一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法技术

一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法，属于键盘缺陷分析技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：步骤1，在键盘背部播放激励，并在正面采集声信号；步骤2，定位目标声源，区分目标声信号和干扰声信号；步骤3，若干扰超过配置预设容忍度，则返回步骤1；否则进行步骤4；步骤4，截取录音中的有效部分；步骤5，使用金机模板录音抵消有效部分中的固有能量部分，提取杂音声信号；步骤6，处理得到杂音声信号的包络曲线；步骤7，对包络曲线进行分段求导，得到多个能量变化率；步骤8，当多个能量变化率中的最大值大于预设第一阈值时，判定键盘为缺陷品。本发明专利技术大大提高了对于键盘缺陷分析的效率，降低了成本，具有更广的适用范围和推广应用价值。具有更广的适用范围和推广应用价值。具有更广的适用范围和推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法


[0001]本专利技术涉及键盘缺陷分析
，尤其涉及一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法。

技术介绍

[0002]目前，对于键盘外观的检验主要依靠图像识别和分析技术，而对于键盘内部结构的检验则主要依靠模拟按键动作，并对按键产生的声音进行检测。例如申请号为201811493079 .0的中国专利技术申请公开了一种模拟信号驱动电磁铁模拟手指敲击键盘按键的方法和装置，该装置包括嵌板，嵌板上安装有电磁铁，电磁铁包括套筒和沿套筒内部上下运动的金属杆，电磁铁通过导线与控制器连接，控制器控制电磁铁通电，发出半正弦波的模拟信号驱动金属杆撞击键盘，在键盘检测区域放置有声音接收装置，声音接收装置接收键盘发出的声音信号并传送到数据分析系统，数据分析系统根据声音信号的分贝值是否超出标准声压范围来判断键盘是否合格。
[0003]该类检验装置和方法需要依次按压键盘上所有按键，并采集和分析每次按键产生的声音，才能完成一个键盘的检验。一方面，该类检验方法的整体检验效率低下，检验成本过高；另一方面，大多数情况下，生产商并不需要关注具体是哪个按键存在缺陷，因为一旦认为键盘存在缺陷，而无法达到采购商的标准，则该键盘就会被淘汰，即该类检验方法的适用范围较窄。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法，其大大提高了对于键盘缺陷分析的效率，降低了成本，具有更广的适用范围和推广应用价值。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法，包括如下步骤：步骤1，在键盘背部通过喇叭播放激励，并在正面通过至少两个麦克风采集键盘震动过程中的声信号；步骤2，定位目标声源，区分目标声信号和干扰声信号；步骤3，根据目标声信号和干扰声信号的强度，分帧计算并统计被干扰时间与有效录音时间的比值，若所述比值超过配置预设容忍度，则返回步骤1；否则删除被干扰的部分，并进行步骤4；其中所述被干扰时间为干扰声信号的强度高于目标声信号的强度的时间，所述有效录音时间为目标声信号的强度高于干扰声信号的强度的时间；步骤4，根据激励音源的播放时间，截取录音中的有效部分；步骤5，使用金机模板录音抵消所述有效部分中的固有能量部分，提取杂音声信号；步骤6，对所述杂音声信号进行变换处理，得到所述杂音声信号的包络曲线；
步骤7，对所述杂音声信号的包络曲线进行分段求导，得到多个能量变化率；步骤8，当多个所述能量变化率中的最大值大于预设第一阈值时，判定键盘为缺陷品；否则判定键盘为合格品。
[0006]本专利技术通过播放激励来带动键盘震动，键盘部件之间相互摩擦碰撞会产生声信号，在排除了外部干扰声信号和金机模板固有能量之后，根据缺陷键盘产生的杂音声信号特征，快速判断键盘是否为缺陷品。即可一次性完成对键盘整体的缺陷检测，大大提高了检测效率和适用范围，降低检测成本。
[0007]作为本专利技术优选，所述步骤8还包括：当多个所述能量变化率中的最大值大于预设第一阈值时，计算多个所述能量变化率中最大的多个值的平均值，若所述平均值大于预设第一阈值，则判定键盘为缺陷品；否则返回步骤1。
[0008]作为本专利技术优选，包括步骤9，分析缺陷键盘的缺陷类型：步骤9.1，对多个所述能量变化率按大小重新排序，并得到杂音瞬态特征重构曲线；步骤9.2，根据所述杂音瞬态特征重构曲线与缺陷模板的瞬态特征重构曲线的相似度，分析键盘缺陷类型。作为本专利技术优选，电磁阀动作电流的采集方法为：以恒定的时间间隔采集电磁阀动作电流，采集间隔不超过电磁阀动作时间的1/100。
[0009]作为本专利技术优选，所述步骤9.2具体包括：分别计算所述杂音瞬态特征重构曲线与所有缺陷模板的瞬态特征重构曲线之间的相似度；若存在相似度高于或等于预设第二阈值的缺陷模板，则判定键盘属于其中相似度最高的缺陷模板的缺陷类型；若所有相似度均低于所述预设第二阈值，则将该缺陷键盘作为新的缺陷模板。
