Machine Learning basierte Klassifikation von Außenschallszenen für Lärmmessungen an Windenergieanlagen

Publikation: Beitrag in Buch/Bericht/Sammelwerk/KonferenzbandAufsatz in KonferenzbandForschung

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OriginalspracheDeutsch
Titel des SammelwerksTagungsband DAGA 2020
Untertitel46. Deutsche Jahrestagung für Akustik (mit Sonderteil zu "50 Jahre DAGA")
Seiten378-381
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020
VeranstaltungDAGA 2020: 46. Deutsche Jahrestagung für Akustik (cancelled) - Hannover, Deutschland
Dauer: 16 März 202019 März 2020

Abstract

Im Rahmen des Projektes WEA-Akzeptanz werden an der Leibniz Universität Hannover Langzeitmessungen der Schallemission von Windenergieanlagen durchgeführt. Durch die Umgebung, das Wetter oder die Vegetation kommt es zu Störkomponenten (Wind, Regen, Vogelgezwitscher, Verkehr, ...) in den aufgenommenen Signalen, welche einen Einfluss auf die nachgeschalteten Signalauswertungen haben könnten. Aufgrund der Menge an Daten ist eine händische Identifikation von Störungen auf den Audiosignalen nicht praktikabel, sodass eine automatisierte Klassifikation der Schallszenen erforderlich ist. Wir stellen einen Machine-Learning-Ansatz für die Klassifikation monophoner Mikrofonsignale auf Basis eines auf Spektrogrammen trainierten Convolutional Neural Networks vor. Hiermit ist es möglich, bis zu 11 Klassen automatisiert zu erkennen. Das Neuronale Netz wurde sowohl mit frei verfügbaren Audiosignalen der verschiedenen Klassen als auch mit manuell gelabelten Daten unserer Messkampagnen trainiert. Die Auswertung der Klassifikationsergebnisse erfolgt auf Basis einer Konfusionsmatrix sowie durch Abgleich mit parallel zu den Audiosignalen aufgezeichneten Metadaten (Windgeschwindigkeit, Generatordrehzahl, …). Der Ansatz liefert dabei erste vielversprechende Ergebnisse, die stark mit den Resultaten einer manuellen Klassifikation korrelieren.

Zitieren

Machine Learning basierte Klassifikation von Außenschallszenen für Lärmmessungen an Windenergieanlagen. / Poschadel, Nils Christian; Gill, Christian ; Preihs, Stephan et al.
Tagungsband DAGA 2020: 46. Deutsche Jahrestagung für Akustik (mit Sonderteil zu "50 Jahre DAGA"). 2020. S. 378-381.

Publikation: Beitrag in Buch/Bericht/Sammelwerk/KonferenzbandAufsatz in KonferenzbandForschung

Poschadel, NC, Gill, C, Preihs, S, Martens, S, Bergner, LJ, Rolfes, R & Peissig, JK 2020, Machine Learning basierte Klassifikation von Außenschallszenen für Lärmmessungen an Windenergieanlagen. in Tagungsband DAGA 2020: 46. Deutsche Jahrestagung für Akustik (mit Sonderteil zu "50 Jahre DAGA"). S. 378-381, DAGA 2020, Hannover, Niedersachsen, Deutschland, 16 März 2020.
Poschadel, N. C., Gill, C., Preihs, S., Martens, S., Bergner, L. J., Rolfes, R., & Peissig, J. K. (2020). Machine Learning basierte Klassifikation von Außenschallszenen für Lärmmessungen an Windenergieanlagen. In Tagungsband DAGA 2020: 46. Deutsche Jahrestagung für Akustik (mit Sonderteil zu "50 Jahre DAGA") (S. 378-381)
Poschadel NC, Gill C, Preihs S, Martens S, Bergner LJ, Rolfes R et al. Machine Learning basierte Klassifikation von Außenschallszenen für Lärmmessungen an Windenergieanlagen. in Tagungsband DAGA 2020: 46. Deutsche Jahrestagung für Akustik (mit Sonderteil zu "50 Jahre DAGA"). 2020. S. 378-381
Poschadel, Nils Christian ; Gill, Christian ; Preihs, Stephan et al. / Machine Learning basierte Klassifikation von Außenschallszenen für Lärmmessungen an Windenergieanlagen. Tagungsband DAGA 2020: 46. Deutsche Jahrestagung für Akustik (mit Sonderteil zu "50 Jahre DAGA"). 2020. S. 378-381
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abstract = "Im Rahmen des Projektes WEA-Akzeptanz werden an der Leibniz Universit{\"a}t Hannover Langzeitmessungen der Schallemission von Windenergieanlagen durchgef{\"u}hrt. Durch die Umgebung, das Wetter oder die Vegetation kommt es zu St{\"o}rkomponenten (Wind, Regen, Vogelgezwitscher, Verkehr, ...) in den aufgenommenen Signalen, welche einen Einfluss auf die nachgeschalteten Signalauswertungen haben k{\"o}nnten. Aufgrund der Menge an Daten ist eine h{\"a}ndische Identifikation von St{\"o}rungen auf den Audiosignalen nicht praktikabel, sodass eine automatisierte Klassifikation der Schallszenen erforderlich ist. Wir stellen einen Machine-Learning-Ansatz f{\"u}r die Klassifikation monophoner Mikrofonsignale auf Basis eines auf Spektrogrammen trainierten Convolutional Neural Networks vor. Hiermit ist es m{\"o}glich, bis zu 11 Klassen automatisiert zu erkennen. Das Neuronale Netz wurde sowohl mit frei verf{\"u}gbaren Audiosignalen der verschiedenen Klassen als auch mit manuell gelabelten Daten unserer Messkampagnen trainiert. Die Auswertung der Klassifikationsergebnisse erfolgt auf Basis einer Konfusionsmatrix sowie durch Abgleich mit parallel zu den Audiosignalen aufgezeichneten Metadaten (Windgeschwindigkeit, Generatordrehzahl, …). Der Ansatz liefert dabei erste vielversprechende Ergebnisse, die stark mit den Resultaten einer manuellen Klassifikation korrelieren.",
author = "Poschadel, {Nils Christian} and Christian Gill and Stephan Preihs and Susanne Martens and Bergner, {Lutz Jakob} and Raimund Rolfes and Peissig, {J{\"u}rgen Karl}",
note = "F{\"o}rderung: Das Projekt WEA-Akzeptanz ist gef{\"o}rdert vom Bundesministerium f{\"u}r Wirtschaft und Energie (BMWi) unter dem F{\"o}rderkennzeichen 032413A.; DAGA 2020 : 46. Deutsche Jahrestagung f{\"u}r Akustik (cancelled) ; Conference date: 16-03-2020 Through 19-03-2020",
year = "2020",
language = "Deutsch",
pages = "378--381",
booktitle = "Tagungsband DAGA 2020",

