基于声源定位的头部姿态检测系统研究与实现

研究了声源定位技术在鼾声检测上的应用,主要研究鼾声的声学特性、声源定位技术原理,并利用声源定位技术对人体打鼾时头部姿态进行识别.采用广义互相关函数法对多路声音采集系统采集到的鼾声信号进行延迟估计计算,根据得到的相对时延信息进行声音定位,结合定位信息和朝向信息推断出当前受试者打鼾时头部姿态.采用数据采集卡进行高速信号采集,使用虚拟仪器Labview进行信号处理和算法实现,实验中受试者以不同头部姿态在该系统监测下模拟打鼾,通过该系统检测头部姿态,综合判断正确率达到80%.     

基于内嵌专业知识和经验深度学习模型的浅海声源识别方法研究

以突破传统的水下声源识别方法为研究目的,结合基于海洋声学环境理论和知识引导学习方法,建立基于内嵌专业知识和经验的深度学习模型,提高分类精度,增强识别的容错能力.从数值仿真方面,经声源参数化模型、水声传播模型和信号传递函数方法生成浅海环境中声学仿真数据,利用仿真数据训练一维深度神经网络;从实验验证方面,使用实验声学数据,对短距离内浅海声源信号分类,同时,对模型在海洋环境中的适用条件以及声学环境参数不确定性对模型性能的影响开展研究,解决识别模型应用于实际海洋环境背景下适应性差的难题.     

离心风机基频气动偶极子噪声的数值研究

运用计算流体动力学技术及声比拟理论研究了离心风机3个不同流量下蜗壳及叶片表面偶极子声源产生的基频噪声.风机内部三维瞬态流场由计算流体动力学模拟得到.根据气动声学的FW-H方程对蜗壳内表面提取偶极子声源,对于叶片噪声利用Lowson公式进行建模.为了使计算模型更符合实际,建立了以蜗壳为界的内外声学直接边界元模型,使用多区域声学边界元模型,考虑蜗壳对声传播的散射作用,内部噪声通过蜗壳的进出口传播到风机外部.结果表明:在非定常流场中,蜗壳表面的压力波动以基频为主,而叶片上的压力波动并没有明显的基频分量;蜗舌是基频噪声的最主要声源;随着流量变大,蜗壳辐射的噪声急剧增加;由叶片产生的偶极子基频噪声比蜗壳小,特别是在大流量工况下.     

高压水射流靶物反射声分解与重构方法研究

为了解决线性传声器阵列采集的高压水射流反射声解耦、重构和定位问题,以传统独立成分分析(ICA)理论的旋转因子乘积法为基础,构建了一种迭代式ICA方法,介绍了其算法原理.设计了线性阵列排列的多通道水射流探测与反射声采集系统进行实验,用多路仿真声音信号和传声器阵列实际采集的反射声信号进行算法验证.结果表明:构建的迭代式ICA方法能够精确分解、重构线性传声器阵列采集的高压水射流靶物反射声信号,而且可以消除环境噪声及不同声源干扰信号的影响,重构信号与源标准信号的顺序一致,保留源标准信号的大部分特征信息,可以用于后续的高压水射流靶物分类识别与定位.     

利用深海海底反射声场特征的水面声源被动测距

海底反射声工作方式是指声波经一次海底反射到达接收器的工作方式,是深海影区内水声探测的重要途径.依据射线声学理论,深海海底反射声工作方式下的声场由海底反射路径(BR)、海面-海底反射路径(SBR)、海底-海面反射路径(BSR)、海面-海底-海面反射路径(SBSR)起主要贡献,4条路径声波的到达时间不同,利用其到达时延差可以分析深海海底反射声工作方式下的声场强度干涉结构.分析发现,海底反射声区声场强度在频率域呈现周期性,且频率间隔随距离增加而增大,且频域间隔对应于多途时延差的倒数,因此可以利用多途时延差与距离的关系来估计声源距离.对于水面声源,声源处的海面反射可以忽略,因此其海底反射声场由BR和BSR传播路径的声波起主要贡献,其干涉条纹的频域间隔对应于BR路径和BSR路径时延差的倒数.本文通过分析深海海底反射声工作方式下声场强度干涉结构,得到了多途时延差随距离变化的关系,并将其应用于水面声源的被动测距,仿真结果和实验结果均证明了该方法的有效性.     

