Denoising是从声音信号中消除噪音的过程，同时提高声音信号的质量和充分性。 Denoising Sound在语音处理，声音事件分类和机器故障检测系统中有许多应用。本文介绍了一种创建自动编码器来映射噪声机器声音以清洁声音的方法。声音中有几种类型的噪声，例如，环境噪声和信号处理方法产生的频率依赖性噪声。环境活动产生的噪音是环境噪声。在工厂中，可以通过车辆，钻探，人员在调查区，风和流水中进行交谈来产生环境噪音。这些噪音在声音记录中显示为尖峰。在本文的范围内，我们证明了以高斯分布和环境噪声的消除，并以感应电动机的水龙头水龙头噪声为特定示例。对所提出的方法进行了训练和验证，并在49个正常功能声音和197个水平错位故障声音（Mafaulda）中进行了验证。均方根误差（MSE）用作评估标准，用于评估使用拟议的自动编码器和测试集中的原始声音在deno的声音之间的相似性。当Denoise在正常函数类别的15个测试声音上两种类型的噪声时，MSE低于或等于0.14。当在水平错位故障类别上降低60个测试声音时，MSE低于或等于0.15。低MSE表明，生成的高斯噪声和环境噪声几乎都通过拟议的训练有素的自动编码器从原始声音中删除。

在许多应用程序中，信号denoising通常是任何后续分析或学习任务之前的第一个预处理步骤。在本文中，我们建议采用受信号处理启发的深度学习denoising模型，这是一个可学习的小波数据包变换版本。所提出的算法具有很少的可解释参数的显着学习能力，并且具有直观的初始化。我们提出了对参数的学习后修改，以使denoising适应不同的噪声水平。我们评估了提出的方法在两个案例研究中的性能，并将其与其他最先进的方法进行比较，包括小波schrinkage denoising，卷积神经网络，自动编码器和U-NET深模型。第一个案例研究基于设计的功能，通常用于研究算法的降解性质。第二个案例研究是音频背景删除任务。我们演示了所提出的算法如何与信号处理方法的普遍性以及深度学习方法的学习能力有关。特别是，我们评估了在用于培训的课程内外的结构化噪声信号上获得的降解性能。除了在培训课程内部和外部具有良好的降级信号外，我们的方法还表明，当添加不同的噪声水平，噪声类型和工件时，我们的方法尤其强大。

为了提倡研究基于深度学习的机器故障检测系统的研究，我们根据微小的声音数据集对拟议系统进行了案例研究。我们的案例研究调查了一个变异自动编码器（VAE），用于增强Valmet AB的小型钻头数据集。一个气门数据集包含134种声音，分为两类：从Valmet AB的一台钻机中记录的“异常”和“正常”，这是瑞典Sundsvall的一家公司，该公司为生物燃料的生产提供设备和流程。使用深度学习模型来检测如此小的声音数据集上的故障钻头通常没有成功。我们采用了VAE来通过合成原始声音的新声音来增加微小数据集中的声音数量。增强数据集是通过将这些合成的声音与原始声音相结合来创建的。我们使用了一个高通滤波器，其通带频率为1000 Hz和一个具有22 \ kern的Passband频率的低通滤波器0.16667EM000 Hz，以在增强数据集中的预处理声音中，然后将其转换为MEL频谱图。然后使用这些MEL频谱图对预训练的2D-CNN ALEXNET进行训练。与使用原始的小声音数据集进行训练预先训练的Alexnet时，使用增强声音数据集将CNN模型的分类结果提高了6.62 \％（94.12 \％（在增强数据集对87.5 \％训练的原始训练时，接受了87.5 \％）数据集）。

