音频处理系统及其方法与流程

1.本发明涉及音频分析处理技术领域，具体涉及音频处理系统及其方法。

背景技术：

2.发动机作为能量转换机构，通过将其他形式的能转化为动能，为汽车、轮船等运载装置提供运行动力，发动机的性能和工作状态决定了受发动机作用各类装置是否具备正常工作的能力，因而在常规检修中，技术人员经常耗费较多时间进行发动机故障的检修维护。
3.目前常见的发动机故障检修方法为采集发动机运行温度、不同负载下的运行声响和负载变化时运行声响变化状况等多种不同类型的发动机运行参数进行发动机故障的分析判断。
4.现有技术中存在需要结合多种参数才能进行较为准确的发动机故障诊断，无法根据发动机的音频进行分析，导致发动机综合故障的分析判断复杂度和诊断成本较高的技术问题。

技术实现要素：

5.本技术提供了音频处理系统及其方法，用于针对解决现有技术中存在需要结合多种参数才能进行较为准确的发动机故障诊断，导致发动机综合故障的分析判断复杂度和诊断成本较高的技术问题。
6.鉴于上述问题，本技术提供了音频处理系统及其方法。
7.本技术的第一个方面，提供了音频处理系统，所述系统包括：音频信息采集模块，用于采集获取目标发动机预设时间范围内的音频信息，其中，所述目标发动机为待根据音频分析运行状态的发动机；同族音频采集模块，用于采集获取所述音频信息的同族音频信息，获得同族音频信息集合；音频处理分析模块，用于对所述音频信息和所述同族音频信息进行音频处理分析，获得多个音频特征类型的音频参数信息，得到多个音频参数集合和多个同族音频参数集合；运行状态分析模块，用于根据多个所述同族音频参数集合，分析多个所述音频特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，获得相关性集合；音频特征获得模块，用于根据所述相关性集合，获得多个主音频特征；音频参数提取模块，用于根据多个所述音频参数集合和多个所述同族音频参数集合，提取获得多个所述主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合；运行状态分析模块，用于根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，分析所述目标发动机的运行状态。
8.本技术的第二个方面，提供了音频处理方法，所述方法包括：采集获取目标发动机预设时间范围内的音频信息，其中，所述目标发动机为待根据音频分析运行状态的发动机；采集获取所述音频信息的同族音频信息，获得同族音频信息集合；对所述音频信息和所述同族音频信息进行音频处理分析，获得多个音频特征类型的音频参数信息，得到多个音频参数集合和多个同族音频参数集合；根据多个所述同族音频参数集合，分析多个所述音频
特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，获得相关性集合；根据所述相关性集合，获得多个主音频特征；根据多个所述音频参数集合和多个所述同族音频参数集合，提取获得多个所述主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合；根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，分析所述目标发动机的运行状态，获得音频处理分析结果。
9.本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
10.本技术实施例提供的方法通过采集获取预设时间范围内目标发动机和目标发动机的多个同族发动机的音频信息，为后续快速进行目标发动机的故障情况提供参考发动机。对目标发动机的音频信息和同族发动机的音频信息进行音频处理分析，获得多个音频特征类型的音频参数信息，得到多个音频参数集合和多个同族音频参数集合，根据多个所述同族音频参数集合，分析多个所述音频特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，获得相关性集合，结合相关性的次序高低关系，获得受发动机运行状态影响较高的多个主音频特征，为后续筛选多个所述同族发动机获得与目标发动机相似性较高的同族发动机降低数据处理量级。根据多个音频参数集合和多个同族音频参数集合，提取获得多个主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，进行相似度分析，获得与目标发动机运行状态相似度最高的同族发动机，进行目标发动机是否存在故障问题的判断，获得音频处理分析结果，获得目标发动机的故障状态信息。达到了基于音频处理分析快速高效的进行目标发动机故障诊断且故障诊断的复杂度和成本降低的技术效果。