圆管内旋转点声源声学频域分析

在任意运动点声源声辐射频域解的基础上，利用无限长圆环管道的格林函数推导了旋转点声源在圆管内空间任一点处的声压计算公式，讨论了单板子点声源作旋转运动时的声场分布规律和声场方向性特征，研究了源频率、旋转频率和流动马赫数等对声场声学结构的影响．研究结果表明：声场分布具有很强的空间指向性；源频率和旋转频率的变化将伴随着多普勒效应出现；在点源的上、下游，各频率的声压幅值基本对称；来流马赫数的大小对声场有影响，会使某些频率的声辐射出现尖锐的峰值，因此要避免点声源在某些流动马赫数下旋转．     

基于HRTF和主成分分析的声源定位研究

传统双麦克风阵列在进行声源定位时有误差大、范围小,易产生前后镜像声源的混淆等缺点,而人的双耳却可以较准确地判断三维空间的声源方向.根据双耳定位原理,本文提出了一种基于HRTF和主成分分析的声源定位方法.利用具有双耳特性的双麦克风接收声信号,采用相关法辨识不同方位双耳特性差异并和HRTF数据库计算得到的真实值比较完成声源定位.仿真实验证明,提出的方法能有效进行三维空间的声源定位,突破了传统双麦克风的声源定位限制,引入主成分分析节省了定位所用数据的存储空间,为方案的实时实现提供了依据.     

基于波束形成法定位管内声源的改进方法

该文对基于波束形成法定位管道内声源的方法进行了优化研究。当管道内的声波频率接近管道的某一截止频率时,将有一个声学模态在声压中占主导地位,在应用波束形成法进行声源定位时会导致较大误差。该文提出一种改进方法,在声源定位计算式中去除最大声学模态的影响。通过模拟研究和实验研究进行验证,结果显示:管道内声源定位的效果和管道内传播的声学模态数有很大的关系,应用改进方法可以显著改善截止频率附近的管内声源定位效果。     

基于次梯度投影的数字助听器自适应声源定位方法

该方法在特征值分解算法的基础之上,利用次梯度投影方法自适应估计声源到麦克风的脉冲响应系数,进而估计出各麦克风之间时延,并利用几何方法定位声源在3D空间的位置.与传统的基于广义互相关的时延估计算法相比,提出的算法在房间反射与共振的情况下定位精度更高;与基于NLMS算法的自适应特征值分解时延估计算法相比,提出的算法收敛速度更快,并且在强噪声的情况下鲁棒性更强.基于眼镜数字助听器声源定位系统的实验与仿真研究了麦克风阵不同的几何尺寸对算法性能和定位精度的影响,证明了在不同信噪比情况下该算法都能有效定位声源的3D空间位置.     

气动声学数值模拟中无反射边界处理及声源模型的建立

运用特征分析和事后修正法对无反射边界进行了分析,将两种常用的无反射边界方法（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ无反射边界和Ｇｉｌｅｓ无反射边界）以统一的形式表达出来,得到这类边界的事后修正式．运用同一方法讨论了声能量从边界输入时声源的模化问题,给出单极源的边界声源数学模型．计算了单极源在均匀流中的声辐射．结果表明,文中方法计算准确,程序编制方便,适合于小振幅波动方程的计算．     

进气噪声源提取和空滤器声学性能优化

测量了安装不同声学负载时某发动机的进气噪声.运用基于四负载的最小二乘法提取了进气噪声源，并计算安装某一负载时的进气噪声，与实验值进行对比.结果表明，在大部分频率范围内，仿真值与实验值吻合较好，说明提取的声源准确可靠.运用有限元方法计算原空滤器的声学特性，结合进气噪声源，计算安装空滤器时进气噪声的阶次成分，确定需要消声的频率点，通过增设和改进消声元件，达到了降噪的目的.     

