采用无耳壳头相关传输函数的虚拟声信号处理

本文提出采用无耳壳、封闭耳道的头相关传输函数（HRTF）进行虚拟声信号处理的方法。理论分析表明，在包含功率均衡的扬声器虚拟声信号处理中，采用无耳壳、封闭耳道的头相关传输函数可有效地减少信号处理函数的谷点，从而减少声重发的音色改变。心理声学的实验结果表明，新处理方法的声像定位与传统的带耳壳、耳道的HRTF处理无显著区别，但音色较后者有所改善。因而新的方法更适合实际的虚拟声信号处理应用。     

不同测量对头相关传输函数的听觉影响

头相关传输函数(HRTF)是虚拟听觉重放的核心·目前,HRTF的实验室测量缺乏统一的规范。本文研究了不同测量对HRTF的听觉影响。首先提出了扩散场均衡的预处理方法,并对来自5个不同数据库的KEMAR假人的HRTF数据进行了扩散场均衡;然后,采用谱差异评估了不同数据库HRTF测量的频谱差异;最后,采用HRTF合成的虚拟声信号开展了一系列的主观听音实验,包括定位实验和区分实验·结果表明,扩散场均衡是一种有效的HRTF预处理方法,可以减小不同测量对HRTF频谱的影响;不同测量基本上不影响HRTF在12 kHz以下的定位效果,但对音色的影响较大,从而导致听觉上的可区分.      

5.1通路环绕声的虚拟重放系统

提出了一种改进的5.1通路环绕声虚拟重放系统及其信号处理方法。首先对5.1通路环绕声的虚拟重放声场进行了分析,指出现有的系统存在听音区域窄、声像位置畸变、重放音色改变等缺陷。在此基础上,通过理论分析提出将一对前方重放扬声器布置缩窄到士±15°、音色均衡的信号处理等措施,可较好地克服现有系统的缺陷,且信号处理也相对简单。心理声学实验验证了理论分析,证明系统可重放出整个前半平面(约±90°)的立体声像。因此所提出的系统及其扬声器布置是适合于电视和多媒体计算机的应用。     

水下噪声音色属性回归模型及其在目标识别中的应用

通过对声音的主观评价与客观分析而建立的主观感受数学模型,在许多领域都有重要的应用. 本文采用多元线性回归分析手段对水下噪声音色属性建立回归模型,提取音色特征并改善水下目标的识别效果. 首先,在前期水下噪声音色属性主观评价实验的基础上,将构成音色属性空间的5个成分的评价分值作为回归分析中的因变量,提取大量与听觉感知相关的听觉特征作为自变量;然后,通过相关分析和改进的逐步筛选法,挑选出反映音色属性的“最优”自变量子集;最后,利用向后剔除回归分析和水下目标识别实验,确定适当的音色模型,并通过假设检验证明该线性模型不仅正确有效,而且能改善水下目标识别效果. 关键词： 音色 多元线性回归 主观评价     

Mel频率倒谱系数平滑的耳机均衡

适当均衡耳机到鼓膜的传递函数可有效提高耳机声重放效果。耳廓与耳道滤波效应引起的幅度峰谷有助于人耳听觉感知,以平直幅频响应为目标的幅度均衡无法保持适当的峰谷。该文提出了基于roex滤波器与Mel频率倒谱系数的耳机到鼓膜的传递函数平滑方法,用于模拟人耳听觉感知特性和平滑耳机到鼓膜的传递函数,使均衡后的幅频响应保持相应的峰谷,避免了幅度峰谷过渡均衡。实验结果表明,进行耳机到鼓膜的传递函数平滑的幅度均衡对提高耳机的音色有显著作用,基于Mel频率倒谱系数平滑的幅度均衡对提高耳机的音色最为显著。     

基于听觉中枢模型的水下噪声音色表达与特性分析

为建立水下噪声音色特征的定量表达以用于目标识别, 本文将主观评价实验获得的 4个本质音色维度得分与声音的听觉中枢响应建立联系, 得到音色的偏最小二乘回归模型, 并基于回归系数对每个维度进行物理分析. 为验证该方法的有效性, 本文提取大量音色描述符作为自变量进行对比, 结果表明听觉中枢模型预测能力有一定优势. 同时发现, 前 3个本质音色维度可分别由高频能量比例、谱平坦程度和时域连续性描述, 而第4 维度则无法与任何声学特征建立联系. 关键词： 本质音色 听觉中枢模型 偏最小二乘回归 音色描述符     