附图说明
11.图1为本技术提供的音频处理方法流程示意图；
12.图2为本技术提供的音频处理方法中采集同族音频信息的流程示意图；
13.图3为本技术提供的音频处理方法中分析目标发动机运行状态的流程示意图；
14.图4为本技术提供的音频处理系统的结构示意图。
15.附图标记说明：音频信息采集模块11，同族音频采集模块12，音频处理分析模块13，运行状态分析模块14，音频特征获得模块15，音频参数提取模块16，运行状态分析模块17。
具体实施方式
16.本技术提供了音频处理系统及其方法，用于针对解决现有技术中存在需要结合多种参数才能进行较为准确的发动机故障诊断，导致发动机综合故障的分析判断复杂度和诊断成本较高的技术问题。
17.针对上述技术问题，本技术提供的技术方案总体思路如下：
18.获得与待进行运行状态故障分析的目标发动机的同族多个故障状态已知的多个发动机，对多个同族发动机和目标发动机进行相同的运行状态数据采集以及运行音频采集，基于运行音频变化的相似性从多个同族发动机中筛选确定与目标发动机具有运行状态一致性的同族发动机，基于同族发动机的已知故障参考进行目标发动机的故障处理检修。实现了降低进行发动机故障检测的成本和故障检测的繁琐程度，快速高效的进行目标发动
机故障诊断。
19.实施例一
20.如图1所示，本技术提供了音频处理方法，所述方法包括：
21.s100:采集获取目标发动机预设时间范围内的音频信息，其中，所述目标发动机为待根据音频分析运行状态的发动机；
22.具体而言，本实施例对于所述目标发动机的设备类型不做限制，所述目标发动机的类型包括但不限于柴油发动机、汽油发动机、蒸汽发动机。所述预设时间范围优选为所述目标发动机从静止启动到高速稳定运行到关机的全流程各种负荷下运转对应的时间跨度。在这样的时间跨度内，所述目标发动机的功能组件按照一定的次序先后启动运行，有利于音频采集装置对所述目标发动机进行音频信息的采集。
23.s200:采集获取所述音频信息的同族音频信息，获得同族音频信息集合；
24.进一步的，如图2所示，所述采集获取所述音频信息的同族音频信息，本技术提供的方法步骤s200还包括：
25.s210:采集获取全部的发动机信息，获得发动机信息集合；
26.s220:采集所述发动机信息集合内各发动机信息的特征信息，获得特征信息集合；
27.s230:根据所述特征信息集合，对所述发动机信息集合内的发动机进行聚类，获得多个聚类结果；
28.s240:采集获取所述目标发动机的目标特征信息；
29.s250:根据所述目标特征信息，获得对应的聚类结果，将所述对应的聚类结果中的多个发动机作为多个所述同族发动机；
30.s260:采集获取多个所述同族发动机的音频信息，获得所述同族音频信息集合。
31.具体而言，在本实施例中，所述发动机信息包括发动机外观形状、排量、汽缸排列形式、发动机缸数、进气形式等，与发动机性能相关或无关的多个设备参数信息。根据所述目标发动机所述类型，获得与所述目标发动机同类型的多个发动机，并获得与目标发动机同类型的多个发动机的全部发动机设备参数信息，生成同类型发动机信息集合，所述同族发动机为存在已知故障的故障发动机，所述同族发动机的每一发动机具有一个或多个故障类型的故障问题，涵盖所述目标发动机可能出现的所有故障问题。
32.根据所述发动机信息对发动机运行能力的影响程度，进行发动机信息中特征信息的采集，例如排量、汽缸排列形式、发动机缸数影响发动机的运行能力，则将排量、汽缸排列形式、发动机缸数作为各发动机信息的特征信息，基于排量、汽缸排列形式、发动机缸数生成所述特征信息集合。
33.根据所述特征信息集合对所述发动机信息集合内的各个发动机进行聚类处理，获得多个聚类结果，按照类型对所述发动机信息集合内的多个发动机进行聚类处理，降低后续对所述发动机信息集合进行数据处理的数据量。示例性的，将排量、汽缸排列形式、发动机缸数相同，发动机外观颜等与发动机性能无关的参数不同的多个发动机聚类为同类型发动机。
34.采集获取所述目标发动机的所述目标特征信息，所述目标特征信息包括所述目标发动机的使用年限、检修次数、历史零件替换等使用过程中产生的信息以及排量、汽缸排列形式、发动机缸数等发动机固有属性信息。
35.根据所述目标特征信息中的发动机固有属性信息生成聚类指令，遍历聚类后的所述发动机信息集合，获得具有相同固有属性信息的多个发动机作为对应的聚类结果，将所述对应的聚类结果中的多个发动机作为多个所述同族发动机，所述同族发动机与所述目标发动机具有相同的固有属性信息。