汉语平均频谱噪声下的汉语语言清晰度研究

在不同室内声学特性、不同信噪比条件下探讨汉语语言平均频谱干扰噪声及其方向对汉语语言清晰度的影响。汉语语言清晰度测试信号与干扰噪声信号按照一定的信噪比混合,由听音人进行汉语语言清晰度主观评价。结果表明：在汉语语言平均频谱干扰噪声作用下,听音位置的声场特性、信噪比和干扰噪声源方向对汉语语言的清晰度有显著影响;相比于房间声学特性和干扰噪声源方向,信噪比对汉语语言清晰度的影响更为显著;汉语语言清晰度随听音位置声场特性的改善和信噪比的提高而提高,随语言信号与噪声位置分开盼角度的增大而提高。     

ZJ17卷接机组的降噪研究

为了降低卷烟企业生产车间的噪声污染,对ZJ17卷接机组各生产工位的噪声进行了反复测试,并对噪声源进行了详细分析．提出了对ZJ17卷接机组噪声治理的若干方法,治理后综合噪声降噪量达到了2．1dB（A）．     

机械噪声故障特征提取的盲分离法与小波提纯法

机械噪声故障特征提取的难点在于观测信号的信噪比较小．将盲分离技术引入噪声故障特征提取，通过声源信号的相互独立性质，使用二阶盲分离算法从观测的混合信号中提取独立声源信号，然后，通过随机噪声与有效信号在多尺度空间中模极大值的不同传播特性，使用小波模极大值法提取有效信号特征．该算法不仅消除了临近机器或部件辐射噪声的干扰，还消除了随机噪声的干扰，有效提取了机械噪声故障特征．电动机噪声特征提取实验验证了上述算法的有效性．     

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．     

气流管道有源消声器声学性能分析

结合噪声源和管道末端的阻抗特性，以及管道中的声传播特性，使用电声类比和传递矩阵技术，建立了气流管道有源消声器声学性能分析的理论模型。文中对管道有源消声器的传递损失和插入损失进行了计算，结果表明，有源消声器的实际消声性能与管内气流马赫数、检测传声器相对于次级声源的位置、控制系统的频响，以及噪声源和管道末端的阻抗特性密切相关。     

住宅小区声环境设计

住宅小区的声环境是关系人们健康和生活质量的重要问题,需要从防噪规划、建筑布局和景观设计等多角度进行设计．对于城郊小区而言,噪声预测是进行声环境规划和设计的有效手段,通过对小区环境噪声的模拟,可以得到小区噪声分布状况,为小区规划和防噪提供较好的方案;结合建筑环境设计的声屏障设计可以达到景观和功能相结合的效果;而有意识地结合当地生态环境营造声景观更是和谐人居的要求．     

基于虚拟暗室技术的电动车电磁辐射现场测试系统设计

针对电动汽车电磁辐射测试问题,提出一种基于虚拟暗室技术的电动汽车电磁辐射干扰现场测试系统设计方案。首先,在分析电动汽车电磁辐射特征和虚拟暗室技术要求的基础上,采用多点同步方法检测节点阵列,构建适应电动汽车全工状态的电磁辐射虚拟暗室现场测试系统;然后,对测试系统中的辐射信号和噪声信号的盲源分离数学模型进行研究,建立基于迭代算法的多通道同步信号分离算法;最后,对系统进行仿真测试。测试结果表明,该系统能够对小信噪比、多通道主噪信号进行有效分离,可用于纯电动汽车电磁辐射干扰的检测与特性分析。     

波达方向估计的一种改进SVD算法

本文主研究智能天线算法中的关键技术波达方向估计（DOA）。针对相干信号源的信号子空间与噪声子空间相互渗透,导致空间协方差矩阵缺秩从而经典算法失效的问题,本文基于奇异值分解（SVD）算法,提出了一种改进的SVD算法。该算法利用入射信号矩阵的最大特征向量元素包含所有入射信号信息的性质,进行矩阵重构,并对重构矩阵进行特征值分解得到噪声子空间和信号子空间,最后利用经典谱估计算法得到相干信源的入射方向。仿真试验结果表明改进SVD算法性能优于原始算法。     

噪声及失配条件下匹配处理器的定位性能分析和比较

 利用匹配场处理器技术对水下目标进行被动定位是国际水声界关注的热点问题之一.针对不同的信噪比和几种主要的失配类型分析比较2种最常用匹配处理器的定位性能,其结论对于解决在实际定位处理中如何选择匹配处理器的问题有重要的指导意义.