相位均衡对耳机重放影响研究*

均衡耳机到鼓膜的传递函数可有效提高耳机声重放效果。通过主客观实验对比研究幅度均衡方法、相位均衡方法和幅度相位同时均衡方法,结果表明相比于幅度均衡,相位均衡对耳机瞬态响应的影响更大：当系统相位为线性时,瞬态响应衰减越快,线性相位对耳机重放提升音色有显著作用；而以平直幅频响应为目标的幅度均衡对提升耳机重放效果有限。     

水下噪声音色属性回归模型及其在目标识别中的应用

通过对声音的主观评价与客观分析而建立的主观感受数学模型,在许多领域都有重要的应用. 本文采用多元线性回归分析手段对水下噪声音色属性建立回归模型,提取音色特征并改善水下目标的识别效果. 首先,在前期水下噪声音色属性主观评价实验的基础上,将构成音色属性空间的5个成分的评价分值作为回归分析中的因变量,提取大量与听觉感知相关的听觉特征作为自变量;然后,通过相关分析和改进的逐步筛选法,挑选出反映音色属性的“最优”自变量子集;最后,利用向后剔除回归分析和水下目标识别实验,确定适当的音色模型,并通过假设检验证明该线性模型不仅正确有效,而且能改善水下目标识别效果.     

相位均衡对耳机重放的影响

均衡耳机到鼓膜的传递函数可有效提高耳机声重放效果。通过主客观实验对比研究幅度均衡方法、相位均衡方法和幅度相位同时均衡方法,结果表明相比于幅度均衡,相位均衡对耳机瞬态响应的影响更大:当系统相位为线性时,瞬态响应衰减越快,线性相位对耳机重放提升音色有显著作用;而以平直幅频响应为目标的幅度均衡对提升耳机重放效果有限。     

数字式声呐中一种新的背景均衡算法

在频谱分析领域,背景均衡技术已被广泛地研究过．已经证明,这种方法对改善线谱检测是有效的．在数字多波束声呐系统中,方位历程显示是信号处理模块和显控模块之间最重要的界面。已经证明,声呐处理系统的增益最容易在不同的信号处理模块接口处丢失．背景均衡技术可以改善方位历程显示的总体性能,将多波束数据的后置处理结果在送至显示器之前首先进行滤波．本文提出的中值滤波和排序截断平均（ＯｒｄｅｒＴｒｕｎｃａｔｅＡｖｅｒａｓｅ,ＯＴＡ）相结合的方法利用可变长的窗口匹配不同主瓣宽度的波束图是一种对不均匀、非平稳背景的有效均衡技术．系统模拟结果表明,此方法对于多波束非均匀背景的均衡是非常有效的。     

A simplified fuzzy model to mimic a nonlinear system, applied to aplasma source

This paper develops a fuzzy model to simulate the behaviour of a nonlinear system, in particular a plasma source, with a view to developing a control system for processing plasmas employing a helicon source. Genetic algorithms are employed to optimize fuzzy rules related to the parameters of the fuzzy model which contain a set of variable zeros and poles of the nonlinear system as well as its time delay. A practical application of the fuzzy model is to estimate the electron number density of a low-temperature plasma. Based on the membership functions of the input and output, a set of fuzzy rules by which the variable zeros and poles are identified is derived and optimized using a genetic algorithm. The principal reason for investigating the proposed fuzzy model is the subsequent computer-aided design of a fuzzy controller to control the nonlinear system. Two experimental results are presented to validate the fuzzy model method. One shows a computer simulation and the other predicts the real-time behaviour of the plasma source as its input parameters are varied     