36.采集获取多个所述同族发动机的音频信息，获得所述同族音频信息集合，本实施例对于采集所述同族发动机音频信息的时间范围不做限制，优选的与所述目标发动机的所述预设时间范围具有一致性或相似性，以避免发动机运载负荷对音频采集结果可信度产生干扰。
37.本实施例通过根据目标发动机类型进行同类型发动机信息的采集，基于与发动机性能具有关联性的发动机特征进行同类型多个发动机的聚类合并，初步减少对同类型发动机进行处理的数据量，并根据目标发动机特征从同类型发动机中筛选与目标发动机具有相同特征的发动机作为同族发动机进行音频采集，达到了获得较优的对比参照组进行发动机运行音频的采集，为后续根据音频进行目标发动机故障判断提供较优参考对照组音频的技术效果。
38.s300:对所述音频信息和所述同族音频信息进行音频处理分析，获得多个音频特征类型的音频参数信息，得到多个音频参数集合和多个同族音频参数集合；
39.具体而言，本实施例通过获取并分析所述目标发动机的音频信息进行所述目标发动机的故障诊断。所述音频处理分析为对所述目标发动机的音频信息进行音调高低和音调强弱以及音调高低强弱变化规律的提取分析。所述音频特征类型包括但不限于机件振动频率特征、机件振动幅度特征、机件振动相位特征。
40.示例性的，通过分析所述目标发动机音频信息的音调高低变化获得机件振动频率特征对应的机件振动频率音频参数，通过分析所述目标发动机音频信息的音调强弱获得机件振动幅度特征对应的机件振动幅度音频参数，通过分析所述目标发动机音频信息的音调强弱和音调高低变化的循环规律获得机件振动相位特征对应的机件振动相位音频参数。
41.对所述目标发动机的音频信息进行音频处理分析，获得与目标发动机相对应的多个音频特征类型的音频特征参数，构成所述多个音频参数集合。对所述目标发动机具有特征关联性的所述同族发动机的音频信息进行音频处理分析，获得与多个同族发动机具有一一对应关系的多组音频特征参数，构成多个同族音频参数集合。
42.s400:根据多个所述同族音频参数集合，分析多个所述音频特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，获得相关性集合；
43.进一步的，所述分析多个所述音频特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，本技术提供的方法步骤s400还包括：
44.s410:采集获取多个所述同族发动机在所述预设时间范围内的运行状态信息，获得多个运行状态信息集合；
45.s420:根据多个所述同族音频参数集合，分别分析多个所述同族音频参数集合与多个所述运行状态信息集合之间的相关性，获得所述相关性集合。
46.进一步的，所述分别分析多个所述同族音频参数集合与多个所述运行状态信息集合之间的相关性，本技术提供的方法步骤s420还包括：
47.s421:将多个所述同族音频参数集合内的音频参数信息按照时序进行排序，获得
多个子序列；
48.s422:将多个所述运行状态信息集合内的运行状态信息按照时序进行排序，获得多个母序列；
49.s423:对多个所述子序列和多个所述母序列进行归一化处理；
50.s424:根据所述归一化处理的结果，通过下式计算第一同族发动机内，多个所述子序列和对应的母序列的影响关联系数，获得影响关联系数集合；
[0051][0052]
其中，ξ(k)为第i个子序列内第k个数据与母序列内第k个数据的影响关联系数，ρ为可调节计算系数；
[0053]
s425:根据所述影响关联系数集合，计算获得第一同族发动机内，多个所述子序列和母序列的数据相关性，获得第一子相关性集合；
[0054]
s426:计算获得全部同族发动机内多个所述子序列和母序列的子相关性集合；
[0055]
s427:根据多个所述子相关性集合，计算获得所述相关性集合。
[0056]
具体而言，应理解的，本实施例在步骤s100以及步骤s200获得所述目标发动机以及所述同族发动机在所述预设时间范围内的音频信息。在所述预设时间范围内，目标发动机与同族发动机经历了相同的从静止启动到高速稳定运行到关机的全流程各种负荷下的运转，在不同运行负荷下发动机具有不同的运行状态，采集获取多个所述同族发动机在所述预设时间范围内的运行状态信息，获得多个运行状态信息集合。
[0057]
所述预设时间范围内所述同族发动机的运行状态信息按照时序排列与所述音频信息具有相关性，所述音频信息由发动机启动运行产生，随发动机运行状态变化发生不同的振动幅度、频率、相位等变化，因而本实施例通过分别分析多个所述同族音频参数集合与多个所述运行状态信息集合之间的相关性，确定发动机运行状态变化对于发动机音频特征的影响程度，获得于发动机音频参数变化相关性较高的若干个音频特征构成相关性集合。
[0058]
