纯音信号双耳响度叠加与双耳声级差及频率的关系

现有关于响度的模型多基于双耳等响的假设之上, 但实际中, 人耳常处于双耳异响的听觉环境中. 在这种情况下, 双耳响度的算术平均值常用作总体响度感知的估计值, 即认为总体响度感知不受双耳间响度差异的影响. 我们通过主观评价实验, 对双耳异响条件下纯音信号的总体响度感知进行了初步探索. 实验结果显示, 总体响度感知在低频范围波动并不明显, 而在高频范围波动逐渐趋于显著;当双耳声级差增大时, 总体响度感知大于双耳间响度的算术平均值. 基于实验结果提出了双耳异响条件下总体响度感知的修正模型. 修正模型与实验结果具有很高的一致性.     

主观汉语语言清晰度与客观声学参数C50的关系

采用室内声场仿真软件ODEON获取房间脉冲响应，然后将脉冲响应和消声室录制的语言清晰度测试信号卷积后通过耳机重放，进行汉语语言清晰度主观评价实验，建立和验证了主观汉语语言清晰度得分与客观声学参数C50之间的关系．结果表明：在双耳有差别听闻条件下C50（500～4000Hz）与主观汉语语言清晰度得分之间具有高相关性，采用C50（500～4000Hz）能较好地预测厅堂的主观汉语语言清晰度得分．     

基于汉语语音素材的响度算法误差研究

对两类在国际上得到广泛接受的响度模型即Moore和Zwicker时变响度模型及ITU(国际电信联盟)标准推荐响度模型进行了对比研究.通过耳机回放的主观听音实验评估了这两类响度模型在计算汉语语音素材总响度时的有效性.模型的评价采用了4种不同的统计量,对模型的绝对精度和相对精度进行了度量.研究发现,ITU-R BS.1770-4推荐响度模型相对简单,更易于对语音素材的总响度进行度量;在计算汉语语音素材的总响度时,ITU标准推荐响度模型比Moore和Zwicker时变响度模型的精度高,提高了0.5～2 dB.     

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DSP的音频信号分析仪设计

音频分析系统在众多领域均有广泛的应用,此系统以TI的DSP芯片TMS320F2812作为控制和运算的核心,实现对频率范围在20Hz～10kHz的音频信号进行成分分析.利用快速傅立叶变换(FFT)算法得到音频信号的频谱,对其进行分析和计算处理;使用点阵式液晶屏(LCD)显示音频信号的总功率、各分量频率、失真度、周期等.通过测试,该音频信号分析仪使用简便直观、精确度高,只要接到信号源,即可观察信号的多种指标.     

基于听感知特征的语种识别

为了在语种识别时充分利用人的听感知特性提高识别性能,提出了一种基于听感知模型的特征。听感知特征采用Gammatone滤波器组代替常用的三角滤波器组计算语音信号各子带能量;根据等效矩形带宽模型,确定各滤波器的中心频率与带宽;使用反置等响度曲线模拟人耳对信号不同频率成分的主观响度感受。在基本听感知特征的基础上,还提出了一、二阶差分特征和偏移差分特征用于语种识别。对比实验表明,该文所提的听感知特征性能均优于目前普遍使用的Mel频率倒谱系数(MFCC)特征及其衍生特征。     

基于听感知特征的语种识别

为了在语种识别时充分利用人的听感知特性提高识别性能,提出了一种基于听感知模型的特征。听感知特征采用Gammatone滤波器组代替常用的三角滤波器组计算语音信号各子带能量;根据等效矩形带宽模型,确定各滤波器的中心频率与带宽;使用反置等响度曲线模拟人耳对信号不同频率成分的主观响度感受。在基本听感知特征的基础上,还提出了一、二阶差分特征和偏移差分特征用于语种识别。对比实验表明,该文所提的听感知特征性能均优于目前普遍使用的Mel频率倒谱系数(MFCC)特征及其衍生特征。     

可调谐的负等效质量密度声学超构材料实验研究

结构简单和宽频响应是负等效质量密度声学超构材料(Acoustic metamaterial,AM)的重要研究目标.本文基于局域共振理论设计了一种结构简单的空心管实验模型,利用声学传输线理论证明其谐振频率与空心管内径密切相关.实验测试的3种不同内径空心管AM的透射曲线分别在1 550 Hz,1 400 Hz和1 300 Hz处出现透射低谷并伴随相位扭折,表明空心管AM在对应的频率附近发生谐振,且符合随内径增大谐振频率降低的理论结果.利用提取参数法实现了3种AM分别在1 143～1 662 Hz,998～1 492 Hz和845～1 352 Hz时的负等效质量密度.通过模拟声场分布阐述了空心管AM负等效质量密度形成的物理机制.空心管结构的提出为设计结构简单、宽频响应负等效质量密度的AM提供了一种可行的模型.     

