音频片段的提取方法、装置、设备以及存储介质与流程

本公开涉及声学检测，特别涉及一种音频片段的提取方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术：

1、在风力发电领域，利用非接触式声学检测技术对风机的叶片扫风声进行检测，是评估叶片状态、保障风机安全运行的重要手段，因此如何对扫风声的音频片段进行提取至关重要。在实际的风机运行环境中，由于风噪、环境底噪等干扰信号持续时间长，且这些干扰信号在扫风声的音频信号中占比较高，容易在扫风声的音频信号中产生伪峰值，这些伪峰值会扰乱扫风声的音频信号，导致难以提取出扫风声的音频片段。

技术实现思路

1、本公开提供一种音频片段的提取方法、装置、设备以及存储介质，以从音频信号中有效提取出叶片扫风声的音频片段。本公开的技术方案如下：

2、根据本公开实施例的一方面，提供了一种音频片段的提取方法，包括：

3、基于风机运行过程中采集到的音频信号，获取所述音频信号的音频特征序列，所述音频特征序列用于表征所述音频信号的各个音频片段中目标频段的能量；

4、在所述音频特征序列上滑动第一窗口，对于每个第一窗口，确定所述第一窗口的第一特征点，所述第一特征点为所述第一窗口内音频特征子序列中能量最大的特征点；

5、在相邻第一窗口的多个第一特征点中，确定多个第二特征点，所述第二特征点为位于同一音频片段的第一特征点；

6、基于多个第二特征点，在所述音频信号中提取叶片扫风声的音频片段。

7、根据本公开实施例的另一方面，提供了一种音频片段的提取装置，包括：

8、特征序列确定模块，被配置为基于风机运行过程中采集到的音频信号，获取所述音频信号的音频特征序列，所述音频特征序列用于表征所述音频信号的各个音频片段中目标频段的能量；

9、第一特征点确定模块，被配置为在所述音频特征序列上滑动第一窗口，对于每个第一窗口，确定所述第一窗口的第一特征点，所述第一特征点为所述第一窗口内音频特征子序列中能量最大的特征点；

10、第二特征点确定模块，被配置为在相邻第一窗口的多个第一特征点中，确定多个第二特征点，所述第二特征点为位于同一音频片段的第一特征点；

11、音频片段提取模块，被配置为基于多个第二特征点，在所述音频信号中提取叶片扫风声的音频片段。

12、在一些实施例中，该装置还包括：

13、窗口参数设置模块，被配置为：基于第一时间确定所述第一窗口的窗口长度，所述第一时间为相邻两个叶片经过同一位置所需的时间；

14、基于第二时间确定所述第一窗口的滑动步长，所述第二时间为叶片转动时采集到一次扫风声的时间。

15、在一些实施例中，该装置还包括：

16、音频片段划分模块，被配置为基于时间粒度将所述音频信号划分为多个音频片段，所述时间粒度基于所述叶片的转动参数而设置。

17、在一些实施例中，该装置还包括：

18、第一筛选模块，被配置为：在所述音频特征序列上滑动第二窗口，所述第二窗口的性质、窗口长度及滑动步长均与第一窗口不同；

19、对于每个第二窗口，基于所述第二窗口内音频特征子序列中的第二特征点，确定所述第二窗口的能量阈值，所述能量阈值用于表征所述音频信号中扫风声的能量极限；

20、对于每个第二窗口，筛选掉所述第二窗口内能量大于所述能量阈值的第二特征点；

21、音频片段提取模块，被配置为基于筛选后的多个第二特征点，在所述音频信号中提取叶片扫风声的音频片段。

22、在一些实施例中，第一筛选模块，被配置为：对于每个第二窗口，基于所述第二窗口内音频特征子序列中的第二特征点，确定所述第二窗口中的基准能量值，所述基准能量值用于表征所述第二窗口中扫风声的能量参考值；

23、对于每个第二窗口，基于所述第二窗口的基准能量值和能量比例系数，确定所述第二窗口的能量阈值，所述能量比例系数用于表征扫风声相对于所述能量参考值的能量偏差程度。

