面向电力变压器的声纹智能诊断装置设计与应用

电力变压器是直接影响电力系统安全运行的重要设备之一,目前多采用图像或侵入式传感测量的方式,本文设计了变压器声纹采集装置、特征提取方法、以及基于迁移学习的深度神经网络识别模型.首先,采集并预处理变压器噪声信号,对分帧信号进行时域和频域特征提取,获得声纹特征向量,然后,输入迁移学习算法模型,实现变压器直流偏磁、过负荷、以及绕组变形等8种工况的智能识别诊断,最后,设计声纹特征数据库建立方法,采集变压器运行声学样本,对声纹识别算法模型进行训练和优化.通过数据集对比测试和变电站部署应用,验证了算法模型的识别准确度和系统可行性,该装置可作为当前监测手段的有效补充,提高变压器综合监测和潜伏性缺陷识别能力.     

声纹识别在电厂设备状态监测中的运用

电力变压器是利用电磁感应在电路之间传递电力的设备,是电厂设备的关键部件。文中提出一种利用声音信号实现变压器故障检测的方法,即基于朴素贝叶斯分类器的变压器故障检测方法与用于声音信号的梅尔频率倒频谱系数（MFCC）特征向量,特别是基于MFCC的动态特征。这些声音信号可以通过传感器方便采集,首先,将采集的声音信号经过预处理,...     

基于ARM的音频频谱显示器的设计

详细介绍了一种基于ARM的音频频谱显示系统的实现,整个音频显示系统包括音频信号采集、音频信号处理以及音频信号转换后的显示等功能。在设计中综合了声音采集、ARM技术及FFT算法,构建了一个实时采集的频谱显示系统,可以应用于各种需要对声音进行采集和分析的场合。其中,硬件系统主要包括声音信号的采集与处理、最小系统、电源和显示模块;而软件系统则是将ADC转换的数据通过FFT算法后显示在LCM12864显示器上。测试结果表明,该系统具有较好的实时性和准确性。     

基于自然语言处理的声纹优化识别算法研究

研究人的声纹的准确识别问题.声音特性没有一个统一的、不可变的标准,人的声音容易受到外界的干扰,声音的声纹美尔频率倒谱系数特征各项属性很容易发生变化.现有算法多半以声纹美尔频率倒谱系数为基础,识别效果容易受环境噪声、语音变异等因素的影响,造成声纹的干扰性变化,造成识别的精度不高.为此提出了一种基于语义特征和美尔频率倒谱系数特征相结合的声纹识别算法.利用MFCC准确提取语音中的频率特征,转化成自然语言环境下的语义特征,由于语义特征不受客观因素影响,减少了噪声信号对语音信号的影响,实现对语音特征的准确识别.实验表明,利用改进算法实现了差异化车辆图像的正确识别,提高了识别的准确度.     

基于ARM的音频频谱显示器的设计

详细介绍了一种基于ARM的音频频谱显示系统的实现,整个音频显示系统包括音频信号采集,音频信号处理,音频信号转换后的显示等功能。在设计中综合了声音采集、ARM技术及FFT算法,构建了一个实时采集的频谱显示系统,可以应用于各种需要对声音进行采集并分析的场合。其中硬件系统主要包括声音信号的采集与处理、最小系统、电源和显示模块;而软件系统则是将ADC转换的数据通过FFT算法后显示在LCM12864显示器上。经测试该系统具有较好的实时性和准确性。     

基于深度学习的跨设备声纹识别方法研究

针对传统声纹识别方法在实际应用场景中跨设备情况下声纹识别性能较差的问题,提出了一种基于深度学习的跨设备声纹识别方法,采用了卷积循环网络的模型架构,在声纹注册阶段录制多段语音进行声纹特征的拟合建模,在识别阶段使用了切片降噪方式提取音频中的语音信息,在设备端使用了DSP芯片支持的双麦克采集现场声音。实验结果表明,在跨设备声纹识别条件下,本文提出的声纹识别方法识别准确率高于目前主流的方法,达到80%。     

基于MFCC特征的声纹同一性鉴定方法

声纹作为当代司法鉴定技术发展的产物,在现代声像资料鉴定中发挥了至关重要的作用.传统的声纹分析方法是基于声音处理工具进行手工分析的,考虑到其具有严格的文本相关性以及比对的臆断性的缺点,其作为证据鉴定意见的证明力有待加强.文中提出了一种基于Mel频率倒谱系数的同一性鉴定方法,即提取并量化包含原始声音的共振峰及其时间轴信息的包络作为声纹特征进行同一性比对.此方法改进了传统Mel频率倒谱系数的不足,提取共振峰的突变并将元音与响辅音的转变特性加入声纹特征,以提高其识别度.实验证明,此方法在检材与样本无关的情况下,同一性鉴定的准确率达到了85％,方差控制在9％左右,具有良好的同一性识别;而在非同一性鉴定中,该方法也能在结合人工分析的情况下给出较准确的结果.     

