利用声场双耳互相关函数和声源自相关函数计算音乐信号与脉冲响应卷积信号的IACC

双耳脉冲响应（BIRs）是用以表征音乐厅和歌剧院声场特征的参量．由于BIRs是表征声场的转移函数，因此，在消声室中录制的声源信号与BIRs卷积，就代表在实际声场中听到的信号．为了探究原信号的声学特征，一种有效的方法是计算其自相关函数（ACF），因为从ACF中导出的参量能与听者的主观优选良好相关．因此可以说，卷积与相关是室内声学中最重要的计算方法．文中通过将BIRs导出的双耳互相关函数（IACF）和将干信号与BIRs卷积后的IACF作比较，探讨了声源信号与声场之间的关系．在特定备件下，卷积与相关是等同的，此时，干信号与BIRs卷积后的IACC可直接由BIRs导出的IACC与干信号的ACF的有效时间τe来表示。     

厅堂双耳脉冲响应的测量技术

双耳脉冲响应是厅堂音质设计过程中非常重要的因素．双耳脉冲响应测量可以简化厅堂音质的现场测试工作量．根据ISO3382标准,通过01dB声学系统测量厅堂的双耳脉冲响应．在测量过程中充分考虑人工头的影响．物理参数与双耳声学参数可以通过测得的双耳脉冲响应计算所得．通过卷积双耳脉冲响应与消声室记录的声信号可以实现厅堂声音的可听化．     

个性化与非个性化双耳房间脉冲响应的可听化差异

通过听音试验比较个性化和典型非个性化(KEMAR人工头)双耳房间脉冲响应(BRIR)在可听化质量上的差异,以探讨该差异能否被感知.首先在多媒体教室内测得6名真人受试者和一个KEMAR人工头的BRIR,并与多种声音素材卷积得到双耳试验信号.然后,采用ABX主观比较方法对由受试者本人BRIR和KEMAR人工头BRIR分别合成的双耳信号进行试听比较.试验结果表明,受试者主要通过音色辨别两者的差异,4种试验信号的平均辨别正确率达到93%.这说明,个性化与非个性化BRIR的可听化差异是可被感知的.     

个性化双耳房间脉冲响应对可听化质量的影响

可听化技术是室内声学研究的重要手段。在可听化研究中,为了方便,通常采用非个性化双耳房间脉冲响应（BRIR）来代替个性化BRIR,但这种替代可能在某些方面对可听化质量造成影响。为了研究这个问题,通过主观试验比较个性化BRIR和典型非个性化BRIR（KEMAR人工头BRIR）在可听化质量上的差异。首先,在一多媒体教室内,测量得到六名真人受试者和一个KEMAR人工头的BRIR,并与多种声音素材卷积得到双耳试验信号。然后,采用ABX主观比较方法对由受试者本人BRIR和KEMAR人工头BRIR合成的双耳信号进行试听比较。试验结果表明,受试者能通过音色等因素辨别两者的差异,四种试验信号的平均辨别正确率达到93％。这说明,个性化BRIR对可听化质量的影响是可被感知的。     

民族音乐厅堂响度优选试验

响度是厅堂音质评价的重要指标之一．为对民族音乐厅堂的响度进行优选，在消声室内录制民族音乐干信号，同时采用可听化技术产生厅堂脉冲响应，并将干信号和仿真的厅堂脉冲响应卷积．卷积结果最终用于主观听音评价．该实验通过比较仿真和实测的声学参数来验证仿真方法的可行性，与实测结果的对比表明，仿真方法具有较好的仿真精度．文中还在改进响度划分方法的基础上应用成对比较法对民乐演出厅堂的响度进行了优选，从而确定民族音乐的优选响度．     