鉴于无线频谱的有限性和对无线通信最近的技术突破产生的频谱使用不断增加的需求，干扰问题仍在继续持续存在。尽管最近解决干涉问题的进步，但干扰仍然呈现出有效使用频谱的挑战。这部分是由于Wi-Fi的无许可和管理共享乐队使用的升高，长期演进（LTE）未许可（LTE-U），LTE许可辅助访问（LAA），5G NR等机会主义频谱访问解决方案。因此，需要对干扰稳健的有效频谱使用方案的需求从未如此重要。在过去，通过使用避免技术以及非AI缓解方法（例如，自适应滤波器）来解决问题的大多数解决方案。非AI技术的关键缺陷是需要提取或开发信号特征的域专业知识，例如CycrationArity，带宽和干扰信号的调制。最近，研究人员已成功探索了AI / ML的物理（PHY）层技术，尤其是深度学习，可减少或补偿干扰信号，而不是简单地避免它。 ML基于ML的方法的潜在思想是学习来自数据的干扰或干扰特性，从而使需要对抑制干扰的域专业知识进行侧联。在本文中，我们审查了广泛的技术，这些技术已经深入了解抑制干扰。我们为干扰抑制中许多不同类型的深度学习技术提供比较和指导。此外，我们突出了在干扰抑制中成功采用深度学习的挑战和潜在的未来研究方向。

在本文中，我们评估了基于对抗示例的深度学习的AED系统。我们测试多个安全性关键任务的稳健性，实现为CNNS分类器，以及由Google制造的现有第三方嵌套设备，该模型运行自己的黑盒深度学习模型。我们的对抗示例使用由白色和背景噪声制成的音频扰动。这种干扰易于创建，以执行和再现，并且可以访问大量潜在的攻击者，甚至是非技术精明的攻击者。我们表明，对手可以专注于音频对抗性投入，使AED系统分类，即使我们使用少量给定类型的嘈杂干扰，也能实现高成功率。例如，在枪声课堂的情况下，我们在采用少于0.05白噪声水平时达到近100％的成功率。类似于以前通过工作的工作侧重于来自图像域以及语音识别域的对抗示例。然后，我们寻求通过对策提高分类器的鲁棒性。我们雇用了对抗性培训和音频去噪。我们表明，当应用于音频输入时，这些对策可以是分离或组合的，在攻击时，可以成功地产生近50％的近50％。

高频（HF）信号在工业世界中普遍存在，对于监测工业资产具有很大的用途。大多数深度学习工具都是针对固定和/或非常有限的尺寸的输入和深入学习的许多成功应用，因为输入的工业情境使用作为输入的提取特征，这是手动和通常艰苦地获得原始信号的紧凑型表示。在本文中，我们提出了一个完全无监督的深度学习框架，能够提取原始HF信号的有意义和稀疏表示。我们嵌入了我们的架构的快速离散小波变换（FDWT）的重要属性，如（1）级联算法，（2）将小波，缩放和转换滤波器功能链接在一起的共轭正交过滤器属性，以及（3）系数去噪。使用深度学习，我们使这座架构完全学习：小波基座和小波系数去噪都是可知的。为实现这一目标，我们提出了一种新的激活函数，该激活函数执行小波系数的学习硬阈值。通过我们的框架，Denoising FDWT成为一个完全学习的无监督工具，既不需要任何类型的预处理，也不需要任何关于小波变换的先前知识。我们展示了在在开源声音数据集上执行的三种机器学习任务中嵌入所有这些属性的好处。我们对每个物业对架构的性能的影响进行了消融研究，达到了基线高于基线的结果和其他最先进的方法。

在工业应用中，电动机的故障近一半是由于滚动元件轴承（REB）的退化引起的。因此，准确估算REB的剩余使用寿命（RUL）对于确保机械系统的可靠性和安全至关重要。为了应对这一挑战，基于模型的方法通常受到数学建模的复杂性的限制。另一方面，传统的数据驱动方法需要巨大的努力来提取降解功能并构建健康指数。在本文中，提出了一个新颖的在线数据驱动框架，以利用深度卷积神经网络（CNN）的采用来预测轴承的统治。更具体地说，训练轴承的原始振动首先是使用Hilbert-huang变换（HHT）处理的，并将新型的非线性降解指标构建为学习标签。然后使用CNN来识别提取的降解指示器和训练轴承振动之间的隐藏模式，这使得可以自动估计测试轴承的降解。最后，通过使用$ \ epsilon $ -Support向量回归模型来预测测试轴承的规定。与最先进的方法相比，提出的规则估计框架的出色性能通过实验结果证明。提出的CNN模型的一般性也通过转移到经历不同操作条件的轴承来验证。