24、在一些实施例中，第一筛选模块，被配置为：对于每个第二窗口，若所述第二窗口内音频特征子序列中的第二特征点不为空，基于所述第二窗口中的第二特征点，确定所述第二窗口中的基准能量值；

25、对于每个第二窗口，若所述第二窗口内音频特征子序列中的第二特征点为空，基于所述第二窗口中的特征点，确定所述第二窗口中的基准能量值。

26、在一些实施例中，第一筛选模块，被配置为：对于每个第二窗口，将所述第二窗口内音频特征子序列中能量大于所述能量阈值的特征点标记为第一状态，将能量小于或者等于所述能量阈值的特征点标记为第二状态；

27、基于多个第二窗口中特征点的标记状态，构建所述音频特征序列的状态标记矩阵；

28、基于所述状态标记矩阵，从各第二窗口内筛选掉被标记为第一状态的第二特征点。

29、在一些实施例中，该装置还包括：

30、第二筛选模块，被配置为基于筛选后的多个第二特征点所属的音频片段，确定多个第三特征点，所述第三特征点为与相邻第二特征点所处的音频片段之间满足预设索引条件的第二特征点，所述预设索引条件与相邻两个叶片经过同一位置所需的时间关联；

31、音频片段提取模块，被配置为基于多个第三特征点，在所述音频信号中提取叶片扫风声的音频片段。

32、在一些实施例中，音频片段提取模块，被配置为在所述音频信号中以所述第二特征点为中心，提取所述第二特征点周围预设时长内的片段，得到叶片扫风声的多个音频片段。

33、根据本公开实施例的另一方面，提供一种计算机设备，该计算机设备包括：

34、一个或多个处理器；

35、用于存储该处理器可执行程序代码的存储器；

36、其中，该处理器被配置为执行该程序代码，以实现上述音频片段的提取方法。

37、根据本公开实施例的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，当该计算机可读存储介质中的程序代码由计算机设备的处理器执行时，使得计算机设备能够执行上述音频片段的提取方法。

38、根据本公开实施例的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述音频片段的提取方法。

39、本公开实施例提供的技术方案，将音频信号转换为音频特征序列，并在该序列上滑动第一窗口，提取每个窗口内能量最大的特征点作为第一特征点，以锁定各窗口的潜在扫风声位置；接着通过相邻窗口的第一特征点，筛选出位于同一音频片段的点作为第二特征点；最终基于第二特征点在音频信号中提取扫风声音频片段。由于扫风声信号与噪声信号在时序特性上存在稳定性差异，通过限定相邻第一窗口的第一特征点需位于同一音频片段这一条件来确定第二特征点，能够利用扫风声信号在时序上的稳定性特征，将随机的噪声信号的伪峰值滤除，从而有效提取出叶片扫风声的音频片段。

40、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

1.一种音频片段的提取方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的音频片段的提取方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的音频片段的提取方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的音频片段的提取方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求4所述的音频片段的提取方法，其特征在于，所述对于每个第二窗口，基于所述第二窗口内音频特征子序列中的第二特征点，确定所述第二窗口的能量阈值包括：

6.根据权利要求5所述的音频片段的提取方法，其特征在于，所述对于每个第二窗口，基于所述第二窗口内音频特征子序列中的第二特征点，确定所述第二窗口中的基准能量值包括：

7.根据权利要求4所述的音频片段的提取方法，其特征在于，所述对于每个第二窗口，筛选掉所述第二窗口内能量大于所述能量阈值的第二特征点包括：

8.根据权利要求4所述的音频片段的提取方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.根据权利要求1所述的音频片段的提取方法，其特征在于，所述基于多个第二特征点，在所述音频信号中提取叶片扫风声的音频片段包括：

10.一种音频片段的提取装置，其特征在于，包括：

11.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机可读存储介质中的指令由计算机设备的处理器执行时，使得所述计算机设备能够执行如权利要求1至9任一项所述的音频片段的提取方法。

13.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的音频片段的提取方法。