基于空间重构相干声源的麦克风阵列性能评价技术研究

基于波束形成算法的麦克风阵列系统被广泛应用于噪声源定位中，空间分辨率、动态范围是阵列进行多声源定位中的关键性能参数．工程中常用的阵列性能评估方法为小尺寸声源测试法，受声源尺寸及指向性的影响，其在使用不同声源对同一阵列进行测试时，测试结果往往有较大误差，且该测试方法对环境要求较高．基于此，本文提出了一种基于多通道标准耦合腔声源的空间声源重构方法，可重构出任意位置、频率及强度的空间点声源，通过标准耦合腔输出至对应坐标的麦克风传感器，重构两个相干点声源可代替实际空间小尺度声源对麦克风阵列性能参数进行测量分析．本文选取工程中常用的30通道螺旋形麦克风阵列，分别进行数值模拟、标准耦合腔实验及实际小尺寸声源对比实验．在2～4 kHz频段内，多通道耦合腔标准相干声源对阵列的测试结果与数值模拟结果高度一致，表明该方法的有效性．实际小尺寸声源的对比实验结果表明：耦合腔标准声源重构法受测试环境影响程度更低，分析麦克风阵列性能时测量误差小、精度高．     

基于稀疏过零点信息的抗幅值失真时延估计方法

基于时延估计的TDOA方法广泛地应用于声学定位技术中,应用时引入的干扰会导致一定程度的幅值失真,从而影响时延估计的准确与稳定性.文中分析了不同干扰因素带来的影响,进而针对幅值失真问题,提出了一种新的基于信号过零点信息进行时延估计方法.该方法对需要进行时延估计的两路信号进行幅值归一化处理,得到仅含0、1两种特征值的稀疏化信号,在一定范围内将稀疏化信号错位相减得到误差系数函数,通过索引误差系数函数的最小值求得通道时延估计值.为了验证该方法的有效性,分别进行了数值模拟、耦合腔实验与室内混响定位实验,实验中采用广义互相关(GCC)时延估计方法作为对比,结果表明:对于模拟信号和耦合腔标准声源生成信号,该方法均有较好的抗干扰能力,在信噪比为-5 dB时依然可以准确进行时延估计计算;与GCC方法相比,可用于极端条件如信号削波时的时延估计;在低采样率实验中,该方法较GCC方法受采样率降低影响小,在低采样率的条件下依然保留一定时延估计能力;在室内混响条件下的近距离声源定位实验中,该方法受声源距离、混响影响小,并且较GCC方法具备更强的抗突发干扰能力.文中所提出的方法能很好地抑制信号削波、低采样率、混响干...     

碘-131 SPECT平片成像伪影校正算法

碘-131单光子发射计算机断层扫描(single photon emission computed tomography, SPECT)平片成像已广泛应用于甲状腺癌的临床诊断和治疗评估中。由于碘-131发射的Gamma光子能量较高，穿透SPECT准直器隔壁的概率较大，易导致最终图像上出现放射状伪影。为解决该问题，该文提出了一种点扩展函数解卷积结合先验正则化的方法，并基于Monte Carlo模拟和临床数据对该方法进行了验证。模拟数据表明该算法具有很好的单调收敛性。当采用127×127的点扩展函数(像素大小2.2 mm×2.2mm),设置正则化参数为0.01时，模拟数据、临床点源数据和人体数据的放射状伪影区域计数值可分别降低至原始值的4%、 35%和28%,同时还可以维持背景区域较低的噪声水平。研究结果表明：该文算法可以有效解决碘-131 SPECT平片成像中的放射状伪影问题，从而提高临床诊断精度。     

基于双耳互相关函数的声源定位算法

为了提高受生物启发的定位算法的定位成功率,提出了一种基于双耳互相关函数的声源定位算法.该算法包括2个阶段:离线阶段和在线阶段.在离线阶段,测量与头相关脉冲响应(HRIR),并计算所有HRIR的双耳互相关函数(BCCF).当处于在线阶段时,首先,计算接收信号的BCCF;然后,计算接收信号的BCCF与所有HRIR的BCCF...     

音乐厅音质设计

音乐厅音质设计除了和其他有音质要求的建筑一样满足一些共同要求外,本文就其音质设计在体型设计、声扩散处理和演奏台设计等方面进行了探讨．体型设计将影响直达声、早期友射声和混响声在时间和空间上的分布．较宽频率范围的声扩散程度是音质优美的关键．演奏台则主要是为乐队各声部提供良好的平衡     

