基于声信号特征分析的冰雹检测方法和装置
本发明公开了一种基于声信号特征分析的冰雹检测方法，确定多个训练样本，对各个训练样本进行特征分析，得到训练样本的特征向量，对各组特征向量进行聚类运算，得到第一聚类中心、第二聚类中心，以及隶属度函数，根据待识别信号的特征参数确定待识别向量，根据所述隶属度函数和待识别向量确定待识别信号的聚类中心，得到待识别聚类中心，在所述第一聚类中心和第二聚类中心中查找距所述待识别聚类中心近的聚类中心，将查找得到的聚类中心所表征的信号类型确定为待识别信号的信号类型，以确定待识别信号为冰雹信号或者雨声信号，实现对待识别信号的高效检测，相应的检测过程具有更高的准确性。
发明专利
CN202010729978.7
2020-07-27
CN111916089A
2020-11-10
G10L17/26(2013.01)
南京信息工程大学
李鹏;嵇佳丽;丁倩雯
210032 江苏省南京市江北新区宁六路219号
南京经纬专利商标代理有限公司
汤金燕
江苏;32
1.一种基于声信号特征分析的冰雹检测方法，其特征在于，包括如下步骤： S10，将标注类别的多个冰雹信号和多个雨声信号确定为各个训练样本，对各个训练样本进行特征分析，得到各个训练样本分别对应的一组特征向量；所述特征向量包括相应训练样本的多个特征参数； S20，对各组特征向量进行聚类运算，得到表征冰雹信号的第一聚类中心，表征雨声信号的第二聚类中心，以及隶属度函数； S30，根据待识别信号的特征参数确定待识别向量，根据所述隶属度函数和待识别向量确定待识别信号的聚类中心，得到待识别聚类中心； S40，在所述第一聚类中心和第二聚类中心中查找距所述待识别聚类中心近的聚类中心，将查找得到的聚类中心所表征的信号类型确定为待识别信号的信号类型；所述信号类型包括冰雹信号和雨声信号。 2.根据权利要求1所述的基于声信号特征分析的冰雹检测方法，其特征在于，还包括： 若所述待识别信号的信号类型为冰雹信号，提取所述待识别信号的能量大小，根据所述待识别信号的能量大小确定所述待识别信号的直径。 3.根据权利要求2所述的基于声信号特征分析的冰雹检测方法，其特征在于，根据所述待识别信号的能量大小确定所述待识别信号的直径包括： 若所述待识别信号的能量大于1且小于或者等于300，则所述待识别信号的直径小于或者等于1.5cm，若所述待识别信号的能量大于300且小于540，则所述待识别信号的直径大于1.5cm且小于等于3cm，若所述待识别信号的能量大于或等于540，则所述待识别信号的直径大于或等于3cm。 4.根据权利要求1至3任一项所述的基于声信号特征分析的冰雹检测方法，其特征在于，所述待识别聚类中心包括两个聚类中心。 5.根据权利要求1至3任一项所述的基于声信号特征分析的冰雹检测方法，其特征在于，所述特征参数包括均方根、波形因子、峭度因子、最大带宽能量比和/或平均振幅值。 6.一种基于声信号特征分析的冰雹检测装置，其特征在于，包括拾音板、声波传感器、数采装置和计算机； 所述计算机通过所述数采装置连接声波传感器，所述声波传感器放置于拾音板的正下方，垂直地面放置且不与上方的拾音板相接触，以采集冰雹和雨水落在拾音板上产生的声信号；当声波传感器接收到声信号时，数采装置开始工作，数采装置将声波传感器采集到的声信号传输给计算机；所述计算机以当前接收的声信号为待识别信号执行权利要求1至5任一项所述的基于声信号特征分析的冰雹检测方法。 7.根据权利要求6所述的基于声信号特征分析的冰雹检测装置，其特征在于，所述拾音板为方形，拾音板的四角由四个长度为10cm的弹簧支撑悬空。 8.根据权利要求6所述的基于声信号特征分析的冰雹检测装置，其特征在于，所述数采装置的最外侧是壳体，是整个数采装置的保护壳，所述壳体内部分别布置采集卡、存储器、控制器和蓄电池，控制器通过导线分别与存储器和采集卡相连，控制器与蓄电池通过稳压电路进行连接，为整个数采装置供电。