，最终对国家电力系统造成巨大财产损失。
[0003]变压器在运行中，铁心和绕组产生振动，经油和箱体传递后向四周辐射混叠后的振声信号。此外，当变压器发生局部放电时，往往发出声信号。因此变压器的振声信号中包含了丰富的变压器运行状态的信息，可以作为判断其运行状态的依据。
[0004]然而，声传感器除采集到变压器运行状态声信号外，还存在电晕声信号、环境噪声等，使得有效的运行状态信息淹没在各种干扰当中，且声信号的所包含的信息提取困难，难以进行后续处理。因此，如何有效处理变压器声信号，提取声信号中的声纹特征，成为后续正确判断变压器故障的关键。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种变压器信号声纹特征提取方法、装置、设备及介质，以避免由于帧内语音信号略微时移偏差而导致的频域信号的差异性，提高声纹特征提取的稳态性和声纹识别率。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种变压器信号声纹特征提取方法，该方法包括：
[0007]获取所述变压器的运行状态声信号，将所述声信号重构得到重构声信号；
[0008]选取所述重构声信号中的一帧作为基准帧；
[0009]获取至少一个与所述基准帧相邻的相邻帧，得到至少一个所述相邻帧声信号的频率值；
[0010]对至少一个所述相邻帧声信号的频率值进行处理，将处理后的至少一个频率值的平均值确定为所述基准帧的频率值；
[0011]根据所述基准帧的频率值，计算所述基准帧的语音声纹特征参数。
[0012]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种变压器信号声纹特征提取装置，该装置包括：
[0013]信号重构模块，用于获取运行状态声信号，将所述声信号重构得到重构声信号；
[0014]信号选取模块，用于选取所述重构声信号中的一帧作为基准帧；
[0015]频率获取模块，用于第二获取至少一个与所述基准帧相邻的相邻帧，得到至少一个所述相邻帧声信号的频率值；
[0016]频率确定模块，用于对至少一个所述相邻帧声信号的频率值进行处理，将处理后
的至少一个频率值的平均值确定为所述基准帧的频率值；
[0017]特征提取模块，用于根据所述基准帧的频率值，计算所述基准帧的语音声纹特征参数。
[0018]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种变压器信号声纹特征提取设备，该设备包括：
[0019]一个或多个处理器；
[0020]存储装置，用于存储一个或多个程序；
[0021]当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现第一方面中任意所述的变压器信号声纹特征提取方法。
[0022]第四方面，本专利技术实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，其上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被计算机处理器执行时实现第一方面中任意所述的变压器信号声纹特征提取方法。
[0023]本专利技术实施例，通过相邻帧的频率值来调整基准帧的频率值，避免了由于帧内语音信号略微时移偏差而导致的频域信号的差异性，使得该方法相比于传统的直接根据声信号的频率值，提高了声纹特征提取的稳态性及声纹识别率。
附图说明
[0024]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0025]图1为本专利技术实施例一中提供的一种变压器信号声纹特征提取方法的流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例二中提供的一种变压器信号声纹特征提取方法的流程图
[0027]图3为本专利技术实施例三中提供的一种变压器信号声纹特征提取装置的结构框图；
[0028]图4是本专利技术实施例四中提供的一种变压器信号声纹特征提取设备的结构示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0030]实施例一