设想制造部门受到基于人工智能的技术的严重影响，计算能力和数据量的大幅增加。制造业领域的一个核心挑战在于一般框架的要求，以确保满足不同制造应用中的诊断和监视性能。在这里，我们提出了一个通用数据驱动的端到端框架，用于监视制造系统。该框架是从深度学习技术中得出的，评估了融合的感觉测量值，以检测甚至预测故障和磨损条件。这项工作利用了深度学习的预测能力，从嘈杂的时间表数据中自动提取隐藏的降解功能。我们已经在从各种制造应用中绘制的十个代表性数据集上试验了拟议的框架。结果表明，该框架在检查的基准应用中表现良好，可以在不同的情况下应用，这表明其潜在用作智能制造中的关键角石。

Deep neural networks (DNN) techniques have become pervasive in domains such as natural language processing and computer vision. They have achieved great success in these domains in task such as machine translation and image generation. Due to their success, these data driven techniques have been applied in audio domain. More specifically, DNN models have been applied in speech enhancement domain to achieve denosing, dereverberation and multi-speaker separation in monaural speech enhancement. In this paper, we review some dominant DNN techniques being employed to achieve speech separation. The review looks at the whole pipeline of speech enhancement from feature extraction, how DNN based tools are modelling both global and local features of speech and model training (supervised and unsupervised). We also review the use of speech-enhancement pre-trained models to boost speech enhancement process. The review is geared towards covering the dominant trends with regards to DNN application in speech enhancement in speech obtained via a single speaker.

呼吸声分类中的问题已在去年的临床科学家和医学研究员团体中获得了良好的关注，以诊断Covid-19疾病。迄今为止，各种模型的人工智能（AI）进入了现实世界，从人类生成的声音等人生成的声音中检测了Covid-19疾病，例如语音/言语，咳嗽和呼吸。实现卷积神经网络（CNN）模型，用于解决基于人工智能（AI）的机器上的许多真实世界问题。在这种情况下，建议并实施一个维度（1D）CNN，以诊断Covid-19的呼吸系统疾病，例如语音，咳嗽和呼吸。应用基于增强的机制来改善Covid-19声音数据集的预处理性能，并使用1D卷积网络自动化Covid-19疾病诊断。此外，使用DDAE（数据去噪自动编码器）技术来产生诸如输入功能的深声特征，而不是采用MFCC（MEL频率跳跃系数）的标准输入，并且它更好地执行比以前的型号的准确性和性能。

本文提出了一种基于机器学习的方法，旨在提醒患者可能呼吸道疾病。各种类型的病理可能会影响呼吸系统，可能导致严重疾病，在某些情况下死亡。通常，有效的预防实践被视为改善患者健康状况的主要参与者。提出的方法致力于实现一种易于使用的工具，以自动诊断呼吸道疾病。具体而言，该方法利用变异自动编码器体系结构允许使用有限的复杂性和相对较小的数据集的培训管道。重要的是，它的精度为57％，这与现有的强烈监督方法一致。

