基于声纹的变压器事件检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于声纹的变压器事件检测方法及系统，该方法包括：基于待检测变压器音频数据进行分片并获取音频帧；基于音频帧数据输入预设声音事件识别模型获取所述待检测变压器音频数据中存在每类声音事件的概率，所述预设声音事件识别模型的输出为二维矩阵，其中矩阵的第i行第j列的数值表征第j帧音频数据中存在第i类变压器事件的概率值；在输出矩阵的矩阵元素数值大于所述矩阵元素所表征的变压器事件的预设阈值时，确定所述矩阵元素所表征的音频帧中存在所述矩阵元素所表征的变压器事件。本发明专利技术对每类声音事件存在的概率进行预测，可以同时确定代检测音频数据中存在的多个不同类别的声音事件。多个不同类别的声音事件。多个不同类别的声音事件。

【技术实现步骤摘要】
基于声纹的变压器事件检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及变压器检测
，具体涉及基于声纹的变压器事件检测方法及系统。

技术介绍

[0002]基于声音的变压器事件检测主要是通过录制的音频来预测变压器是否正常工作以及变压器周围的各种事件，比如人声、敲击声、电钻声等。这些事件的检测不仅可以时刻观测变压器的运行状态，还能对潜在的危险事件进行预警。
[0003]现有技术中，音频事件检测的一般做法是：首先，提取有效刻画复杂音频事件之间差异的区分性特征；然后，训练分类器对各类音频事件建模；最后，对音频流逐帧或逐窗识别。但是在提取区分性特征的时候，传统音频特征并不一定能有效区分各类复杂音频事件，而且特征提取过程中计算量大，耗费时间长，导致音频事件检测效率低。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于声纹的变压器事件检测方法及系统，该技术方案如下：
[0005]第一方面，提供了一种基于声纹的变压器事件检测方法，包括如下步骤：
[0006]基于待检测变压器音频数据进行分片并获取音频帧；
[0007]基于音频帧数据输入预设声音事件识别模型获取所述待检测变压器音频数据中存在每类声音事件的概率，所述预设声音事件识别模型的输出为二维矩阵，其中矩阵的第i行第j列的数值表征第j帧音频数据中存在第i类变压器事件的概率值；
[0008]在输出矩阵的矩阵元素数值大于所述矩阵元素所表征的变压器事件的预设阈值时，确定所述矩阵元素所表征的音频帧中存在所述矩阵元素所表征的变压器事件。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述预设声音事件识别模型包括数据分析层和级联的m个子声音事件筛选层；
[0010](21)所述第i个子声音事件筛选层用于基于该层的输入数据提取与该层对应的第i类声音事件数据并将提取数据从第二输出端输出到数据分析层，i＝1,2,...,m；
[0011](22)所述数据分析层用于接收第i个子声音事件筛选层第二输出端输出的第i类声音事件数据，并判断所述接收的第i类声音事件数据是真实第i类声音事件数据的概率P
i
；
[0012](23)在所述数据分析层确定所述P
i
小于第i类声音事件的预设阈值时，第i个子声音事件筛选层直接将该层的输入数据通过第一输出端传递到下一个子声音事件筛选层的输入端；
[0013]在所述数据分析层确定所述P
i
大于第i类声音事件的预设阈值时，第i个子声音事件筛选层将该层基于输入数据提取第i类声音事件数据之后的数据通过第一输出端传递到下一个子声音事件筛选层的输入端。
[0014]在一种可能的实现方式中，在基于音频帧数据输入预设声音事件识别模型之前，还包括：
[0015]基于音频帧数据提取音频频谱分布数据；
[0016]基于音频频谱分布数据获取音频帧数据的能量分布特征数据；
[0017]所述第i个子声音事件筛选层基于该层的输入数据提取与该层对应的第i类声音事件数据，包括：
[0018]基于输入第i个子声音事件筛选层的待检测音频帧数据的第一能量分布特征数据，与该层预先存储的预设目标第二能量分布特征数据进行计算，判断第一能量分布特征数据是否存在与所述第二能量分布特征数据相似度符合预设条件的部分能量分布特征数据，将所述相似度符合预设条件的部分能量分布特征数据记为第三能量分布特征数据；
[0019]若是，则基于所述第三能量分布特征数据提取待检测变压器音频数据中的第i类子声音事件，否则，确定待检测变压器音频数据中不存在第i类子声音事件。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述级联的m个子声音事件筛选层中，按照m类子声音事件的预设目标第二能量分布特征数据的分布范围大小确定m个子声音事件筛选层的级联先后顺序。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述变压器事件的类型包括：鸟叫、知了、撞击声、电钻声、说话声、正常声和风声。
[0022]在一种可能的实现方式中，基于声纹的变压器事件检测方法还包括：
[0023]在输出矩阵的同一列矩阵元素数值均小于所述矩阵元素所表征的变压器事件的预设阈值时，确定所述列矩阵元素所表征的音频帧中存在未知类别的变压器事件。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述步骤(23)中，在所述数据分析层确定所述P
i
大于第i类声音事件的预设阈值时，还包括：
