弹性波特征获取方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本申请属于通信领域，具体涉及一种弹性波特征获取方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

随着人工智能技术的不断发展，传感器的应用日益广泛。人工智能系统可以通过传感器接收其他信号源发送的信号，提取信号中弹性波特性，根据弹性波特性识别信号的种类，并根据信号种类进行如模式识别等操作。

然而，由于受到传感器的结构以及形状等因素的影响，使得传感器在不同方向上接收的同一激励源产生信号的弹性波特征不同，例如：弹性波的频谱特性不同，或者弹性波的频点有偏移等，从而导致无法准确获取弹性波特征的问题。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种弹性波特征获取方法、装置、电子设备和存储介质，能够解决无法准确获取弹性波特性的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种弹性波特性获取方法，包括：

采集两个以上弹性波信号，其中，所述弹性波信号由同一个激励源产生；

获取全部所述弹性波信号的信号特征求和结果；

根据所述信号特征求和结果确定所述激励源的特征信息。

可选的，所述获取全部所述弹性波信号的信号特征求合结果包括：

将每个所述弹性波信号划分为两个以上子数据；

将全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据求和，根据所述子数据求和的结果确定所述信号特征求和结果。

可选的，所述将全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据求和，根据所述子数据求和的结果确定所述信号特征求和结果包括：

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的信号时域求和，对求和后的信号进行频域变换，计算频域变换后的弹性波信号的信号特征求和结果；或者，

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的时域信号进行频域变换，对全部所述弹性波频域信号进行求和，计算频域信号求和后的弹性波信号的信号特征求和结果；或者，

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的时域信号进行频域变换，计算频谱变换后弹性波信号的信号特征，对计算的弹性波信号的信号特征求和获取信号特征求和结果。

可选的，所述对所述弹性波频域信号进行求和包括：

对所述弹性波频域信号计算的功率谱密度进行求和；或者，

对所述弹性波频域信号计算的功率谱进行求和；或者，

对所述弹性波频域信号计算的幅值谱进行求和；或者，

对所述弹性波频域信号计算的能量谱进行求和；或者，

对所述弹性波频域信号计算的频域共振峰进行求和；或者，

对所述弹性波频域信号计算的频域包络线进行求和；或者，

对所述弹性波频域信号计算的频域均值线进行求和；或者，

对所述弹性波频域信号计算的频域中值线进行求和。

可选的，所述根据所述子数据求和的结果确定所述信号特征求和结果包括：

对所述子数据求和的结果进行均值计算，获取所述弹性波信号的一维目标频域求和特征结果；或者，

按照所述子数据的先后顺序，对所述子数据求和特征结果进行时序拼接计算，获取所述弹性波信号的二维目标频域求和特征结果。

可选的，所述将每个所述弹性波信号划分为两个以上子数据之前还包括：

根据预先设置的起始时间阈值，获取所述弹性波信号的波头位置；

根据所述波头位置以及预先设置的数据获取长度，获取所述弹性波信号的数据。

可选的，所述获取全部所述弹性波信号的信号特征求和结果之后，还包括：

对所述信号特征求和结果进行正向归一化，获取第一归一化信号特征求和结果；

对所述第一归一化信号特征求和结果进行占比归一化，获取第二归一化信号特征求和结果；

对所述第二归一化信号特征求和结果进行中心归一化，获取第三归一化信号特征求和结果；

所述根据所述信号特征求和结果确定所述激励源的特征信息具体为：

根据所述第三归一化信号特征求和结果确定所述激励源的特征信息。

第二方面，本申请实施例提供了一种弹性波特征获取装置，包括：

采集模块，用于采集两个以上弹性波信号，其中，所述弹性波信号由同一个激励源产生；

第一获取模块，用于获取全部所述弹性波信号的信号特征求和结果；

第二获取模块，用于根据所述信号特征求和结果确定所述激励源的特征信息。

可选的，所述第一获取模块包括：

划分子模块，用于将每个所述弹性波信号划分为两个以上子数据；

第一获取子模块，将全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据求和，根据所述子数据求和的结果确定所述信号特征求和结果。

可选的所述第一获取子模块用于：

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的信号时域求和，对求和后的信号进行频域变换，计算频域变换后的弹性波信号的信号特征求和结果；或者，