基于辐射噪声响度的柴油机NVH性能优化

分析人耳对不同频率纯音的衰减特性,提出结合人耳的衰减特性和柴油机辐射噪声的频谱特性进行响度优化的方法。运用多体动力学法和边界元法对柴油机进行声学分析,采用Moore响度模型对柴油机的辐射噪声的响度进行仿真分析。分析认为柴油机1 300~2 000 Hz的辐射噪声对柴油机响度贡献最大,通过声强法噪声源识别试验得出柴油机辐射噪声在该频段的主要贡献部件是油底壳、齿轮室罩、缸盖罩以及机体。对柴油机的齿轮室罩、缸盖罩以及机体进行结构改进,改进后柴油机的声功率级由76.4 d B下降至75.5 d B,降低0.9 d B;柴油机辐射噪声响度由161.5 sone下降到144.7 sone,降低10.4%,柴油机的NVH性能明显改善。     

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。     

安徽高校高水平运动员听觉能力特征及差异性研究

采用BD-II-116型听觉实验仪,对32名不同专项和性别的安徽高校高水平运动员的听觉能力进行测试,对不同频率乐音的听觉能力特点和差异性进行分析.结果表明:(1)田径和体育舞蹈、田径和球类、球类和武术高水平运动员在512 Hz和2000 Hz,响度绝对阈限值差异性显著;(2)田径和武术、体育舞蹈和武术高水平运动员在512 Hz、1000 Hz、2000 Hz、4000 Hz和8000 Hz,响度绝对阈限值差异性不显著;(3)体育舞蹈和球类高水平运动员在512 Hz、4000 Hz,响度绝对阈限值差异性显著,而在1000 Hz、2000 Hz和8000 Hz,响度绝对阈限值差异性不显著.     

风速频谱对人体热舒适性的影响

研究了自然风与机械风频谱的区别及对热舒适的影响。研究发现自然风的频谱在低频区较机械风丰富。提出了一种模拟自然风频谱的方法 ,并利用此方法研究了频谱形状及吹风频率上下限对人体热舒适性的影响。主观问卷实验表明 :接近于自然风频谱的吹风模式比其它吹风模式有更好的可接受性。同时发现人体对吹风频率感受的上限在1Hz附近 ,而频率下限在 0 .2 44～ 0 .488m Hz范围内时吹风有较好的可接受性     

摩托车声品质偏好性评价与分析

以摩托车在不同发动机转速下驾驶员耳旁的声样本为评价对象,运用分组成对比较法进行偏好性主观评价实验,并在精确计算评价结果误判率的基础上,通过相关分析和多元回归分析,建立以心理声学参数描述偏好性主观评价结果的数学模型.研究结果表明,响度和粗糙度是影响摩托车噪声主观偏好性的主要参量,与线性数学模型相比,采用非线性数学模型可以更好地表达摩托车噪声主观偏好性与心理声学参数之间的关系.     

低频声波作用下微液滴沉降实验研究

声凝并被认为是一种潜在的消雾、大气凝胶去除技术.本文设计室内实验,研究了微液滴在高强度平面声场中的粒径动态响应及声致凝聚行为.结果表明,声波频率显著影响微液滴的特征粒径,对于特征粒径D_(90),即小于该粒径的体积占总体积的90%,最佳声波频率为60Hz,粒径响应平衡时间为45s.当声波频率为100Hz,平均声压级为124dB,声场行程为1. 5m,雾化通量为24g/min时,微液滴特征粒径D_(90)在声波作用后呈现出稳定增大趋势,平均增大29μm.声波频率、声压级、声场行程、雾化通量是影响微液滴特征粒径的关键因素,除声波频率外,均与特征粒径增量呈线性正相关关系.     

先进音频编码中的非均匀量化器的动态调整研究

非均匀量化器广泛运用在感知音频编码器中.通过对非均匀量化器失真的研究,引入了量化器的群能量失真概念.该概念定义为量化前的原始信号能量和量化后的重建信号能量的误差期望值.根据此概念提出了零群能量失真量化器,这种量化器能使原始信号能量和重建信号能量保持守恒.在量化器的量化电平间使用零群能量失真原则,约束量化电平间的群能量失真,可以获得与原始量化谱分布相关的动态量化区间划分.通过对原始量化谱的分布进行频数统计,近似计算动态量化区间划分,修改量化器的取整方式,使用该近似的动态量化区间划分,实现了随输入信号分布变化的动态调整量化器.客观音质评价实验显示,使用动态调整量化器先进音频编码,与使用标准推荐的量化器相比,在相同比特率下,客观音质评价指标失真指数和噪声掩模比都有所提高,编码器音质得到改进,且音质改进程度随着比特率的增加而增大.而基于对比听音实验的主观音质退化程度比较表明,使用动态调整量化器的先进音频编码,与标准算法相比,在相同码率下有更高的音质还原度 在维持标准算法音质水平的前提下,可节省一定比特率.该动态调整量化器不改变音频编码器自身结构,在不显著增加的计算量和存储量的条件下,提高了编码器性能,且适用于多种类型音频编码器.     