Continuous long-term monitoring of motor health is crucial for the early detection of abnormalities such as bearing faults (up to 51% of motor failures are attributed to bearing faults). Despite numerous methodologies proposed for bearing fault detection, most of them require normal (healthy) and abnormal (faulty) data for training. Even with the recent deep learning (DL) methodologies trained on the labeled data from the same machine, the classification accuracy significantly deteriorates when one or few conditions are altered. Furthermore, their performance suffers significantly or may entirely fail when they are tested on another machine with entirely different healthy and faulty signal patterns. To address this need, in this pilot study, we propose a zero-shot bearing fault detection method that can detect any fault on a new (target) machine regardless of the working conditions, sensor parameters, or fault characteristics. To accomplish this objective, a 1D Operational Generative Adversarial Network (Op-GAN) first characterizes the transition between normal and fault vibration signals of (a) source machine(s) under various conditions, sensor parameters, and fault types. Then for a target machine, the potential faulty signals can be generated, and over its actual healthy and synthesized faulty signals, a compact, and lightweight 1D Self-ONN fault detector can then be trained to detect the real faulty condition in real time whenever it occurs. To validate the proposed approach, a new benchmark dataset is created using two different motors working under different conditions and sensor locations. Experimental results demonstrate that this novel approach can accurately detect any bearing fault achieving an average recall rate of around 89% and 95% on two target machines regardless of its type, severity, and location.

随着现代世界的不可阻碍的数字化，技术领域的每个子集都会不断发展。这样的子集就是如此受欢迎的数字图像。图像并不总是像您希望的那样在视觉上令人愉悦或清晰，并且经常被噪音扭曲或掩盖。随着岁月的流逝，已经出现了许多增强图像的技术，所有这些技术都具有各自的利弊。在本文中，我们研究了一种特殊的技术，该技术在通常被称为自动编码器的神经网络模型的帮助下完成了这项任务。我们为模型构建不同的体系结构，并比较结果，以决定最适合该任务的架构。简短地讨论了模型的特征和工作，这可以帮助为将来的研究树立途径。

Objective: Despite numerous studies proposed for audio restoration in the literature, most of them focus on an isolated restoration problem such as denoising or dereverberation, ignoring other artifacts. Moreover, assuming a noisy or reverberant environment with limited number of fixed signal-to-distortion ratio (SDR) levels is a common practice. However, real-world audio is often corrupted by a blend of artifacts such as reverberation, sensor noise, and background audio mixture with varying types, severities, and duration. In this study, we propose a novel approach for blind restoration of real-world audio signals by Operational Generative Adversarial Networks (Op-GANs) with temporal and spectral objective metrics to enhance the quality of restored audio signal regardless of the type and severity of each artifact corrupting it. Methods: 1D Operational-GANs are used with generative neuron model optimized for blind restoration of any corrupted audio signal. Results: The proposed approach has been evaluated extensively over the benchmark TIMIT-RAR (speech) and GTZAN-RAR (non-speech) datasets corrupted with a random blend of artifacts each with a random severity to mimic real-world audio signals. Average SDR improvements of over 7.2 dB and 4.9 dB are achieved, respectively, which are substantial when compared with the baseline methods. Significance: This is a pioneer study in blind audio restoration with the unique capability of direct (time-domain) restoration of real-world audio whilst achieving an unprecedented level of performance for a wide SDR range and artifact types. Conclusion: 1D Op-GANs can achieve robust and computationally effective real-world audio restoration with significantly improved performance. The source codes and the generated real-world audio datasets are shared publicly with the research community in a dedicated GitHub repository1.

目的：心电图（ECG）信号通常会遭受噪声干扰，例如基线徘徊。心电图信号的高质量和高保真重建对于诊断心血管疾病具有重要意义。因此，本文提出了一种新型的心电图基线徘徊和降噪技术。方法：我们以特定于心电图信号的条件方式扩展模型，即心电图基线徘徊和噪声去除（Descod-ECG）的基于深度分数的扩散模型。此外，我们部署了一个多拍的平均策略，以改善信号重建。我们在QT数据库和MIT-BIH噪声应力测试数据库上进行了实验，以验证该方法的可行性。采用基线方法进行比较，包括传统的基于数字过滤器和基于深度学习的方法。结果：数量评估结果表明，所提出的方法在四个基于距离的相似性指标（平方距离的总和，最大绝对正方形，根距离的百分比和余弦相似性）上获得了出色的性能，并具有3.771 $ \ pm $ 5.713 au，$ 5.713 au， 0.329 $ \ pm $ 0.258 au，40.527 $ \ pm $ 26.258 \％和0.926 $ \ pm $ 0.087。与最佳基线方法相比，这至少导致了至少20％的总体改进。结论：本文证明了Descod-ECG的最新性能用于ECG噪声，该噪声可以更好地近似真实的数据分布和在极端噪声腐败下较高的稳定性。意义：这项研究是最早扩展基于条件扩散的生成模型以去除ECG噪声的研究之一，并且Descod-ECG具有广泛用于生物医学应用的潜力。