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的时域信号进行频域变换，对全部所述弹性波频域信号进行求和，计算频域信号求和后的弹性波信号的信号特征求和结果；或者，

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的时域信号进行频域变换，计算频谱变换后弹性波信号的信号特征，对计算的弹性波信号的信号特征求和获取信号特征求和结果。

可选的，所述第一获取子模块用于：

对所述子数据求和的结果进行均值计算，获取所述弹性波信号的一维目标频域求和特征结果；或者，

按照所述子数据的先后顺序，对所述子数据求和特征结果进行时序拼接计算，获取所述弹性波信号的二维目标频域求和特征结果。

可选的，所述第一获取模块还用于：

根据预先设置的起始时间阈值，获取所述弹性波信号的波头位置；

根据所述波头位置以及预先设置的数据获取长度，获取所述弹性波信号的数据。

可选的，本申请实施例提供的弹性波特征获取装置，还包括：

第一归一化模块，用于对所述信号特征求和结果进行正向归一化，获取第一归一化信号特征求和结果；

第二归一化模块，用于对所述第一归一化信号特征求和结果进行占比归一化，获取第二归一化信号特征求和结果；

第三归一化模块，用于对所述第二归一化信号特征求和结果进行中心归一化，获取第三归一化信号特征求和结果；

所述第二获取模块，还用于根据所述第三归一化信号特征求和结果确定所述激励源的特征信息。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

在本申请实施例中，可以采集两个以上由同一个激励源产生的弹性波信号，并且根据采集到的所有弹性波信号的信号特征求和结果确定激励源的特征信息，相较于现有技术采用频率变换的方法，本申请实施例根据所有弹性波信号的信号特征求和获得的结果更加稳定、可靠；并且，由于对所有采集到的弹性波信号进行了信号特征求和，解决了现有技术接收弹性信号时存在方向异性导致的不同方向及位置的频谱存在差异的问题，由于激励源的特征信息是根据多个弹性波信号的信号特征求和结果获得的产物，使得激励源的特征信息更加准确、可靠。

附图说明

图1是本发明实施例提供的弹性波特征获取方法的流程图之一；

图2是图1所示的本发明实施例提供的弹性波特征获取方法中步骤102的流程图之一；

图3是图1所示的本发明实施例提供的弹性波特征获取方法中步骤102的流程图之二；

图4是本发明实施例提供的弹性波特征获取方法的流程图之二；

图5是本发明实施例提供的弹性波特征获取装置的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的弹性波特征获取方法、装置、电子设备和存储介质进行详细地说明。

参见图1，图1是本发明实施例提供的弹性波特征获取方法的流程图，如图1所示，包括：

步骤101，采集两个以上弹性波信号，其中，弹性波信号由同一个激励源产生。

需要说明的是，在本实施例中，同一个激励源每个时间点发射一个弹性波信号，步骤101具体是在同一个时间点上，通过两个以上弹性波传感器从不同的传输通道采集弹性波信号。步骤101采集的两个以上弹性波信号的内容相同，但由于方向异性等因素，可能导致各个弹性波信号的特征不同。

步骤102，获取全部弹性波信号的信号特征求和结果。

为了使本领域技术人员能够更清楚地理解步骤102公开的技术方案，如图2所示，步骤102可以包括：

步骤201，将弹性波信号的数据划分为两个以上子数据。

在本实施例中，划分子数据的方法可以包括两种：

一种是，将弹性波信号的数据划分成两个以上相互独立的子数据，各个子数据之间无重叠。

另一种是，将弹性波信号的数据划分成两个以上相互独立的子数据，任意两个相邻的子数据之间有部分重叠。

需要说明的是，本实施例不具体的划分方法进行限定，本实施例可以根据预先设置的时间间隔对步骤101采集到的各个弹性波信号的数据进行划分，例如：以0.5s为间隔进行划分，当然，以上仅为具体的举例说明，在实际的使用过程中，还可以采用例如平均分的方式将弹性波信号的数据划分成两个以上相同长度的子数据，此处不对每种情况进行一一赘述。