本实施例对于所述相关性分析方法不做限制，优选的，将多个所述同族音频参数集合内的音频参数信息按照时序进行排序，获得多个子序列；将多个所述运行状态信息集合内的运行状态信息按照时序进行排序，获得多个母序列；将多个所述子序列和多个所述母序列进行归一化处理，将多个所述子序列与多个所述母序列的音频参数单位以及运行状态单位去除，获得在时序节点具有对应关系的多个子序列数值以及多个母序列数值。
[0059]
分别计算多个所述同族发动机中每个同族发动机的在各个时序节点音频参数与运行状态的相关性，并通过进一步求和获得发动机运行过程中音频参数与整体运行状态之间的相关性。
[0060]
根据所述归一化处理所获子序列数值与母序列数值，通过下式计算第一同族发动机内，多个所述子序列和对应的母序列的影响关联系数，获得影响关联系数集合；
[0061][0062]
其中，ξ(k)为第i个子序列内第k个数据与母序列内第k个数据的影响关联系数。ρ
为可调节计算系数，本实施例对于可调节计算系数的数值设置不做任何限制，所述可调节计算系数优选为0.5。
[0063]
根据所述影响关联系数集合，计算获得每一同族发动机内，多个所述子序列和母序列的数据相关性，获得第一子相关性集合。进一步的，计算获得全部同族发动机内多个所述子序列和母序列的子相关性集合，对多个所述子相关性集合进行加和处理，获得所述相关性集合。
[0064]
本实施例通过获得与音频采集具有同时性的发动机运行状态信息，进行音频参数与发动机运行参数的相关性分析，达到了准确获知在不同运行状态下发动机产生的音频噪声与发动机运行状态之间的关联关系，为后续进行发动机故障特征具有相关性的音频参数的确定进行音频特征参数范围限缩的技术效果。
[0065]
s500:根据所述相关性集合，获得多个主音频特征；
[0066]
进一步的，根据所述相关性集合，获得多个主音频特征，本技术提供的方法步骤s500还包括：
[0067]
s510:根据所述相关性集合，获得多个所述音频特征与所述目标发动机和所述同族发动机的运行状态变化之间的相关性；
[0068]
s520:选择相关性最大的k个音频特征，作为k个主音频特征。
[0069]
应理解的，发动机处于运行状态时，无论是否存在故障都会由于振动而产生噪声，在发动机发生故障时，原本噪声的频率、振幅、相位等音频特征发生变化，因而并非基于发动机运行时获得的所有噪声音频特征都具有故障诊断的参考性。
[0070]
本实施例通过分析各个音频特征与发动机运行状态的相关性，计算获得音频特征参数与运行状态相关性数据，并对步骤s400获得的多个所述音频特征与所述目标发动机和所述同族发动机的运行状态变化之间的相关性数据，按照相关性数值大小进行从高到低的排序，获得相关性排序，选取排序在前的一个或多个相关性最大或较大的k个音频特征，作为k个主音频特征。达到了排除不随发动机运行状态发生变化或变化性较低，不具备参考价值的音频特征参数，获得与发动机运行状态具有较高相关性，可用于发动机故障判断的音频特征的技术效果。
[0071]
s600:根据多个所述音频参数集合和多个所述同族音频参数集合，提取获得多个所述主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合；
[0072]
具体而言，本实施例根据多个所述主音频特征生成多个检索指令，在步骤s300的多个所述音频参数集合和多个所述同族音频参数集合中检索获得多个所述主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，为后续进行参考比对确定所述目标发动机的运行状态是否存在故障提供数据基础。
[0073]
s700:根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，分析所述目标发动机的运行状态。
[0074]
进一步的，如图3所示，所述根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，分析所述目标发动机的运行状态，本技术提供的方法步骤s700还包括：
[0075]
s710:将k个所述主同族音频参数集合内的主同族音频参数信息按照时序进行排序，获得k个主同族音频参数序列；
[0076]
s720:将所述主音频参数集合内的主音频参数信息按照时序进行排序，获得主音
频参数序列；
[0077]
s730:分析所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，获得相似度集合；
[0078]
s740:选取所述相似度集合中的最大相似度；
[0079]
s750:采集获取所述最大相似度对应的同族发动机当前的运行状态，作为分析获得的所述目标发动机的运行状态。