TMS320C6727的音频采集处理与回放系统设计

设计一个基于浮点DSPsTMS320C6727的8路音频信号采集与处理系统。介绍该系统的总体方案和软硬件设计;利用TMS320C6727的多通道音频串口（McASP）和PCM4204、PCM4104和DIR9001等芯片实现音频信号的采集、处理、回放和通信;提出了2片模／数转换芯片分别工作在主从模式,从而实现音频采集的设计方案;给出了系统的主要硬件配置和软件流程图。     

基于压缩感知的电力变压器声纹信号特征提取

面向在运变压器运行状态在线监测应用,基于压缩感知理论和小波包分析技术,提出一种基于压缩感知和小波信息熵的变压器声纹特征提取方法,用于变压器声振异常检测和故障诊断。采用本文方法提取变压器铁心故障仿真数据声纹信号特征,应用PSO-SVM分类完成故障诊断仿真。实验结果表明,本文方法能够在较高压缩率条件下,获取较高的故障识别精度。     

基于LSTM神经网络的声纹识别

声纹识别利用说话人生物特征的个体差异性,通过声音来识别说话人的身份.声纹具有非接触、易采集、特征稳定等特点,应用领域十分广泛.现有的统计模型方法具有提取特征单一、泛化能力不强等局限性.近年来,随着人工智能深度学习的快速发展,神经网络模型在声纹识别领域崭露头角.文中提出基于长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络的声纹识别方法,使用语谱图提取声纹特征作为模型输入,从而实现文本无关的声纹识别.语谱图能够综合表征语音信号在时间方向上的频率和能量信息,表达的声纹特征更加丰富.LSTM神经网络擅长捕捉时序特征,着重考虑了时间维度上的信息,相比其他神经网络模型,更契合语音数据的特点.文中将LSTM神经网络长期学习的优势与声纹语谱图的时序特征有效结合,实验结果表明,在THCHS-30语音数据集上取得了84.31％的识别正确率.在自然环境下,对于3 s的短语音,该方法的识别正确率达96.67％,与现有的高斯混合模型和卷积神经网络方法相比,所提方法的识别性能更优.     

煤矿入井人员唯一性检测技术研究

通过分析掌纹、指纹、虹膜、人脸、步态、声纹等生物特征识别技术的特点以及煤矿现场对入井人员生物特征的影响,指出虹膜识别、人脸识别、步态识别、声纹识别适用于煤矿入井人员唯一性检测;提出了一种基于人员定位和生物特征识别的煤矿入井人员唯一性检测技术方案,将生物特征识别技术嵌入人员定位系统,利用人员定位识别卡实现识别卡数量及人员身份的唯一性检测;指出煤矿入井人员唯一性检测技术的研究关键点是严重污染人脸的识别算法、对设备遮挡情况下人员步态图像的采集及对混入人员语音信号的煤矿现场噪声消除算法。     

基于LabVlEW的语音身份认证系统

设计了一套基于LabVIEW的语音身份认证系统,以LabVIEW2009为开发平台,采用改进的美尔倒频谱系数法进行语音信号特征提取,采用矢量量化模型进行语音识别,实现了与文本、性别无关的声纹识别.实验结果表明该系统能够有效克服环境噪声、说话人声音变异带来的影响.     

基于小波特征提取的语音监测系统

论文针对小波变换和语音信号的特点,把小波变换和形态滤波法结合应用于语音信号基音周期的提取,并在此基础上把小波变换和说话人声道特征参数相结合,用于声道特征的提取。最后在以上研究的基础上设计了一种用于公安侦破和司法鉴定的语音监测系统。     

基于数据驱动缺失特征检测与重建的声纹识别

声纹识别系统的识别性能会随着环境噪声的增强而急剧降低,为了使系统具备一定的噪声鲁棒性,提出了一种基于数据驱动缺失特征检测与重建的声纹识别前端处理方法。充分利用大量数据训练得到的信息估计子带信噪比,检测、标记和重建被噪声污染严重的子带特征,从而得到噪声鲁棒性特征参数。实验表明,该方法在低信噪比环境下取得了较高的识别率提升,在非平稳噪声下系统性能也有着较好的改善。     