步骤202，将全部弹性波信号相同时间间隔对应的子数据求和，根据子数据求和的结果确定所述信号特征求和结果。

在本实施例中，步骤202具体可以通过如下任意一种方式实现：

第一，对全部弹性波信号相同时间间隔对应的子数据的信号时域求和，对求和后的信号进行频域变换，计算频域变换后的弹性波信号的信号特征求和结果。

第二，对全部弹性波信号相同时间间隔对应的子数据的时域信号进行频域变换，对全部弹性波频域信号进行求和，计算频域信号求和后的弹性波信号的信号特征求和结果。

第三，对全部弹性波信号相同时间间隔对应的子数据的时域信号进行频域变换，计算频谱变换后弹性波信号的信号特征，对计算的弹性波信号的信号特征求和获取信号特征求和结果。

当然，以上仅为具体的举例说明，在实际的使用过程中步骤202还可以通过其他方法实现，此处不做赘述。

在本实施例中，在弹性波信号的信号特征求和结果前，还可以包括对全部弹性波信号相同时间间隔对应的子数据的信号或信号特征取对数运算。

进一步地，针对以上三种实现方法，在本实施例中，对弹性波频域信号进行求和的步骤可以通过以下任意一种方法实现：

对弹性波频域信号计算的功率谱密度进行求和；或者，

对弹性波频域信号计算的功率谱进行求和；或者，

对弹性波频域信号计算的幅值谱进行求和；或者，

对弹性波频域信号计算的能量谱进行求和；或者，

对弹性波频域信号计算的频域共振峰进行求和；或者，

对弹性波频域信号计算的频域包络线进行求和；或者，

对弹性波频域信号计算的频域均值线进行求和；或者，

对弹性波频域信号计算的频域中值线进行求和。

进一步地，在本实施例中，步骤202根据子数据求和的结果确定信号特征求和结果的步骤可以包括：对子数据求和的结果进行均值计算，获取弹性波信号的一维目标频域求和特征结果；或者，按照子数据的先后顺序，对子数据求和特征结果进行时序拼接计算，获取弹性波信号的二维目标频域求和特征结果。

在本实施例中，由于步骤201可以在对弹性波信号的数据进行划分时，将相邻两个子数据部分重叠划分，使得步骤202计算弹性波信号的功率谱密度时，可以按照两个以上子数据的先后顺序，对子数据求和特征结果进行时序拼接计算，获取弹性波信号的二维目标频域求和特征结果。该方法解决了现有技术由于弹性波信号接收端存在同种接触物品不同样品的功率谱密度频点漂移问题。

可选的，为了避免不同数据通道获取的弹性波信号的数据差异性过大，如图3所示，步骤201之前还可以包括：

步骤203，根据预先设置的起始时间阈值，获取弹性波信号的波头位置。

步骤204，根据波头位置以及预先设置的数据获取长度，获取弹性波信号的数据。

通过以上步骤203和步骤204可以使步骤101采集到的各个弹性波信号的数据基本相同，避免由于数据采集时间以及采集长度不同而导致的数据差异性过大的问题。

步骤103，根据信号特征求和结果确定激励源的特征信息。

可选的，为了进一步保证弹性波信号的特征信息的准确性，如图4所示，步骤102之后还可以包括：

步骤104，对信号特征求和结果进行正向归一化，获取第一归一化信号特征求和结果。

具体的，步骤104可以通过如下公式(1)实现：

Result_B＝Result_A-min(Result_A)               (1)

其中，Result_A为信号特征求和结果，Result_B为第一归一化信号特征求和结果。

步骤105，对第一归一化信号特征求和结果进行占比归一化，获取第二归一化信号特征求和结果。

具体的，步骤105可以通过如下公式(2)实现：

Result_C＝Result_B./SUM(Result_B)              (2)

其中，Result_B为第一归一化信号特征求和结果，Result_C为第二归一化信号特征求和结果。

步骤106，对第二归一化信号特征求和结果进行中心归一化，获取第三归一化信号特征求和结果。

具体的，步骤106可以通过如下公式(3)实现：

Result_D＝Result_C-mean(Result_C)              (3)