[0080]
具体而言，在本实施例中，所述目标发动机与所述同族发动机在相同的所述预设时间范围内，按照相同的运行状态变化进行音频信息的采集记录，因而所述目标发动机与所述同组发动机的的音频参数之间具有时序节点的一致性。
[0081]
根据k个所述主同族音频参数对应的音频特征类型，获得所述目标发动机音频特征类型中与所述主同族音频特征类型相一致的k个主音频参数信息。将k个所述主同族音频参数集合内的主同族音频参数信息按照时序进行排序，获得k个主同族音频参数序列，将k个所述主音频参数集合内的主音频参数信息按照时序进行排序，获得k个主音频参数序列，分析所述k个主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，获得相似度集合，选取所述相似度集合中的最大相似度，采集获取所述最大相似度对应的同族发动机当前的运行状态，作为分析获得的所述目标发动机的运行状态，所述最大相似度的同族发动机的在不同运行状态下存在的各种故障即为所述目标发动机存在的故障，根据最大相似度的同族发动机的故障清单对应进行所述目标发动机故障的检修处理。
[0082]
本实施例通过分析受发动机运行状态影响产生的噪声音频变化较大的一个或多个音频特征类型对应的音频参数序列的相似度，获得与目标发动机相似度最高的同族发动机，便于快速进行目标发动机运行故障的检测和分析，避免对于发动机故障的检测发现不及时，导致发动机长期处于故障状态运行，产生不可逆的发动机组件损毁，达到了获得最优发动机运行状态故障分析参照组的技术效果。
[0083]
本实施例提供的方法通过采集获取预设时间范围内目标发动机和目标发动机的多个同族发动机的音频信息，为后续快速进行目标发动机的故障情况提供参考发动机。对目标发动机的音频信息和同族发动机的音频信息进行音频处理分析，获得多个音频特征类型的音频参数信息，得到多个音频参数集合和多个同族音频参数集合，根据多个所述同族音频参数集合，分析多个所述音频特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，获得相关性集合，结合相关性的次序高低关系，获得受发动机运行状态影响较高的多个主音频特征，为后续筛选多个所述同族发动机获得与目标发动机相似性较高的同族发动机降低数据处理量级。根据多个音频参数集合和多个同族音频参数集合，提取获得多个主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，进行相似度分析，获得与目标发动机运行状态相似度最高的同族发动机，进行目标发动机是否存在故障问题的判断，获得音频处理分析结果，获得目标发动机的故障状态信息。达到了快速高效的进行目标发动机故障诊断且故障诊断的复杂度和诊断成本降低的技术效果。
[0084]
进一步的，所述分析所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，本技术提供的方法步骤s730还包括：
[0085]
s731:将所述主音频参数序列进行拟合，获得主音频参数变化函数；
[0086]
s732:将k个所述主同族音频参数序列进行拟合，获得k个主同族音频参数变化函数；
[0087]
s733:分析所述主音频参数变化函数和k个所述主同族音频参数变化函数的斜率相似度；
[0088]
s734:分析所述主音频参数变化函数和k个所述主同族音频参数变化函数的数值相似度；
[0089]
s735:将所述斜率相似度和数值相似度进行加权计算，获得所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，获得所述相似度集合。
[0090]
具体而言，本实施例根据k个所述主同族音频参数对应的音频特征类型，获得所述目标发动机音频特征类型中与所述主同族音频特征类型相一致的k个主音频参数信息。
[0091]
将所述k个主音频参数序列进行拟合，获得k个主音频参数变化函数，将k个所述主同族音频参数序列进行拟合，获得k个主同族音频参数变化函数，本实施例对于变化函数的拟合方式不做限制。示例性的，可通过工程计算软件(matlab软件)进行拟合。
[0092]
根据拟合图像获得图像斜率数据，用于分析所述主音频参数变化函数和k个所述主同族音频参数变化函数的斜率相似度；根据拟合图像获得图像数值数据，用于分析所述主音频参数变化函数和k个所述主同族音频参数变化函数的数值相似度。
[0093]
对参数变化函数的斜率相似性和数值相似性进行权重赋值，具体的权重赋值可根据图像实际情况进行确定。结合权重赋值结果对所述斜率相似度和数值相似度进行加权计算，获得所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，获得所述相似度集合。
