[发明专利]一种基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法

权利要求书

1.一种基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

首先，采用扫频信号激励被测扬声器，同时采集被测扬声器的声响应信号并对该响应信号做短时傅里叶变化得到其对应的时频图；之后，根据扬声器异常音信号的特点对该时频图进行分割并量化分割后的各个区域与标准时频图的差异程度，通过计算机将得到的差异程度进行显示方式转换，构造出异常音曲线；最后，将获得的异常音曲线与设定的门限进行比较，从而判断扬声器是否存在异常音；上述所提及的门限是已知合格样品的异常音曲线的M倍；M的取值范围一般是1.3~1.5。

2.根据权利要求1所述的基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于所述的标准时频图是指N个合格扬声器的声信号的时频图所对应的N个矩阵的均值所对应的时频图；N是20以上的正整数。

3.根据权利要求1所述的基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于所述的异常音曲线的获取过程包括以下步骤：

步骤1、采用扫频信号激励被测扬声器；

步骤2、通过数据采集卡连接传声器的方式进行信号采样，获取被测扬声器声响应信号的时域离散序列；

步骤3、对步骤2采集到的时域离散序列进行归一化处理；

步骤4、采用短时傅里叶变换将步骤3中获得的时域离散序列变换为时频图；

步骤5、根据扬声器异常音信号的特点：主要发生在谐振频率处，次要发生在高频处，对步骤4中获得的时频图进行有效分割；

步骤6、将步骤4获得的时频图在经过步骤5的分割后，量化其分割后的各个区域与标准时频图所对应的各个区域的差异程度；

步骤7、将由步骤6获得的差异程度进行显示方式转换，构造出异常音曲线；

步骤8、将该异常音曲线与设定的门限进行比较，从而判断被测扬声器是否存在异常音。

4.根据权利要求3所述的基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于步骤5中所述的时频图有效分割方法为对被测扬声器谐振频率处的图像进行细致的分割，对非谐振频率处的图像进行粗略的分割。

5.根据权利要求3所述的基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于步骤6中所述的量化差异程度的方式为欧式距离或Kolmogorov距离。

6.根据权利要求1所述的基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于所述的门限设置过程包括以下步骤：

步骤A、挑选N个与被测扬声器型号一致的合格扬声器；

步骤B、采用扫频信号激励步骤A中所选取的合格扬声器；

步骤C、通过数据采集卡连接传声器的方式进行信号采样，获取所选取的N个合格扬声器声响应信号的时域离散序列；

步骤D、对由步骤C采集到的时域离散序列进行归一化处理；

步骤E、采用短时傅里叶变换将从步骤4中获得的N个时域离散序列变换为N张时频图；

步骤F、计算由步骤E获得的N张时频图所对应的N个矩阵的均值，得到标准时频图；

步骤G、根据扬声器异常音信号的特点：主要发生在谐振频率处、次要发生在高频处，对步骤E和步骤F中获得的N+1张时频图进行有效分割；

步骤H、将由步骤E和步骤F获得的时频图在经过步骤G的分割后，量化其分割后的各个区域与标准时频图所对应的各个区域的差异程度，并将各个区域的差异程度的最大值的M倍作为特征量；M的取值范围一般是1.3~1.5；

步骤I、对由步骤H获得的特征量进行显示方式转换，构造出门限；

上述N是20以上的正整数。

7.根据权利要求6所述的基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于步骤E中所述的时频图分割方法为对被测扬声器谐振频率处的图像进行细致的分割，对非谐振频率处的图像进行粗略的分割。

8.根据权利要求6所述的基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于步骤F中所述的量化差异程度的方式为欧式距离或Kolmogorov距离。

9.根据权利要求1所述的基于短时傅里叶变换的扬声器异常音检测方法，其特征在于扫频信号是线性扫频信号、连续对数扫频信号、离散对数扫频信号、步进扫频信号中的一种。