異音檢測的兩種模型: 人工聽檢的自動化替代技術主要有兩類模型,一類是參數驅動模型,另一類是基于人工智能的數據驅動模型。前者通過分析比較找到一個標準參數范圍,在范圍之內的為正常,在范圍之外的為故障,但這樣的參數范圍卻很難選擇確定,因為人工聽檢所依據的判斷規則很難用顯示的參數來描述;人工智能則可以模擬人的學習和判斷過程,通過特定的模型描述那些只能意會卻無法言傳的判斷規則。下圖給出了兩類模型的比較。
根據信號特征向量將聲信號樣本轉化為數據集,數據集包括訓練集、驗證集和集。選擇合適的機器學習模型,將數據集應用于機器學習模型進行訓練、驗證和,通過多次循環,通過優化分析,在數據集的基礎上,獲取機器學習面向具體工程問題的最優參數,包括最優的特征向量、機器學習算法和異音檢測法則,這幾個環節可能需要多次循環才能得到最優的參數組合。最后,機器學習得到的分類法需要導入異音在線檢測系統,在實際的生產線上進行運行調試,最終在生產線上完成部署。
家電異音檢測系統的架構,系統由硬件和軟件兩部分共同組成了一個不可分割的整體,硬件部分包括測量環境、傳感器、采集系統和判別系統,測量環境可以是基本不做改動的原始生產線,也可以是在生產線上設計添加的簡易隔聲或吸聲空間,測量環境的考慮重點是如何減少生產線環境噪聲的影響。傳感器和采集系統一般要求滿足可聽聲頻帶的采樣要求,對系統的量化精度要求至少采用16位采集系統,能達到24位更好。判別系統一般是采集系統和計算機的結合體,計算機上運行的軟件是信號特征提取算法和機器學習模型。 軟件部分中的信號測量分析模塊主要完成信號的采集和保存,應用信號處理技術,特征提取模塊抽取聲信號樣本特征,構建特征向量和機器學習數據集。機器學習模塊實現各種機器學習算法,在特征向量數據集的基礎上,完成訓練、驗證和等環節,最終獲得異音判別參數,過程中還包括特征向量和機器學習模型參數的選擇與優化。