虚拟听觉重放与听觉声源宽度的扩展

通过心理声学实验研究了用前方一对±45°、±60°、±75°、±90°虚拟扬声器重放不相关噪声信号,以及前方一对虚拟扬声器和真实中置扬声器同时重放不相关噪声信号时,听觉声源宽度(ASW)的扩展和均匀度.结果表明:仅用一对虚拟扬声器重放时,对中心频率为250Hz~1 kHz的倍频程噪声,ASW最宽可以扩展到±70°左右,对粉红噪声ASW最宽可以扩展到±50°左右;当一对虚拟扬声器的张角较宽时,声像扩展不均匀,出现中间空、两边强的现象;当采用虚拟扬声器和真实的中置扬声器同时重放时,中置扬声器相对于虚拟扬声器的重放声压级对ASW的宽度和均匀度都有较大的影响;通过调节中置扬声器的重放声压级可以使ASW均匀扩展到比较宽的位置.进一步的理论计算和实验测量表明:只有在IACC0(双耳信号互相关函数在t=0时的取值)0的情况下,ASW和IACC(双耳信号互相关系数的最大值)之间才具有线性负相关性;而对所有类型的重放信号,ASW和IACC0之间都具有线性负相关性.     

头相关传输函数与虚拟听觉重放

头相关传输函数（HRTF）是自由场情况下点声源到双耳的声学传输函数,包含有声源定位的主要物理信息,在双耳听觉物理的研究中是非常重要的.虚拟听觉重放是HRTF的一个重要应用,它采用HRTF信号处理的方法模拟声源到双耳声学传输过程,从而在声重放中产生相应的空间听觉事件.目前HRTF与虚拟听觉重放已成为物理学（声学）、信号处理、听觉生理等研究领域的热门与前沿课题,受到国内外多学科研究工作者的共同关注,并在众多的领域得到广泛的应用.该文综述HRTF与虚拟听觉重放的基本原理与国内外研究进展,并概述了虚拟听觉重放的一些重要应用.     

多功能水声信号发生及数据采集显控系统设计

 针对水声信号复杂多变和数据采集卡价格昂贵等问题,提出基于声卡采集及虚拟仪器技术的多功能水声信号发生和数据采集显示控制系统设计方法,并以LabVIEW为设计平台,利用声卡及NI-DAQ设备实现对多功能水声信号的控制、发射、显示和对音频信号的采集、显示.系统不仅能够作为虚拟信号源产生所需信号用于水声发射机,而且能够利用声卡采集测量模拟音频信号并实时显示.将系统产生发射信号作用于水声功率放大器,结合实际应用验证,表明该系统能够有效实现对所需实际信号的发生与控制.本研究设计的控制输出及采集输入模块集成度高,通用性强,且减小了硬件开销,界面友好、价格低廉、操作简便,便于推广应用.     

从Ambisonics到双耳听觉——VR电影声音制作方案研究

根据VR电影的听感理念,研究Ambisonics和双耳听觉技术在VR电影声音制作中的运用,阐述其制作流程和思路,并提出该方案在不同条件下的拓展性运用.     

基于LabVIEW的心音多功能分析仪

基于LabVIEW开发了一种集心音的采集、多功能处理和心音信号发生器于一体的心音分析仪。该仪器是在普通PC机上开发,使用自制的无线心音采集装置和心音信号采集子系统配合提取心音信号,然后利用小波去噪子系统清除背景噪声,最后可利用时域分析子系统和频域分析子系统对心音信号进行各种分析。心音信号发生器子系统可以根据需要产生一种合成心音信号,供用户学习使用。为使仪器达到最佳使用效果,已经为每一个功能模块中的参数寻找到最佳值并设为默认值,而且每一个参数都是可调节的。实际使用效果证明该仪器能够采集到清晰的心音信号,能有效去除干扰噪声,快速准确地计算出心音的各个特征值,能根据用户参数设置快速生成相应的心音信号并播放。     

耳机虚拟声系统的外部化方法

在用声像法求双耳房间冲激响应的过程中融入了个人化与头相关传递函数,研究了基于个人化双耳房间冲激响应的外部化虚拟声系统.首先通过个人人体参数获取个人化与头相关传递函数,然后用声像法得到前4阶个人化的早期双耳反射声,最后截取前80 ms早期反射声作为个人化双耳房间冲激响应加入到虚拟声系统.主观测听实验结果表明,使用假人双耳房间冲激响应可以改善头中效应而不降低定位精度,而使用个人化双耳房间冲激响应不仅可以改善头中效应,而且可以提高近13%的定位精度.