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子計畫四之內容與規劃

新作法,本年度將決定試驗場地並完成「現地檢測試驗場」的細部規劃,預計場 地內將包含透地雷達、應力波震測、地表與地下結構物非破壞檢測現地試驗場,

場內將設計藏有瑕疵之基樁、橋版、軌道、及樑柱等以及預埋不同材質尺寸之地 下管線,本訓練場可提供學生安全之實習環境,作為「非破壞評估在營建工程之 應用」課程實習場地,亦可透過推廣教育舉辦檢測技術訓練班,擴大檢測人才之 訓練平台,並將研發之各種檢測技術深耕至產業界,不僅可訓練公共工程檢測人 才,對檢測研究亦有極大的助益。

本子計畫第二年著重在聲音檢測系統與量測和檢驗專家系統的建立,並採 購相關配合之設備,分述如下:

6.5.1 聲音檢測系統(Sound Inspection System)

人類對聲音最直接的認識來自聽覺感受,因此「聲音」的最原始定義就是

「人耳所能聽到的」。在周遭生活環境中,每一型態的聲音都有其獨特性。我們 常常可以藉由聲音的特質來辨識出聲音,例如我們可辨認出動物聲、語音、樂器 聲音、甚至是熟知的人的聲音。進一步地,也可以經由辨識出來的聲音來判斷周 遭環境的狀況,如火災發生時的警報聲。此外,訊號源之追蹤也為一重要議題,

例如在軍事國防上之應用、地震源之追蹤等等。對於欲建立一高度的專家聲音辨 識系統,其所需牽涉的範圍非常的廣泛,包括有人工智慧、統計學、資訊工程、

語音科學、音響工程、訊號處理等等,都需有所觸及,如此廣泛的學術知識並非 一朝一夕能深入其中。

今日工業檢測之異常辨識,隨著製程邁向自動化,大多以視覺電腦診斷方 式進行,唯此方式對於因機器零機件異常所產生的故障聲訊,卻無法即時進行異 常之判斷,譬如當汽車引擎發生異常,在其運轉時會因為摩擦與振動而發出異 音,即需運用聲音檢測系統檢測異常。聲音辨識系統於安全管制辨識系統、取代 鍵盤輸入方式、嬰兒保母系統、樂音辨識系統等等皆有廣泛之應用。

6.5.2 量測及檢驗專家系統(Metrology & Inspection Expert System)

為分析聲音訊號,如聲音訊號異常辨識、聲音訊號分類、集群、聲音訊號 分離及聲音專家規則之建立等等,實有賴於檢測專家系統之建立。專家系統之建 立所使用之工具包含統計分析、類神經網路、模糊邏輯規則、決策樹分析、基因 演算法、支援向量機、獨立成分分析等等,使用之技術可說相當廣泛。本子計畫 之目的在於建立聲音檢測專家系統,其執行步驟如下:

(1)構建類神經網路聲音辨識系統

主要目的在於以聲音特徵訊號(訊號前處理包含訊號轉換、資料壓縮、

資料維度縮減及重要特徵擷取)作為類神經網路之輸入特徵項,以建構類 神經網路為基準之聲音辨識分類器。

(2)結合田口方法與類神經網路發展聲音辨識系統

主要目的在於利用田口方法針對類神經網路之隱藏層單元數、學習速 率及學習循環次數及慣性值等四項控制因子,進行參數最佳化,以構建穩 健之類神經網路聲音辨識器。

(3)利用獨立成分分析進行聲音訊號分離

主要目的在於利用獨立成分分析法將雜訊與聲音訊號之混和聲波進行 分離,擷取分離後之聲音訊號特徵質再利用類神經網路構建聲音辨識系 統,以提高聲音辨識率。

6.5.3 預計採購之設備

為達成本計畫應用品質管理於本計畫所提之 e-IMI 概念所需發展之環 境,以提供製程管制資料分析與即時回應製程品質情報,在推廣 e-IMI 概念 至教學與產業界方面,皆以培養專業研究人員與解決企業內部相關品質問 題為主要目標。在經審慎的設備檢討與環境評估後,如欲落實 e-IMI 概念於 實務上,本子計畫第二年仍缺乏之經費與相關儀器設備如表 6.4 及計畫經費 總表中所示。

子計畫四在完成相關檢測技術之研發後,將透過工業品質檢測相關實務訓 練課程,訓練業界檢測人員與在學學生,且在計畫第二年即可接受業界之委託檢 測業務。預計在計畫第三年辦理之成果發表會,與產官學界進行交流。

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