[0025]第i个子声音事件筛选层将该层基于输入数据提取的第i类声音事件数据通过第三输出端输出到所述预设声音事件识别模型的输出端，或者数据分析层将接收到的第i个子声音事件筛选层第二输出端输出的第i类声音事件数据输出到所述预设声音事件识别模型的输出端；
[0026]所述预设声音事件识别模型输出二维矩阵之后，还包括：
[0027]对每帧音频数据中提取的第i类声音事件数据进行融合重构，基于重构之后的融合数据与该帧音频数据的原始数据进行比较，判断所述误差值是否小于预设损失阈值，若是，确定所述预设声音事件识别模型输出的二维矩阵表征的判断结果正确。
[0028]第二方面，提供了一种基于声纹的变压器事件检测系统，包括：
[0029]待检测数据预处理模块，用于基于待检测变压器音频数据进行分片并获取音频帧；
[0030]检测分析模块，用于基于音频帧数据输入预设声音事件识别模型获取所述待检测变压器音频数据中存在每类声音事件的概率，所述预设声音事件识别模型的输出为二维矩阵，其中矩阵的第i行第j列的数值表征第j帧音频数据中存在第i类变压器事件的概率值；
[0031]检测结果确定模块，用于在输出矩阵的矩阵元素数值大于所述矩阵元素所表征的变压器事件的预设阈值时，确定所述矩阵元素所表征的音频帧中存在所述矩阵元素所表征的变压器事件。
[0032]第三方面，提供了一种变压器事件检测设备，所述设备包括：
[0033]处理器；
[0034]用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0035]其中，所述处理器通过运行所述可执行指令以实现如第一方面所述的变压器事件检测方法。
[0036]第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如第一方面所述变压器事件检测方法的步骤。
[0037]本专利技术的一种基于声纹的变压器事件检测方法及系统，具备如下有益效果：
[0038]1、本专利技术中，对每类声音事件存在的概率进行预测，可以同时确定代检测音频数据中存在的多个不同类别的声音事件，比如人声、敲击声、电钻声等，基于这些声音事件类型的检测可以时刻观测变压器的运行状态，同时可以应用于后续对潜在的危险事件进行识别预警的过程。
[0039]2、本专利技术中，预设声音事件识别模型包括数据分析层和级联的m个子声音事件筛选层，通过在每个子声音事件筛选层预先存储该类型的子声音事件的频域能量分布数据，对输入到该层的数据进行对比筛选，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于声纹的变压器事件检测方法，其特征在于，包括：基于待检测变压器音频数据进行分片并获取音频帧；基于音频帧数据输入预设声音事件识别模型获取所述待检测变压器音频数据中存在每类声音事件的概率，所述预设声音事件识别模型的输出为二维矩阵，其中矩阵的第i行第j列的数值表征第j帧音频数据中存在第i类变压器事件的概率值；在输出矩阵的矩阵元素数值大于所述矩阵元素所表征的变压器事件的预设阈值时，确定所述矩阵元素所表征的音频帧中存在所述矩阵元素所表征的变压器事件。2.根据权利要求1所述的基于声纹的变压器事件检测方法，其特征在于，所述预设声音事件识别模型包括数据分析层和级联的m个子声音事件筛选层；(21)所述第i个子声音事件筛选层用于基于该层的输入数据提取与该层对应的第i类声音事件数据并将提取数据从第二输出端输出到数据分析层，i＝1,2,...,m；(22)所述数据分析层用于接收第i个子声音事件筛选层第二输出端输出的第i类声音事件数据，并判断所述接收的第i类声音事件数据是真实第i类声音事件数据的概率P
i
；(23)在所述数据分析层确定所述P
i
小于第i类声音事件的预设阈值时，第i个子声音事件筛选层直接将该层的输入数据通过第一输出端传递到下一个子声音事件筛选层的输入端；在所述数据分析层确定所述P
i
大于第i类声音事件的预设阈值时，第i个子声音事件筛选层将该层基于输入数据提取第i类声音事件数据之后的数据通过第一输出端传递到下一个子声音事件筛选层的输入端。3.根据权利要求2所述的基于声纹的变压器事件检测方法，其特征在于，在基于音频帧数据输入预设声音事件识别模型之前，还包括：基于音频帧数据提取音频频谱分布数据；基于音频频谱分布数据获取音频帧数据的能量分布特征数据；所述第i个子声音事件筛选层基于该层的输入数据提取与该层对应的第i类声音事件数据，包括：基于输入第i个子声音事件筛选层的待检测音频帧数据的第一能量分布特征数据，与该层预先存储的预设目标第二能量分布特征数据进行计算，判断第一能量分布特征数据是否存在与所述第二能量分布特征数据相似度符合预设条件的部分能量分布特征数据，将所述相似度符合预设条件的部分能量分布特征数据记为第三能量分布特征数据；若是，则基于所述第三能量分布特征数据提取待检测变压器音频数据中的第i类子声音事件，否则，确定待检测变压器音频数据中不存在第i类子声音事件。4.根据权利要求3所述的基于声纹的变压器事件检测方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立刚，孙飞，何安明，范叶平，廖逍，王维佳，王康，卢大玮，白景坡，孔伟伟，汪春燕，汪舒，卞军胜，刘传宝，马广阔，鲍振铎，许牧晨，尚守卫，
申请(专利权)人：国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：