[0094]
本实施例通过进行参数变化函数图像的生成以及通过斜率相似度和数值相似度的加权处理，达到了获得与目标发动机相似度最高的同族发动机，基于相似度最高的同族发动机进行目标发动机故障分析和维护，缩短了对目标发动机进行故障检测确定的时间消耗。
[0095]
实施例二
[0096]
基于与前述实施例中音频处理方法相同的发明构思，如图4所示，本技术提供了音频处理系统，其中，所述系统包括：
[0097]
音频信息采集模块11，用于采集获取目标发动机预设时间范围内的音频信息，其中，所述目标发动机为待根据音频分析运行状态的发动机；
[0098]
同族音频采集模块12，用于采集获取所述音频信息的同族音频信息，获得同族音频信息集合；
[0099]
音频处理分析模块13，用于对所述音频信息和所述同族音频信息进行音频处理分析，获得多个音频特征类型的音频参数信息，得到多个音频参数集合和多个同族音频参数集合；
[0100]
运行状态分析模块14，用于根据多个所述同族音频参数集合，分析多个所述音频特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，获得相关性集合；
[0101]
音频特征获得模块15，用于根据所述相关性集合，获得多个主音频特征；
[0102]
音频参数提取模块16，用于根据多个所述音频参数集合和多个所述同族音频参数集合，提取获得多个所述主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集
合；
[0103]
运行状态分析模块17，用于根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，分析所述目标发动机的运行状态。
[0104]
进一步的，所述同族音频采集模块12还包括：
[0105]
全局信息采集单元，用于采集获取全部的发动机信息，获得发动机信息集合；
[0106]
特征信息采集单元，用于采集所述发动机信息集合内各发动机信息的特征信息，获得特征信息集合；
[0107]
特征聚类执行单元，用于根据所述特征信息集合，对所述发动机信息集合内的发动机进行聚类，获得多个聚类结果；
[0108]
目标特征采集单元，用于采集获取所述目标发动机的目标特征信息；
[0109]
聚类结果应用单元，用于根据所述目标特征信息，获得对应的聚类结果，将所述对应的聚类结果中的多个发动机作为多个所述同族发动机；
[0110]
同族音频采集单元，用于采集获取多个所述同族发动机的音频信息，获得所述同族音频信息集合。
[0111]
进一步的，所述运行状态分析模块14还包括：
[0112]
运行状态采集单元，用于采集获取多个所述同族发动机在所述预设时间范围内的运行状态信息，获得多个运行状态信息集合；
[0113]
参数分析执行单元，用于根据多个所述同族音频参数集合，分别分析多个所述同族音频参数集合与多个所述运行状态信息集合之间的相关性，获得所述相关性集合。
[0114]
进一步的，所述参数分析执行单元还包括：
[0115]
参数排序执行单元，用于将多个所述同族音频参数集合内的音频参数信息按照时序进行排序，获得多个子序列；
[0116]
状态时序处理单元，用于将多个所述运行状态信息集合内的运行状态信息按照时序进行排序，获得多个母序列；
[0117]
归一处理执行单元，用于对多个所述子序列和多个所述母序列进行归一化处理；
[0118]
关联系数获得单元，用于根据所述归一化处理的结果，通过下式计算第一同族发动机内，多个所述子序列和对应的母序列的影响关联系数，获得影响关联系数集合；
[0119][0120]
其中，ξ(k)为第i个子序列内第k个数据与母序列内第k个数据的影响关联系数，ρ为可调节计算系数；
[0121]
关联计算执行单元，用于根据所述影响关联系数集合，计算获得第一同族发动机内，多个所述子序列和母序列的数据相关性，获得第一子相关性集合；
[0122]
计算结果获得单元，用于计算获得全部同族发动机内多个所述子序列和母序列的子相关性集合；
[0123]
计算结果处理单元，用于根据多个所述子相关性集合，计算获得所述相关性集合。
[0124]
进一步的，所述音频特征获得模块15还包括：
[0125]
运行变化分析单元，用于根据所述相关性集合，获得多个所述音频特征与所述目
标发动机和所述同族发动机的运行状态变化之间的相关性；
[0126]
音频特征排序单元，用于选择相关性最大的k个音频特征，作为k个主音频特征。
[0127]
进一步的，所述运行状态分析模块17还包括：