基于非单调共轭梯度算法的声纹识别机器人控制系统设计

传统声纹识别人控制系统识别准确率低,存在语音识别噪声鲁棒性问题。针对上述问题,基于非单调共轭梯度算法设计了一种新的声纹识别机器人控制系统,采用BioVoice 2.0 标准声纹采集器采集数据,提取声纹特征,根据提取的声纹特征建立模型库,同时引用了两个声纹数据采集终端,型号分别是TMC104-B和TMC104,选用型号为AS-MrobotR的机器人配合采集器和采集终端实现工作。在Windows平台下使用C/C+语言研究了一种专用的程序,在程序内部添加mde-api数据库,完成训练程序和识别程序。实验结果表明,基于非单调共轭梯度算法的声纹识别机器人控制系统能够很好地解决语音识别噪声鲁棒性问题,在有噪声环境下识别准确率提高15.24%,在无噪声环境下识别准确率提高21.55%。     

基于Dialogic语音卡实时数据采集的电话语音识别系统

语音识别技术在新一代呼叫中心的IVR系统中得到了广泛的应用。为了使用Dialogic电话语音卡进行语音识别,文章解决了用Dialogic语音卡进行语音数据实时采集的问题,并给出了一种用动态背景噪声电平检测语音的算法,建立起了基于DialogicD/120JCT-LS电话语音卡的自动电话交换转接系统。     

法庭语音比对中话者自身变化性建模方法研究

针对法庭说话人识别中待鉴定人员语音样本不足的问题,提出了一种新的对说话人自身变化性建模的替代性方法以及相应的方差控制算法。使用同条件下的参考数据库构建识别系统的多个相同说话人得分模型,代替检验需要的多个非同期的带检验人员语音样本比较时的得分模型,以获得能反映说话人自身变化性的统计模型。基于目前最新的法庭证据评估的似然比证据强度评估体系,使用MFCC（Mel Frequency Cepstral Coefficients）和GFCC（Gammatone Frequency Cepstral Coefficients）特征对该方法的有效性进行了验证,并对上述特征进行了特征级和决策级融合。实验结果表明：该方法在纯净语音环境和噪声环境下都具有很高的识别率和稳定性,并且特征级融合能进一步提高识别系统的性能。     

基于听皮层神经元感受野的强噪声环境下说话人识别

针对说话人识别易受环境噪声影响的问题,借鉴生物听皮层神经元频谱-时间感受野（STRF）的时空滤波机制,提出一种新的声纹特征提取方法。在该方法中,对基于STRF获得的听觉尺度-速率图进行了二次特征提取,并与传统梅尔倒谱系数（MFCC）进行组合,获得了对环境噪声具有强容忍的声纹特征。采用支持向量机（SVM）作为分类器,对不同信噪比（SNR）语音数据进行测试的结果表明,基于STRF的特征对噪声的鲁棒性普遍高于MFCC系数,但识别正确率较低;组合特征提升了语音识别的正确率,同时对环境噪声具有良好的鲁棒性。该结果说明所提方法在强噪声环境下说话人识别上是有效的。     

基于非线性堆叠双向网络的端到端声纹识别

传统声纹识别方法过程繁琐且识别率低,现有的深度学习方法所使用的神经网络对语音信号没有针对性从而导致识别精度不够。针对上述问题,本文提出一种基于非线性堆叠双向LSTM的端到端声纹识别方法。首先,对原始语音文件提取出Fbank特征用于网络模型的输入。然后,针对语音信号连续且前后关联性强的特点,构建双向长短时记忆网络处理语音数据提取深度特征,为进一步增强网络的非线性表达能力,利用堆叠多层双向LSTM层和多层非线性层实现对语音信号更深层次抽象特征的提取。最后,使用SGD优化器优化训练方式。实验结果表明提出的方法能够充分利用语音序列信号特征,具有较强的时序全面性和非线性表达能力,所构造模型整体性强,比GRU和LSTM等模型具有更好的识别效果。     

语音识别系统中语音活动性检测方法的研究

针对当前语音活动性检测技术中传统方法普适性差和在低信噪比下检测性能陡降的问题,研究了在低信噪比强噪声（平稳和非平稳）环境下的语音时频增强相和基于改进谱熵能量的活动性检测相结合的语音识别系统的研究。首先估计背景噪声能量,分别对语音信号进行频域和时域的增强处理;然后利用一种鲁棒性更好的特征参数来判断语音端点。验证结果,表明,该方法在平稳和非平稳两类噪声环境下均具有较好的检测性能,其应用范围更广泛。