[0010]作为本专利技术优选，所述步骤9.1和步骤9.2之间还包括：截取所述杂音瞬态特征重构曲线中高于预设第三阈值的有效对比部分；所述步骤9.2根据所述杂音瞬态特征重构曲线与缺陷模板的瞬态特征重构曲线的有效对比部分之间的相似度，分析键盘缺陷类型。
[0011]作为本专利技术优选，所述步骤9.2中相似度的具体计算方法如下：其中，为皮尔逊积矩相关系数，当其为正数时正相关，且最相似时值为1；为对比数组的大小，与为被对比的两个数组，为对应数组均值。
[0012]作为本专利技术优选，所述步骤2中定位目标声源的具体方法为：针对目标所在平面切分区域，通过延迟求和波速成型算法计算不同麦克风采集到的声信号幅度互相关：
其中，为相应序号麦克风的时间信号，为时间差，为角度，为相关函数，为麦克风数量；将相关幅度对齐后，得到不同麦克风采集到相同声信号之间的延迟，从而定位目标声源。
[0013]作为本专利技术优选，所述步骤4中截取录音中有效部分的具体方法为：通过下列算法计算录音相对于激励的延迟，从而截取录音中与激励对齐的有效部分；其中，和为录音和激励的时间序列，为位移时间，为互相关数列。
[0014]作为本专利技术优选，所述步骤6具体包括：对所述杂音声信号进行希尔伯特计算，得到所述杂音声信号的解析信号；对所述杂音声信号的解析信号进行单边提取处理，得到所述杂音声信号的包络曲线。
[0015]作为本专利技术优选，所述步骤3中：当所述比值未超过配置预设容忍度时，检测所述干扰声信号中是否存在强度高于预设第四阈值的值，若是，返回步骤1；否则进行步骤4。
[0016]作为本专利技术优选，所述步骤3中，当所述比值超过配置预设容忍度时，检测所述干扰声信号的强度是否均低于预设第五阈值，若是，则进行步骤4；否则返回步骤1。
[0017]本专利技术的优点是：1、通过对键盘整体进行缺陷检测，大大提高检测效率，并降低检测成本，同时具有更佳的适用范围；2、通过排除外部干扰声信号和金机模板固有能量，得到杂音声信号部分，确保了判断的准确性；3、通过杂音瞬态特征重构曲线快速分析键盘的缺陷类型，满足更高的检测需求。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法的流程图。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法，包括如下步骤：步骤s1，在键盘下方通过喇叭播放激励，播放激励为94dBSPL粉噪；并在键盘正上方10厘米处，一般通过两个麦克风采集键盘震动过程中的声信号即可，当然根据具体的键盘规格或者精度要求，也可以采用三个或以上的麦克风数量；粉噪带动键盘震动，键盘部件之间就会相互摩擦碰撞产生声信号，然后通过麦克风采集并录取该声信号，以作为后续分析键盘缺陷的依据。
[0020]步骤s2，定位目标声源，区分目标声信号和干扰声信号；由于键盘部件互相摩擦产生的声信号的频带范围在3kHz~12kHz，而该频带范围广泛且不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，在键盘背部通过喇叭播放激励，并在正面通过至少两个麦克风采集键盘震动过程中的声信号；步骤2，定位目标声源，区分目标声信号和干扰声信号；步骤3，根据目标声信号和干扰声信号的强度，分帧计算并统计被干扰时间与有效录音时间的比值，若所述比值超过配置预设容忍度，则返回步骤1；否则删除被干扰部分，并进行步骤4；其中所述被干扰时间为干扰声信号的强度高于目标声信号的强度的时间，所述有效录音时间为目标声信号的强度高于干扰声信号的强度的时间；步骤4，根据激励音源的播放时间，截取录音中的有效部分；步骤5，使用金机模板录音抵消所述有效部分中的固有能量部分，提取杂音声信号；步骤6，对所述杂音声信号进行变换处理，得到所述杂音声信号的包络曲线；步骤7，对所述杂音声信号的包络曲线进行分段求导，得到多个能量变化率；步骤8，当多个所述能量变化率中的最大值大于预设第一阈值时，判定键盘为缺陷品；否则判定键盘为合格品。2.根据权利要求1所述的一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法，其特征在于，所述步骤8还包括：当多个所述能量变化率中的最大值大于预设第一阈值时，计算多个所述能量变化率中最大的多个值的平均值，若所述平均值大于预设第一阈值，则判定键盘为缺陷品；否则返回步骤1。3.根据权利要求1所述的一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法，其特征在于，包括步骤9，分析缺陷键盘的缺陷类型：步骤9.1，对多个所述能量变化率按大小重新排序，并得到杂音瞬态特征重构曲线；步骤9.2，根据所述杂音瞬态特征重构曲线与缺陷模板的瞬态特征重构曲线的相似度，分析键盘缺陷类型。4.根据权利要求3所述的一种基于杂音检测的键盘缺陷分析方法，其特征在于，所述步骤9.2具体包括：分别计算所述杂音瞬态特征重构曲线与所有缺陷模板的瞬态特征重构曲线之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹祖杨，曹睿颖，侯治维，包君康，张鑫，邵晓平，
申请(专利权)人：杭州兆华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：