一种基于心理声学品质和调制频率的车窗电机检测方法

为保证车窗电机出厂前声品质和性能达到要求,提出了基于心理声学参量和调制频率的车窗电机检测方法。基于传统的心理学客观参量模型计算正常电机和故障电机声音样本的响度、粗糙度、尖锐度,基于修正的模型计算其尖锐度值,并通过主客观评价试验分析正常电机和故障电机的响度、粗糙度、尖锐度、修正后尖锐度与主观感受反映的相关性;以响度、修正后尖锐度作为特征向量,将电机分为正常电机和异常噪声电机,在此基础上为了诊断异常噪声电机的故障类型,加入物理参量调制频率作为预测车窗电机故障类型的特征量;最后,构建附加动量法优化的BP神经网络分类器对电机进行分类,通过试验验证优化的神经网络分类器。研究结果表明:正常电机与故障电机的响度和修正后尖锐度值存在明显差别,响度和修正后尖锐度与人的主观心理一致性较好,一致性系数达0.8以上;碳刷-换向器缺陷的电机噪声频率在80~100Hz,蜗杆-齿轮缺陷的电机噪声频率在20~40Hz,而正常电机的噪声频率在100 Hz以上,调制频率可作为检测电机故障类型的特征量;优化的神经网络分类器对车窗电机的分类准确率达90%以上,且与传统BP神经网络分类器相比其准确率更高和耗时更少。     

不同激励方式对有界空间超声场分布的影响

根据波的叠加原理分析了矩形空间的超声场分布,并对不同激励方式下的声场分布进行了实验研究。结果发现:单频正弦信号激励时,声源频率越高,声场分布越均匀;多频合成信号激励时,由于声波间的不相干性,声场的空间均匀性比单频信号激励时有显著改善,且频率越高,改善效果越明显。研究表明:就改善声场均匀性而言,应结合超声系统的谐振特性合理选择合成信号的带宽。     

不同响度下晚潜伏期响应的锁相值研究

目的:研究听觉诱发电位(AEP)的晚潜伏期响应(LLR)锁相值(PLV)在不同响度下是否表现有差异.方法:对19位听觉正常的成年受试者在响度"most comfortable"和"loud"的脑电信号(EEG)进行扫层分段等预处理后,对各扫层进行6阶复高斯小波变换,选取所有扫层PLV均值最大值对应的时间t和频率f,提取每个扫层在该时刻、频率的相位值并观察2种响度下随扫层数增长的PLV变化差异.结果:频率为2、4、…、30 Hz对应的PLV均值在t约为100 ms时取得最大值,在LLR的N100-P200复合波范围内.在该时刻频率为5 Hz时,50～410扫层"loud"的PLV始终要高于"most comfortable".取第410扫层的2种响度PLV,检验存在显著性差异(单因素方差分析,P0.05).结论:LLR在"most comfortable"和"loud"的PLV存在显著差异,可为响度相关的AEP研究提供参考.LLR的PLV有望成为响度客观检测的潜在指标.     

多级压气机喘振边界点的通道流动特征

进行台架试验,获取了试验发动机喘振边界点的压气机通道压力信号。对压力信号进行了频谱分析,以确定喘振边界点的通道流动特征。分析结果表明,与高转速时流动状态较好的情形相比,发动机工作点处于喘振边界时,压气机第1级静子通道压力信号频率成分中,第1、2级转子叶片通过频率信号BPF1、BPF2和以550 Hz为中心的谐波成分幅值显著增强,在550Hz附近出现多根强幅值的谱线;从较高转速减速时,BPF1、BPF2的幅值先是迅速增大,随后随工作转速减小而逐渐减小,与此不同的是,550 Hz附近频率成分则是随转速减小而逐渐增强的。对试验发动机而言,所获得的喘振边界点通道流动特征可望用于压气机工作稳定性的实时监控和预警。     

轮胎振动辐射声场有限元法与边界元法研究

为了探索轮胎振动辐射声场特征,基于实测得到的轮胎几何参数和材料参数,建立了P215/70R14型轮胎的有限元模型.将模态分析结果导入边界元软件,求解了轮胎在径向力激励下的辐射效率、辐射声功率、表面方均根振动速度、激励点法向声强及轮胎声场指向性.结果表明,在yOz平面(x轴为轮胎的对称轴)频率为61 Hz处,轮胎声辐射接近偶极子的辐射声场.在频率为451 Hz处,轮胎声辐射接近四极子的辐射声场.当频率高于451 Hz并继续升高时,声场指向性趋于复杂.该结果为进一步探讨轮胎在真实激励条件下辐射噪声的计算奠定了基础.