其中，Result_C为第二归一化信号特征求和结果，Result_D为第三归一化信号特征求和结果。

此时，步骤103具体为：根据第三归一化信号特征求和结果确定激励源的特征信息。

在本申请实施例中，可以采集两个以上由同一个激励源产生的弹性波信号，并且根据采集到的所有弹性波信号的信号特征求和结果确定激励源的特征信息，相较于现有技术采用频率变换的方法，本申请实施例根据所有弹性波信号的信号特征求和获得的结果更加稳定、可靠；并且，由于对所有采集到的弹性波信号进行了信号特征求和，解决了现有技术接收弹性信号时存在方向异性导致的不同方向及位置的频谱存在差异的问题，由于激励源的特征信息是根据多个弹性波信号的信号特征求和结果获得的产物，使得激励源的特征信息更加准确、可靠。

需要说明的是，本申请实施例提供的弹性波特征获取方法，执行主体可以为弹性波特征获取装置，或者该弹性波特征获取装置中的用于执行弹性波特征获取方法的控制模块。本申请实施例中以弹性波特征获取装置执行弹性波特征获取方法为例，说明本申请实施例提供的弹性波特征获取装置。

参见图5，图5是本发明实施例提供的弹性波特征获取装置500的结构示意图，如图5所示，包括：

采集模块501，用于采集两个以上弹性波信号，其中，所述弹性波信号由同一个激励源产生；

第一获取模块502，用于获取全部所述弹性波信号的信号特征求和结果；

第二获取模块503，用于根据所述信号特征求和结果确定所述激励源的特征信息。

进一步的，所述第一获取模块502包括：

划分子模块，用于将每个所述弹性波信号划分为两个以上子数据；

第一获取子模块，将全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据求和，根据所述子数据求和的结果确定所述信号特征求和结果。

进一步地，所述第一获取子模块用于：

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的信号时域求和，对求和后的信号进行频域变换，计算频域变换后的弹性波信号的信号特征求和结果；或者，

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的时域信号进行频域变换，对全部所述弹性波频域信号进行求和，计算频域信号求和后的弹性波信号的信号特征求和结果；或者，

对全部所述弹性波信号相同时间间隔对应的所述子数据的时域信号进行频域变换，计算频谱变换后弹性波信号的信号特征，对计算的弹性波信号的信号特征求和获取信号特征求和结果。

进一步地，所述第一获取子模块用于：

对所述子数据求和的结果进行均值计算，获取所述弹性波信号的一维目标频域求和特征结果；或者，

按照所述子数据的先后顺序，对所述子数据求和特征结果进行时序拼接计算，获取所述弹性波信号的二维目标频域求和特征结果。

进一步地，所述第一获取模块还用于：

根据预先设置的起始时间阈值，获取所述弹性波信号的波头位置；

根据所述波头位置以及预先设置的数据获取长度，获取所述弹性波信号的数据。

进一步地，本实施例提供的弹性波特征获取装置，还可以包括：

第一归一化模块，用于对所述信号特征求和结果进行正向归一化，获取第一归一化信号特征求和结果；

第二归一化模块，用于对所述第一归一化信号特征求和结果进行占比归一化，获取第二归一化信号特征求和结果；

第三归一化模块，用于对所述第二归一化信号特征求和结果进行中心归一化，获取第三归一化信号特征求和结果；

所述第二获取模块，还用于根据所述第三归一化信号特征求和结果确定所述激励源的特征信息。

在本申请实施例中，可以采集两个以上由同一个激励源产生的弹性波信号，并且根据采集到的所有弹性波信号的信号特征求和结果确定激励源的特征信息，相较于现有技术采用频率变换的方法，本申请实施例根据所有弹性波信号的信号特征求和获得的结果更加稳定、可靠；并且，由于对所有采集到的弹性波信号进行了信号特征求和，解决了现有技术接收弹性信号时存在方向异性导致的不同方向及位置的频谱存在差异的问题，由于激励源的特征信息是根据多个弹性波信号的信号特征求和结果获得的产物，使得激励源的特征信息更加准确、可靠。

本申请实施例提供的弹性波特征获取装置能够实现图1至图4的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

可选地，如图6所示，本申请实施例还提供一种电子设备600，包括处理器601，存储器602，存储在存储器602上并可在所述处理器601上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器601执行时实现上述弹性波特征获取方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述弹性波特征获取方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述会议通话的恢复方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。