范围限制的自适应亮度保持多阈值直方图均衡算法研究

针对目前直方图均衡算法难以实现，且易造成亮度饱和等问题，本文提出了一种范围限制的自适应亮度保持多阈值直方图均衡算法。首先，对输入图像进行适当平滑，从而获得它的直方图峰值点个数（N+1）。然后，对Otsu算法进行N阈值扩展，并通过这种方法获得图像的N个分割阈值，从而按照此阈值对图像进行分割。为了能够最大程度地保持输入图像的亮度，利用输入图像和输出图像的均值亮度最小误差（AMBE）准则，重新计算了图像的均衡范围。最后，利用新的均衡范围分别对每一个子图像进行均衡。实验表明，使用本算法处理Lena图的绝对均值亮度误差为0.416 4，明显优于使用RLBHE算法的0.629 5。本算法能够获得更清晰的图像细节，同时图像的整体亮度保持的也较好。     

等离子体涂覆目标散射特性SARC FDTD方法分析

基于数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出一种用于色散介质电磁特性分析的通用递归卷积时域有限差分方法(SARC FDTD),不仅具有绝对稳定性和高精度、低内存、高效率等优点,而且对于常见色散介质模型,具有统一的形式,计算时只需给出色散介质模型的极点和对应系数,使用方便,通用性好.通过算例验证了方法的有效性,并对有等离子体存在的目标电磁散射截面(RCS)进行了计算和分析.     

Effect of direct coupling of microrings on the gain bandwidth of cascade microring Raman amplifier

A combination of coupled microrings that are coupled to a bus waveguide is proposed as a wide-band microring Raman amplifier. This structure is called one channel coupled microrings (OCCM) Raman amplifier. It is shown analytically that the number of poles in the OCCM transfer function is greater than the square of microrings number (N). The gain bandwidth and gain ripple of the proposed amplifier are increased and decreased, respectively due to increasing the number of poles and zeros in the transfer function. An iterative matrix method is introduced to solve Raman equations in the amplifier with arbitrary number of microrings and Genetic algorithm is employed to maximize the gain flatness.     

Design of a negative group delay filter via reservoir computing approach: Real-time prediction of chaotic signals

An optimal arbitrary order filter with negative group delay is proposed for a real-time prediction of complex band-limited signals. The filter consists of a set of second-order linear dissipative oscillators and is determined by a rational transfer function with fixed poles and optimized zeros. The filter design and optimization algorithm is based on a reservoir computing approach. The predictive properties of the filter are demonstrated numerically for two chaotic model systems — the finite-dimensional Rössler system and the infinite-dimensional Mackey-Glass system, as well as for the real biological signal of the fingertip photoplethysmogram.     

目标极点提取的改进算法

针对强电磁脉冲孔耦合瞬态响应的极点参数提取问题,将传统的矩阵束算法进行改进。通过对含有噪声的瞬态响应数据进行互相关处理,能有效提高低信噪比时极点的提取精度。再将数据经离散化后构造Hankle矩阵,结合奇异值分解,求解其广义特征值,即可提取信号的极点参数信息。最后通过仿真分析以及对波形的重构,验证改进算法具有抗噪能力强、拟合度高的特点。     

Prescribing Zeros and Poles on a Compact Riemann Surface for a Gravitationally Coupled Abelian Gauge Field Theory

In this paper, we study the existence of prescribed cosmic strings and antistrings realized as the static solutions with prescribed zeros and poles of the Einstein equations coupled with the classical sigma model and an Abelian gauge field over a compact Riemann surface. We show that the equations of motion are equivalent to a system of self-dual equations and the presence of string defects are necessary and sufficient for gravitation which implies the equivalence of topology and geometry in the model. More precisely, we prove that the absence of a solution with zeros and poles implies that the underlying Riemann surface S must be a flat 2-torus and that the existence of a solution with zeros and poles implies that S must be a 2-sphere. Furthermore, we develop an existence theory for solutions with prescribed zeros and poles. We also obtain some nonexistence results.The authors research was supported in part by NSF grants DMS–9972300 and DMS–9729992 through the Institute for Advanced Study.     

自适应陷波器在机抖激光陀螺信号处理中的应用

首先利用极零点受限自适应陷波器对二频机械抖动激光陀螺输出信号利用预处理,然后再进行低通滤波器处理的方法,不仅有效地消除了抖动输出,而且减小了由FIR滤波器引起的时间延迟。