鲜花在从环境中去除乏味的情况下起着至关重要的作用。开花植物的生命周期涉及授粉，受精，开花，种子形成，分散和发芽。 Honeybees授粉了所有开花植物的75％。环境污染，气候变化，自然景观拆除等等，威胁着自然栖息地，从而不断减少蜜蜂的数量。结果，一些研究人员试图解决这个问题。将声学分类应用于蜂巢声音的记录可能是检测其中的变化的一种方式。在这项研究中，我们在记录的声音上使用深度学习技术，即顺序神经网络，卷积神经网络和经常性的神经网络，以从非季节的声音中分类蜜蜂的声音。此外，我们在一些流行的非深度学习技术中进行了比较研究，即支持向量机，决策树，随机森林和na \“ ive bayes，以及深度学习技术。还在合并的记录中验证了这些技术声音（25-75％的噪音）。

信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件，具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据，图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能，数据驱动，信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述，旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题，从基础到工业研究，以简明的主题部分组织，反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外，它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。

The monitoring of machine conditions in a plant is crucial for production in manufacturing. A sudden failure of a machine can stop production and cause a loss of revenue. The vibration signal of a machine is a good indicator of its condition. This paper presents a dataset of vibration signals from a lab-scale machine. The dataset contains four different types of machine conditions: normal, unbalance, misalignment, and bearing fault. Three machine learning methods (SVM, KNN, and GNB) evaluated the dataset, and a perfect result was obtained by one of the methods on a 1-fold test. The performance of the algorithms is evaluated using weighted accuracy (WA) since the data is balanced. The results show that the best-performing algorithm is the SVM with a WA of 99.75\% on the 5-fold cross-validations. The dataset is provided in the form of CSV files in an open and free repository at https://zenodo.org/record/7006575.

随着机器学习的发展，数据驱动模型已广泛用于振动信号故障诊断。大多数数据驱动的机器学习算法都是基于设计良好设计的功能，但通常需要提取特征提取。在深度学习时代，特征提取和分类器学习同时进行，这将导致端到端的学习系统。本文探讨了两个关键因素，即特征提取和分类算法中的哪一个，对于生成学习系统期间，对于振动信号诊断的特定任务更为必要。讨论了来自振动信号的特征提取，分别基于众所周知的高斯模型和统计特征进行振动信号。选择了几种分类算法以通过实验验证特征提取和分类算法对预测性能的比较影响。

卷积神经网络（CNN）由于其强大的特征提取和分类功能而广泛用于机械系统的故障诊断。但是，CNN是一个典型的黑盒模型，CNN决策的机制尚不清楚，这限制了其在高可授权要求的故障诊断方案中的应用。为了解决这个问题，我们提出了一个新颖的可解释的神经网络，称为时频网（TFN），其中物理上有意义的时频变换（TFT）方法被嵌入传统的卷积层中，作为自适应预处理层。这个称为时频卷积（TFCONV）层的预处理层受到精心设计的内核函数的约束，以提取与故障相关的时间频率信息。它不仅改善了诊断性能，而且还揭示了频域中CNN预测的逻辑基础。不同的TFT方法对应于TFCONV层的不同内核函数。在这项研究中，考虑了四种典型的TFT方法来制定TFN，并且通过三个机械故障诊断实验证明了它们的有效性和解释性。实验结果还表明，所提出的TFCONV层可以很容易地推广到具有不同深度的其他CNN。 TFN的代码可在https://github.com/chenqian0618/tfn上获得。