本技术涉及一种带式输送机故障诊断的异常声音检测方法,主要步骤包括构建包含正常与异常声音的训练集,并使用该训练集对预设的带式输送机故障诊断声音异常进行识别。
背景技术
随着科技的不断发展以及劳动力短缺现象的出现,大规模使用工业设备来代替人工进行生产变得越来越普及。利用声音信号来对工业设备进行的故障检测技术具有非接触测量,设备简单以及检测信号容易获取等优点,具有较大的发展潜力。异常声音检测(ASD)是识别给定声音是正常还是异常的任务。由于异常声音数据较少,且种类繁多,因此通常使用正常声音来进行训练。然后,他们根据声音与学习模型的拟合程度来计算观察到的声音的之间的误差。如果误差超过预设阈值,则声音被识别为异常。
传统的ASD系统使用自动编码器(AE),例如插值深度神经网络(IDNN)和ID条件自动编码器。他们通过最小化重建误差并使用重建误差作为检测异常的分数来学习正常声音的特征。然而,由于训练过程不涉及异常声音,因此这种模型的有效性可能受到限制。与基于自动编码器(AE)的无监督分类方法比,如插值深度神经网络(IDNN)[4]和ID条件自动编码器等。采用自监督分类的方法表现更好。基于自监督的分类方法能够利用丰富的数据自动生成标签,在检测精度上更高。但是这种方法并不总是稳定,即使对于相同类型的机器,其性能也不同。为了解决缓解这个问题,研究人员提出了基于流的自监督密度估计(即GlowAff),使用归一化流,例如生成流(Glow)或掩模自回归流(MAF)。通过引入辅助任务来区分该机器ID的声音数据(目标数据)与具有相同机器类型的其他机器ID的声音数据(异常值数据),从而提高了对一个机器ID的检测性能。因此,这种方法需要针对每种机器类型的不同机器ID使用不同的训练模型,这对于一般应用来说是不希望的。
log-Mel谱图是基于人类听觉感知而设计的,使用梅尔滤波器组来捕获各种频率的信息,因此被广泛应用在ASD中。然而,它可能会过滤掉可能存在明显特征的异常声音的高频成分。此外,单一的使用log-Mel声谱图可能无法完全区分正常声音和异常声音,导致与自监督方法一起使用时性能不稳定。针对以上论述,本发明旨在通过基于深度学习的异常声音检测方法监测嘈杂环境中带式输送机运行状态。
实现思路