(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 202210511968.5 (22)申请日 2022.05.12 (71)申请人 杭州兆华电子股份有限公司 地址 311100 浙江省杭州市余杭区中泰街 道仙桥路10号3幢 (72)发明人 曹祖杨　周航　张鑫　闫昱甫　 方吉　陈晓丽　黄铖栋　陶慧芳　 (74)专利代理 机构 浙江千克知识产权代理有限 公司 33246 专利代理师 孙琦 (51)Int.Cl. G06K 9/00(2022.01) G06V 10/77(2022.01) G06V 10/762(2022.01) G06K 9/62(2022.01)G01R 31/12(2006.01) (54)发明名称 一种改进Kmeans的局部放电信号成像方法 (57)摘要 本发明涉及一种改进Kmeans的局部放电信 号成像方法， 使用多个采集设备同时采集声信号 的频谱图， 并拼接为一个图矩阵； 使用PCA方法降 维得到降维矩阵； 使用Kmeans方法对降维矩阵做 异常值筛选并标记异常声信号， 删除异常声信 号， 计算剩余的声信号的位置并做合并计算， 得 到局部放电信号的精确位置。 本发 明的方法能够 识别出受环 境噪声影响较大的声信号， 并将其剔 除， 只保留采集了局部放电信号的声信号， 并对 其进行成像， 从而尽量避免环境噪声的影响。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114626423 A 2022.06.14 CN 114626423 A 1.一种改进Kmeans的局部放电信号成像方法， 其特征在于， 所述方法具体包括如下步 骤： S1、 配置若干个位置不同的采集设备， 使用所述若干个采集设备同时采集若干个声信 号的频谱图； S2、 将所述若干个频谱图拼接为 一个图矩阵； S3、 使用PCA方法对所述图矩阵降维， 得到所述图矩阵的降维矩阵； S4、 使用Kmeans方法对所述降维矩阵做异常值筛选， 为所述异常值对应的声信号添加 第一异常标记； S5、 选取具有所述第一异常标记的声信号， 将其删除； S6、 计算剩余的声信号的位置， 得到若干个所述局部放电信号的位置； S7、 将所述局部放电信号的位置做合并计算， 得到所述局部放电信号的精确位置 。 2.如权利要求1所述的一种改进Kmeans的局部放电信号成像方法， 其特 征在于： 所述步骤S4之后还包括步骤S41、 使用孤立森林方法对所述降维矩阵做异常值筛选， 为 所述异常值对应的声信号添加第二异常标记； 所述步骤S5为： 选取 具有所述第一异常标记及所述第二异常标记的声信号， 将其删除。 3.如权利 要求1所述的一种改进Kmeans的局部放电信号成像方法， 其特征在于， 所述步 骤S2具体包括： S21、 将每 个所述频谱图转换为灰度图； S22、 将所述灰度图的尺寸 规范化； S23、 将每个所述灰度图的全部像素列首尾拼接， 得到若干代表其原本灰度图的合并像 素列； S24、 将若干所述 合并像素列排列为图矩阵。 4.如权利 要求1所述的一种改进Kmeans的局部放电信号成像方法， 其特征在于， 所述步 骤S3具体包括： S31、 设所述图矩阵中的每一列为xi， 定义平均矩阵 ， 定义协方差矩阵 ； S32、 对所述协方差矩阵进行 特征值分解， 求得 特征值 ； S33、 将所述特征值 按照大小排序， 设前k个特征值与总特征值 的比值为特征值贡献 率 λ； S34、 取 λ>90%的k 值； S35、 对所述图矩阵中的每一列进行列标准归一化， 设迭代数t  = 1， 初始化矩阵 ， 且 ； S36、 计算对角矩阵D， 所述对角矩阵D的对角元素 ， 其中p为0 ‑2 的任意数； S37、 计算所述 ；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114626423 A 2S38、 迭代所述 步骤S36‑S37， 直到所述 不再变化； S39、 将xi与 的差值做投影 变换得到所述降维矩阵， 所述降维矩阵中的元 素 。 5.如权利 要求1所述的一种改进Kmeans的局部放电信号成像方法， 其特征在于， 所述步 骤S4中， 所述Kmeans方法中聚类的总类别以2 ‑10迭代。 6.如权利 要求1所述的一种改进Kmeans的局部放电信号成像方法， 其特征在于， 所述步 骤S6具体包括： S61、 选取一个声信号， 设置若干个假定声源位置； S62、 根据 所述声信号， 通过波束形成计算得到该声信号在各个所述假定声源位置的声 强； S63、 使用差分进化算法迭代所述声源位置， 直到所述声强收敛至最大值， 将所述迭代 后的假定声源位置作为所述局部放电信号的位置； S64、 返回步骤S61， 直到所有 声信号都被选取。 7.如权利 要求1所述的一种改进Kmeans的局部放电信号成像方法， 其特征在于， 所述步 骤S7的合并运 算具体包括： S71、 根据每个局部放电信号的位置及其采集设备的位置， 将局部放电信号的位置归入 同一坐标系； S72、 将若干个所述局部放电信号的位置取平均值， 得到所述局部放电信号的精确位 置。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114626423 A 3