[0128]
参数序列确定单元，用于将k个所述主同族音频参数集合内的主同族音频参数信息按照时序进行排序，获得k个主同族音频参数序列；
[0129]
音频参数确定单元，用于将所述主音频参数集合内的主音频参数信息按照时序进行排序，获得主音频参数序列；
[0130]
音频相似分析单元，用于分析所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，获得相似度集合；
[0131]
分析结果选择单元，用于选取所述相似度集合中的最大相似度；
[0132]
运行状态确定单元，用于采集获取所述最大相似度对应的同族发动机当前的运行状态，作为分析获得的所述目标发动机的运行状态。
[0133]
进一步的，所述音频相似分析单元还包括：
[0134]
变化函数获得单元，用于将所述主音频参数序列进行拟合，获得主音频参数变化函数；
[0135]
变化函数生成单元，用于将k个所述主同族音频参数序列进行拟合，获得k个主同族音频参数变化函数；
[0136]
斜率分析执行单元，用于分析所述主音频参数变化函数和k个所述主同族音频参数变化函数的斜率相似度；
[0137]
数值分析执行单元，用于分析所述主音频参数变化函数和k个所述主同族音频参数变化函数的数值相似度；
[0138]
分析结果生成单元，用于将所述斜率相似度和数值相似度进行加权计算，获得所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，获得所述相似度集合。
[0139]
综上所述的任意一项方法或者步骤可作为计算机指令或程序存储在各种不限类型的计算机存储器中，通过各种不限类型的计算机处理器识别计算机指令或程序，进而实现上述任一项方法或者步骤。
[0140]
基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

技术特征：

1.一种音频处理系统，其特征在于，所述系统包括：音频信息采集模块，用于采集获取目标发动机预设时间范围内的音频信息，其中，所述目标发动机为待根据音频分析运行状态的发动机；同族音频采集模块，用于采集获取所述音频信息的同族音频信息，获得同族音频信息集合；音频处理分析模块，用于对所述音频信息和所述同族音频信息进行音频处理分析，获得多个音频特征类型的音频参数信息，得到多个音频参数集合和多个同族音频参数集合；运行状态分析模块，用于根据多个所述同族音频参数集合，分析多个所述音频特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，获得相关性集合；音频特征获得模块，用于根据所述相关性集合，获得多个主音频特征；音频参数提取模块，用于根据多个所述音频参数集合和多个所述同族音频参数集合，提取获得多个所述主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合；运行状态分析模块，用于根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，分析所述目标发动机的运行状态。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述同族音频采集模块还包括：全局信息采集单元，用于采集获取全部的发动机信息，获得发动机信息集合；特征信息采集单元，用于采集所述发动机信息集合内各发动机信息的特征信息，获得特征信息集合；特征聚类执行单元，用于根据所述特征信息集合，对所述发动机信息集合内的发动机进行聚类，获得多个聚类结果；目标特征采集单元，用于采集获取所述目标发动机的目标特征信息；聚类结果应用单元，用于根据所述目标特征信息，获得对应的聚类结果，将所述对应的聚类结果中的多个发动机作为多个所述同族发动机；同族音频采集单元，用于采集获取多个所述同族发动机的音频信息，获得所述同族音频信息集合。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运行状态分析模块还包括：运行状态采集单元，用于采集获取多个所述同族发动机在所述预设时间范围内的运行状态信息，获得多个运行状态信息集合；参数分析执行单元，用于根据多个所述同族音频参数集合，分别分析多个所述同族音频参数集合与多个所述运行状态信息集合之间的相关性，获得所述相关性集合。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述分别分析多个所述同族音频参数集合与多个所述运行状态信息集合之间的相关性，包括：参数排序执行单元，用于将多个所述同族音频参数集合内的音频参数信息按照时序进行排序，获得多个子序列；状态时序处理单元，用于将多个所述运行状态信息集合内的运行状态信息按照时序进行排序，获得多个母序列；归一处理执行单元，用于对多个所述子序列和多个所述母序列进行归一化处理；关联系数获得单元，用于根据所述归一化处理的结果，通过下式计算第一同族发动机内，多个所述子序列和对应的母序列的影响关联系数，获得影响关联系数集合；