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TY - GEN

T1 - Machine Learning basierte Klassifikation von Außenschallszenen für Lärmmessungen an Windenergieanlagen

AU - Poschadel, Nils Christian

AU - Gill, Christian

AU - Preihs, Stephan

AU - Martens, Susanne

AU - Bergner, Lutz Jakob

AU - Rolfes, Raimund

AU - Peissig, Jürgen Karl

N1 - Förderung: Das Projekt WEA-Akzeptanz ist gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unter dem Förderkennzeichen 032413A.

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Im Rahmen des Projektes WEA-Akzeptanz werden an der Leibniz Universität Hannover Langzeitmessungen der Schallemission von Windenergieanlagen durchgeführt. Durch die Umgebung, das Wetter oder die Vegetation kommt es zu Störkomponenten (Wind, Regen, Vogelgezwitscher, Verkehr, ...) in den aufgenommenen Signalen, welche einen Einfluss auf die nachgeschalteten Signalauswertungen haben könnten. Aufgrund der Menge an Daten ist eine händische Identifikation von Störungen auf den Audiosignalen nicht praktikabel, sodass eine automatisierte Klassifikation der Schallszenen erforderlich ist. Wir stellen einen Machine-Learning-Ansatz für die Klassifikation monophoner Mikrofonsignale auf Basis eines auf Spektrogrammen trainierten Convolutional Neural Networks vor. Hiermit ist es möglich, bis zu 11 Klassen automatisiert zu erkennen. Das Neuronale Netz wurde sowohl mit frei verfügbaren Audiosignalen der verschiedenen Klassen als auch mit manuell gelabelten Daten unserer Messkampagnen trainiert. Die Auswertung der Klassifikationsergebnisse erfolgt auf Basis einer Konfusionsmatrix sowie durch Abgleich mit parallel zu den Audiosignalen aufgezeichneten Metadaten (Windgeschwindigkeit, Generatordrehzahl, …). Der Ansatz liefert dabei erste vielversprechende Ergebnisse, die stark mit den Resultaten einer manuellen Klassifikation korrelieren.

AB - Im Rahmen des Projektes WEA-Akzeptanz werden an der Leibniz Universität Hannover Langzeitmessungen der Schallemission von Windenergieanlagen durchgeführt. Durch die Umgebung, das Wetter oder die Vegetation kommt es zu Störkomponenten (Wind, Regen, Vogelgezwitscher, Verkehr, ...) in den aufgenommenen Signalen, welche einen Einfluss auf die nachgeschalteten Signalauswertungen haben könnten. Aufgrund der Menge an Daten ist eine händische Identifikation von Störungen auf den Audiosignalen nicht praktikabel, sodass eine automatisierte Klassifikation der Schallszenen erforderlich ist. Wir stellen einen Machine-Learning-Ansatz für die Klassifikation monophoner Mikrofonsignale auf Basis eines auf Spektrogrammen trainierten Convolutional Neural Networks vor. Hiermit ist es möglich, bis zu 11 Klassen automatisiert zu erkennen. Das Neuronale Netz wurde sowohl mit frei verfügbaren Audiosignalen der verschiedenen Klassen als auch mit manuell gelabelten Daten unserer Messkampagnen trainiert. Die Auswertung der Klassifikationsergebnisse erfolgt auf Basis einer Konfusionsmatrix sowie durch Abgleich mit parallel zu den Audiosignalen aufgezeichneten Metadaten (Windgeschwindigkeit, Generatordrehzahl, …). Der Ansatz liefert dabei erste vielversprechende Ergebnisse, die stark mit den Resultaten einer manuellen Klassifikation korrelieren.

UR - https://pub.dega-akustik.de/DAGA_2020/data/daga20_proceedings.pdf

M3 - Aufsatz in Konferenzband

SP - 378

EP - 381

BT - Tagungsband DAGA 2020

T2 - DAGA 2020

Y2 - 16 March 2020 through 19 March 2020

ER -

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