北大中文核心期刊国外电子测量技术DOI:10.19652/j.cnki.femt.2204222改进CNN的供水管道泄漏声音识别*杨智伦1朱铮涛1陈树雄1李博2招祖炜1(1.广东工业大学机电学院广州510006;2.电子科技大学中山学院机电工程学院中山528402)摘要:为了检测供水管道是否出现泄漏,同时针对人工检测精度低、背景噪音难以去除和现有检测设备的实用性低等问题,研究了一种基于卷积神经网络(convolutionalneuralnetwork,CNN)的供水管道泄漏声音识别方法。首先设计水下机器人的供水管道内部声音实时采集系统,并利用用户数据报协议(userdatagramprotocol/internetprotocol,UDP/IP)通信技术将该系统采集的声音信息上传至上位机,并对供水管道内的声音进行泄漏和不泄漏的划分且制作成数据集,提取泄漏音频和不泄漏音频样本的梅尔谱特征图,根据实时性选用轻量级卷积神经网络ShuffleNetV2进行训练和识别;其次引入卷积注意力模块(convolutionblockattentionmodule,CBAM)到网络模型中,并对ShuffleNetV2的Unit1单元进行改进,提出了Unit1_y单元;最后将改进后的网络与MobileNetV3、ResNet18等轻量级网络进行对比。试验结果表明,改进后的网络模型相较于其他的模型对供水管道漏泄声音识别效果最佳且参数量低,占用上位机运算资源少,测试集识别率达到92.14%,验证了算法的有效性。关键词:供水管道;泄漏声音;卷积神经网络;ShuffleNetV2;CBAM中图分类号:TP23文献标识码:A国家标准学科分类代码:520.6收稿日期:2022-08-03*基金项目:广东省科技计划(2021A0101180005)、广东省普通高校创新团队项目———机器人与智能装备团队(2020KCXTD035)项目资助ImprovedCNNforsoundrecognitionofwatersupplypipelineleakyYangZhilun1ZhuZhengtao1ChenShuxiong1LiBo2ZhaoZuwei1(1.CollegeofElectricalandMechanical,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,China;2.CollegeofMechanicalandElectricalEngineering,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina,Zhongshan528402,China)Abstract:Inordertomonitorwhetherthereisleakageinthewatersupplypipeline,aimingattheproblemsoflowmanualdetectionaccuracy,difficultremovalofbackgroundnoiseandlowpracticabilityofequipment,awatersupplypipelineleakagesoundrecognitionmethodbasedonlightweightconvolutionalneuralnetworkCNNisstudied.Firstly,thereal-timesoundacquisitionsysteminthewatersupplypipelineoftheunderwaterrobotisdesign...