[0031]图1为本专利技术实施例一提供的一种变压器信号声纹特征提取方法的流程图，本实施例可适用于电力工作人员利用变压器运行状态的声信号进行特征提取的情况，提取后的特征可有多种用途，例如进行故障判断，该方法可以由本专利技术实施例提供的变压器信号声纹特征提取装置来执行，该装置可以采用软件和/ 或硬件的方式来实现。该装置可配置于具备信号处理能力的电子设备中，该方法具体包括：
[0032]S110、获取所述变压器的运行状态声信号，将所述声信号重构得到重构声信号。
[0033]其中，变压器可以是新安装声音采集设备的老旧型号变压器，也可以是当前部分出厂带有采集设备的新款变压器，也可以是远程监测变压器抖动程度来获取对应声信号中的变压器。
[0034]具体的，电子设备从声信号采集设备中获取声信号。电网可能经常由于维修、电力调度等状况，需要对变压器进行关闭。因此，本专利技术实施例仅对运行状态的电压器进行声信号获取，避免对处于关闭状态的变压器进行无意义的声信号获取及处理，节约计算资源，进而提高处理速率。同时由于变压器工作时自身噪音较大，且多台变压器经常同时工作，噪音互相影响，此时在某一台变压器上获取的声信号可能不仅存在风声、人声等环境噪音，还会受到来自其他变电力设备运行产生的噪音影响。通过对直接获取的原始声信号进行重构，以进行一定的降噪和过滤，保证后续的信号处理是有效的。
[0035]S120、选取所述重构声信号中的一帧作为基准帧。
[0036]其中，每一帧为时长小于完整重构声信号时长的声信号片段。
[0037]具体的，重构声信号由于持续时间较长，直接处理数据量极大，导致处理效率低的同时无法对信号进行精准处理，且由于变压器的异常往往持续时间较短，难以在长时间的重构声信号中准确检测到变压器异常。本专利技术实施例将重构后的声信号进行分帧，并选取其中一帧作为基准帧来进行当前的语音信号处理，既减小了数据的数量量，较短的时间帧也更有利于及时准确地发现异常。
[0038]S130、获取至少一个与所述基准帧相邻的相邻帧，得到至少一个所述相邻帧声信号的频率值。
[0039]其中，相邻帧为重构信号分帧时基准帧的前一帧和后一帧。
[0040]具体的，若基准帧为第一帧，则此时相邻帧只有一个，即第二帧；若基准帧为最后一帧，则此时相邻帧同样只有一个，即倒数第二帧；除了第一帧和最后一帧作为基准帧的情况，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器信号声纹特征提取方法，其特征在于，包括：获取所述变压器的运行状态声信号，将所述声信号重构得到重构声信号；选取所述重构声信号中的一帧作为基准帧；获取至少一个与所述基准帧相邻的相邻帧，得到至少一个所述相邻帧声信号的频率值；对至少一个所述相邻帧声信号的频率值进行处理，将处理后的至少一个频率值的平均值确定为所述基准帧的频率值；根据所述基准帧的频率值，计算所述基准帧的语音声纹特征参数。2.根据权利要求1所述的语音信号声纹特征提取方法，其特征在于，将所述声信号重构得到重构声信号，包括：通过汉明窗加窗分帧后对所述声信号进行短时傅里叶变换；针对变换后的声信号，利用欠定盲源分离得到去噪声信号；通过变分模态分解方法对所述去噪声信号进行四层本征模态函数分解；针对分解后的声信号，根据滤波后的本征模态函数高频分量、低频分量和中频分量得到重构声信号；其中，所述滤波后的本征模态函数高频分量、低频分量依据通过6层小波分解，利用3σ原则滤波处理获取。3.根据权利要求1所述的语音信号声纹特征提取方法，其特征在于，选取所述重构声信号中的一帧作为基准帧之前，还包括：判断所述重构声信号是否有效；若所述重构信号无效，则再次获取并重构所述声信号得到所述重构声信号。4.根据权利要求3所述的语音信号声纹特征提取方法，其特征在于，判断所述重构声信号是否有效，包括：利用最小哈希算法，计算所述重构声信号与预设标准声信号之间的相似度；判断所述相似度是否超过预设阈值；若所述相似度超过预设阈值，确定所述重构声信号有效。5.根据权利要求1所述的语音信号声纹特征提取方法，其特征在于，选取所述重构声信号中的一帧作为基准帧之前，还包括：按照预设的帧时...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春雷，李洋，宋金伟，季良，李俊妮，朱广新，宣东海，张璧君，陈相舟，
申请(专利权)人：国家电网有限公司大数据中心，
类型：发明
国别省市：