【技术实现步骤摘要】
一种基于声音识别的煤矿井下探水钻孔监测方法与系统
[0001]本专利技术涉及一种基于声音识别的煤矿井下探水钻孔监测方法与系统，该方法涉及声音感知，声音识别与通信等领域。
技术背景
[0002]为杜绝重大水害事故的发生，需在对相关煤层进行开采前需要用钻孔机进行钻孔试验。目前，现有探水钻孔技术已被广泛的应用，但由于存在现场工作环境恶劣、设计不当、措施不力、管理不善和人员思想麻痹等原因，导致探测结果存在误报和漏报等问题。为了有效改进探水钻孔技术，实现对水源的精确感知，实现随钻随测，对不符合要求的操作，能够及时制止，严防事故的发生。
技术实现思路
[0003]本专利技术为了实现对水源的精确感知，实现随钻随测，能够及时制止不符合要求的操作，严防事故的发生。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于声音识别的煤矿井下探水钻孔监测方法与系统，在探水钻孔设备上安装矿用拾音器及其信号处理模块，并采集探水钻孔设备工作时的声音信号；提取采集到的声音信号的MFCC特征值，构成表征声音信号的声谱图；根据预先构建的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于声音识别的煤矿井下探水钻孔监测方法，其特征在于，包括：在探水钻孔设备上安装矿用拾音器及其信号处理模块，并采集探水钻孔设备工作时的声音信号；提取采集到的声音信号的MFCC特征值，构成表征声音信号的声谱图；根据预先构建的声音识别模型，将实时采集声音信号的声谱图，若所述的声谱图通过图像纹理特征满足设定条件时，可判别是否有水源；所述满足设定条件包括满足由能量、熵、对比度、相关性的均值构成的均值特征向量的相似性超过设定值且持续或增长情况、或满足由能量、熵、对比度、相关性的标准差构成的标准差特征向量的相似性超过设定值且持续或增长情况、或满足由能量、熵、对比度、相关性的均值和标准差构成的均值标准差特征向量的相似性超过设定值且持续或增长情况、或满足支持向量机构建的判定模型的匹配识别结果，则判别有水源。2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，图像纹理特征提取步骤为：步骤1：假设图像分辨率为N
×
N，计算图片的灰度矩阵元素P(i，j，δ，θ)，P(i，j，δ，θ)＝{(x，y)，(x+dx，y+dy)∈N
×
N|f(x，y)＝i，f(x+dx，y+dy)＝j}式中：(x，y)表示参考点；(x+dx，y+dy)表示偏移点；f(x，y)＝i表示参考点的灰度值为i；f(x+dx，y+dy)＝j表示偏移点的灰度值为j；δ表示偏移点的偏移量；θ表示偏移点的偏移角度；步骤2：提取的特征：能量(E)、熵(En)、对比度(Con)、相关性(Corr)等4个参数，其计算公式分别如下：公式分别如下：公式分别如下：公式分别如下：式中：式中：式中：式中：
式中，L表示图像的灰度级；i，j分别表示相素灰度；步骤3：分别计算步骤2得到的能量、熵、对比度、相关性的均值和标准差。3.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，对提取的声谱图的特征向量监测的步骤为：步骤1：实时采集探水钻孔设备工作时的声音信号；步骤2：将采集到的声音信号通过提取MFCC构成的声谱图，通过计算声谱图的灰度共生矩阵得到0
°
、45
°
、90
°
、135
°
的能量、熵、对比度、相关性，求其均值作为声谱图图像纹理特征，构成该声音的均值特征向量；步骤3：将预先构建的声音均值特征向量和实时采集声音的均值特征向量带入相似性计算公式，计算得到相似性C，计算公式如下：其中，X
i
为待测样本声音均值特征向量，Y
i
为样本库声音均值特征向量，分别为X
i
、Y
i
的平均值；步骤4：将采集到的声音信号通过提取MFCC构成的声谱图，通过计算声谱图的灰度共生矩阵得到0
°
、45
°
、90
°
、135
°
的能量、熵、对比度、相关性，求其标准差作为声谱图图像纹理特征，构成该声音的标准差特征向量；步骤5：将预先构建的声音标准差特征向量和实时采集声音的标准差特征向量带入相似性计算公式，计算得到相似性p，计算公式如下：其中，Z
i
为待测样本声音标准差特征向量，Y
i
为样本库声音标准差特征向量，分别为Z
i
、Y
i
的平均值；步骤6：将采集到的声音信号通过提取MFCC构成的声谱图，通过计算声谱图的灰度共生矩阵得到0
°
、45
°
、90
°
、135
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的能量、熵、对比度、相关性，求其均值和标准差作为声谱图图像纹理特征，构成该声音的均值标准差特征向量；...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙继平，周亚东，王云泉，乔冲，余星辰，
申请(专利权)人：中国中煤能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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