(19)国家知识产权局
(12)发明 专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请 号 202211381286.3
(22)申请日 2022.11.07
(71)申请人 海纳科德 (湖北) 科技有限公司
地址 430223 湖北省武汉市武汉东湖新 技
术开发区高新大道999号武汉未来科
技城龙山创新园一期C1栋 5楼505室
(72)发明人 余永升 章林柯 胡永文
(74)专利代理 机构 武汉知产时代知识产权代理
有限公司 42 238
专利代理师 万文广
(51)Int.Cl.
G06K 9/00(2022.01)
G06K 9/62(2022.01)
(54)发明名称
一种可迁移的特征自动选取声学诊断方法
及系统
(57)摘要
本发明涉及声学诊断领域, 提供一种可迁移
的特征自动选取声学诊断方法及系统, 包括: S1:
获取原始音频, 对所述原始音频进行特征提取处
理, 获得声学特征; S2: 通过混合特征选 择模型对
所述声学特征进行筛选, 获得最优特征子集; S3:
通过所述最优特征子集构建特征矩阵; S4: 通过
集成诊断模块对 所述特征矩阵进行诊断, 获得声
学诊断结果。 本发明通过SFS ‑SVM模型、 SFS ‑KNN
模型、 RFE ‑RF模型、 RFE ‑XGB模型和MIC模型综合
构建的混合特征选择模型, 可以将多种特征选择
方法获得的选择结果进行综合分析, 获得最佳的
声学诊断, 极大的提高了声学诊断结果的鲁棒
性。
权利要求书4页 说明书11页 附图2页
CN 115545086 A
2022.12.30
CN 115545086 A
1.一种可迁移的特 征自动选取声学诊断方法, 其特 征在于, 包括:
S1: 获取原 始音频, 对所述原 始音频进行 特征提取处 理, 获得声学 特征;
S2: 通过混合特 征选择模型对所述声学 特征进行筛 选, 获得最优特 征子集;
S3: 通过所述最优特征子集构建特 征矩阵;
S4: 通过集成诊断模块对所述特 征矩阵进行诊断, 获得声学诊断结果。
2.根据权利要求1所述的可迁移的特征自动选取声学诊断方法, 其特征在于, 步骤S1具
体为:
S11: 对所述原始音频依次进行预加重处理、 分帧处理和加窗处理, 获得预处理后的音
频;
S12: 从所述预处理后的音频中提取声学特征, 所述声学特征包括: 时域特征、 频域特
征、 小波域特征和波形 特征。
3.根据权利要求1所述的可迁移的特征自动选取声学诊断方法, 其特征在于, 所述混合
特征选择模型包括: SFS ‑SVM模型、 SFS ‑KNN模型、 RFE ‑RF模型、 RFE ‑XGB模型和MIC模型。
4.根据权利要求3所述的可迁移的特征自动选取声学诊断方法, 其特征在于, 步骤S2具
体为:
S21: 通过SFS ‑SVM模型计算获得SFS ‑SVM模型准确率达到最高时所用的特征集合FT1, 通
过SFS‑KNN模型计算获得SFS ‑KNN模型准确率达 到最高时所用的特 征集合FT2;
S22: 通过RFE ‑RF模型计算获得RFE ‑RF模型准确率达到最高时所用的特征集合FT3, 通过
RFE‑XGB模型计算获得RFE ‑XGB模型准确率达 到最高时所用的特 征集合FT4;
S23: 通过MIC模型计算获得MIC模型的最优特 征的排序Ran kMIC;
S24: 计算获得最优特征子集的最大集合Fmax和最优特征子集的最小集合Fmin;
,
;
S25: 构建新 排名, 获取新 排名下前T个特征集合FT, FT满足条件:
;
S26: 计算获得最优特 征子集Fa,
;
为最小特征子集选取函数。
5.根据权利要求4所述的可迁移的特征自动选取声学诊断方法, 其特征在于, 步骤S21
具体为:
S211: 设置SVM特征集合、 KNN特征集合和计数k, 将SVM特征集合初 始化为空集F(SVM,0), 将
KNN特征集合初始化 为空集F(KNN,0), 将k的值初始化 为1;
S212: 判断计数k 的值, 若k≤m则进入步骤S213, 否则进入步骤S218; m为提取的声学特
征集合中的特 征数量;
S213: 计算获得第k次SFS ‑SVM模型的最优特 征ftk, 计算公式为:
权 利 要 求 书 1/4 页
2
CN 115545086 A
2其中,
为最优特征选取函数, F(SVM,k‑1)为第k‑1次更新后的SVM特征集合, GSVM
()为SFS ‑SVM模型的评价函数, X为声学特征数据, F为声学特征集合, fj为声学特征集合中
的第j个特 征, j为特 征的编号;
S214: 将ftk添加至SVM特征集合中, 获得第k次更新后的SVM特征集合F(SVM,k), 计算公式
为:
;
通过第k次svm的评价函数获得第k次更新后的svm特征集合的准确率
, 计算
公式为:
S215: 计算获得第k次SFS ‑KNN模型的最优特 征fpk, 计算公式为:
其中, F(KNN,k‑1)为第k‑1次更新后的KN N特征集合, GKNN()为SFS‑KNN模型的评价 函数;
S216: 将fpk添加至KNN特征集合中, 获得第k次更新后的KNN特征集合F(KNN,k), 计算公式
为:
;
通过第k次KNN的评价函数获得第k次更新后的KNN特征集合的准确率
, 计
算公式为:
S217: 令k=k+1, 返回步骤S212;
S218: 计算获得svm的最终排序, 计算公式为:
;
其中, Rank(SVM,F)为SVM特征集合 中最优特征的排序,
为SVM特征集合中
准确率的排序;
计算获得 KNN的最终排序, 计算公式为:
;
其中, Rank(KNN,F)为KNN特征集合中最优特征的排序,
为KNN特征集合
中准确率的排序;
S219: 计算获得SFS ‑SVM模型准确率达 到最高时所用的特 征集合FT1, 计算公式为:
其中, T1为SFS ‑SVM模型达 到最高准确率时所用特 征个数;
计算获得SFS ‑KNN模型准确率达 到最高时所用的特 征集合FT2, 计算公式为:
其中, T2为SFS ‑KNN模型达到最高准确率时所用特 征个数。权 利 要 求 书 2/4 页
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专利 一种可迁移的特征自动选取声学诊断方法及系统
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