改进CNN的供水管道泄漏声音识别

作者：杨智伦; 朱铮涛^*; 陈树雄; 李博; 招祖炜

来源：国外电子测量技术, 2023, 42(01): 153-158.

DOI：10.19652/j.cnki.femt.2204222

• 供水管道
• 泄漏声音
• 卷积神经网络
• ShuffleNet V2
• CBAM

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(convolutional neural network, 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(user datagram protocol/internet protocol, 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ShuffleNet V2进行训练和识别；其次引入卷积注意力模块(convolution block attention module, CBAM)到网络模型中，并对ShuffleNet V2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MobileNet V3、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。

• 单位
  广东工业大学; 机电工程学院; 电子科技大学中山学院