其中，ξ(k)为第i个子序列内第k个数据与母序列内第k个数据的影响关联系数，ρ为可调节计算系数；关联计算执行单元，用于根据所述影响关联系数集合，计算获得第一同族发动机内，多个所述子序列和母序列的数据相关性，获得第一子相关性集合；计算结果获得单元，用于计算获得全部同族发动机内多个所述子序列和母序列的子相关性集合；计算结果处理单元，用于根据多个所述子相关性集合，计算获得所述相关性集合。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述音频特征获得模块还包括：运行变化分析单元，用于根据所述相关性集合，获得多个所述音频特征与所述目标发动机和所述同族发动机的运行状态变化之间的相关性；音频特征排序单元，用于选择相关性最大的k个音频特征，作为k个主音频特征。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于进一步的，所述运行状态分析模块还包括：参数序列确定单元，用于将k个所述主同族音频参数集合内的主同族音频参数信息按照时序进行排序，获得k个主同族音频参数序列；音频参数确定单元，用于将所述主音频参数集合内的主音频参数信息按照时序进行排序，获得主音频参数序列；音频相似分析单元，用于分析所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，获得相似度集合；分析结果选择单元，用于选取所述相似度集合中的最大相似度；运行状态确定单元，用于采集获取所述最大相似度对应的同族发动机当前的运行状态，作为分析获得的所述目标发动机的运行状态。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述分析所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，包括：变化函数获得单元，用于将所述主音频参数序列进行拟合，获得主音频参数变化函数；变化函数生成单元，用于将k个所述主同族音频参数序列进行拟合，获得k个主同族音频参数变化函数；斜率分析执行单元，用于分析所述主音频参数变化函数和k个所述主同族音频参数变化函数的斜率相似度；数值分析执行单元，用于分析所述主音频参数变化函数和k个所述主同族音频参数变化函数的数值相似度；分析结果生成单元，用于将所述斜率相似度和数值相似度进行加权计算，获得所述主音频参数序列与k个所述主同族音频参数序列的相似度，获得所述相似度集合。8.一种音频处理方法，其特征在于，所述方法包括：采集获取目标发动机预设时间范围内的音频信息，其中，所述目标发动机为待根据音频分析运行状态的发动机；采集获取所述音频信息的同族音频信息，获得同族音频信息集合；
对所述音频信息和所述同族音频信息进行音频处理分析，获得多个音频特征类型的音频参数信息，得到多个音频参数集合和多个同族音频参数集合；根据多个所述同族音频参数集合，分析多个所述音频特征与所述目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，获得相关性集合；根据所述相关性集合，获得多个主音频特征；根据多个所述音频参数集合和多个所述同族音频参数集合，提取获得多个所述主音频特征的多个主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合；根据多个所述主音频参数集合以及多个主同族音频参数集合，分析所述目标发动机的运行状态。

技术总结

本发明提供了音频处理系统及其方法，涉及音频分析处理技术领域，通过处理分析目标发动机和同族发动机音频信息，获得音频参数集合和同族音频参数集合，根据同族音频参数集合分析音频特征与目标发动机及同族发动机的运行状态变化之间的相关性，根据相关性获得多个主音频特征；根据音频参数集合和同族音频参数集合，提取主音频特征的主音频参数以及主同族音频参数，进行目标发动机的运行状态的分析。解决了现有技术中对发动机进行故障诊断需要结合多种参数进行，发动机综合故障的分析判断复杂度和诊断成本较高的技术问题。达到了快速高效的根据音频处理进行目标发动机故障诊断且故障诊断的复杂度和诊断成本降低的技术效果。故障诊断的复杂度和诊断成本降低的技术效果。故障诊断的复杂度和诊断成本降低的技术效果。