单载波频域均衡压电声透通信研究

研究了单载波频域均衡压电声透通信技术,将系统复杂度集中至介质一侧,并实现高速压电声透通信。分析了压电声透系统信道特性,通过变步长自适应滤波器,有效降低了信道响应的计算量并提高了收敛速度。提出一种改进的单载波频域均衡相关同步算法,可涵盖已有的多种同步方案并提出最佳同步的帧结构判决方案。在此基础上,结合训练序列信息和能量判决方法,提出了针对压电声透通信系统的综合同步算法。同时针对实际应用中的采样起始点偏移和频率偏差累积问题,提出了相应的优化策略。实验中采用中心频率为500 kHz的换能器,在4 cm厚钢板两侧可达到1.298 Mbps的最大传输速率,表明该算法能有效抑制码间干扰,降低误比特率。      

传声器阵列声压级在线校准*

在户外环境中对某一目标噪声源进行声压级测量时,由于单个传声器不能在多声源干扰情况下有效监测目标信号,为了有效抑制非目标信号的干扰,通常利用传声器阵列进行波束形成从而对目标信号进行增强。MEMS传声器阵列由于体积小,价格低等优点而得到广泛使用,为了解决在户外进行噪声监测时,MEMS然而MEMS传声器阵列器件的工艺误差和灵敏度退化问题会导致波束形成滤波器的性能下降存在由器件工艺误差和老化所导致的声压级测量不准确问题,从而影响声压级的测量结果。为了解决这一问题,本文介绍了一种通过比较补偿参考传声器与传声器阵列之间的测量声压级之偏差进行从而实时在线校准的方法。该方法利用TDOA多声源定位方法在时频点上对实时采集的信号对所采集的信号在时频点上挑选有效目标信号进行有效挑选,并利用参考传声器的标准频响特性去修正阵列的声压级测量误差值。为了验证方法的可行性,本文通过实验比较了不同环境噪声干扰下的测量声压级差与无干扰条件下的测量声压级差的一致性,结果证明该校准方法在具有较好高的精确性和鲁棒性,并且可推广于任意一种阵型的传声器阵列声源定位装置噪声监测装置。     

高山仰止,四海闻之——贺马大猷先生九十五岁华诞

<正>2010年3月1日,是国际著名声学家、我国现代声学事业的开创者和奠基者之一、中国科学院资深院士、中国科学院声学研究所研究员、《声学学报》主编马大猷先生95岁华诞,为此,《声学学报》编辑部从先生的部分学生和同事中征集了声学基础和声学应用基础研究方面有代表性的研究论文,专辑出版,以     

一种基于声相似律的旋转流体机械噪声声源分离方法

针对管道系统中的流体机械发声问题,提出了一种声源函数与声响应函数的频谱分离方法。该方法以声相似律为基础,分别采用最小均方值多重线性回归方法和高斯滤波获得声源函数和声响应函数。通过算例验证了该方法的有效性,辨识得到的声源函数和声响应函数的相对误差均远小于现有方法。利用该方法分析了自由空间和带管道两种安装条件下轴流风扇的辐射噪声,辨识得到了相应的声源函数、声响应函数和叶尖速度律指数,并对风扇的主要噪声成分进行了分析。      

一种现场测量材料吸声特性的新方法

现有的材料吸声系数测量方法主要有混响室法和驻波管法,都属于实验室测量方法,不适合现场测量。使用普通扬声器的反射法可以对材料的吸声特性进行现场测量,但是对材料尺寸和测试环境有较高的要求。本文利用参量阵非线性自解调可听声的高指向性和在阵长距离内的平面波特性,结合传递函数法,测量材料的吸声系数,并与传统驻波管测量结果进行了对比。结果表明在普通房间条件下,不需要驻波管,混响室等实验环境,即可对小尺寸的材料进行吸声系数的现场快速测量,具有较大的实用性。      

汉语背景下开放式办公室声环境的评价研究

通过对北京4个开放式办公室的声环境特性测试以及一系列现场问卷调查,研究了对汉语背景下开放式办公室声环境评价的特点及其与客观声学参数之间的关系。分析发现:汉语背景下人们对声环境的关注程度仅次于光线,并对语言私密性有一定的要求;声环境评价与办公室的工作性质有关,但均在“不好不坏”和“糟糕”之间;声环境评价与背景噪声L_Aeq和L₁₀显著相关,采用混响时间作为单一指标来评价声环境的方法存在明显不足;当减少语言传输指数STI时,可以同时提高语言私密度和改善声环境;声环境认知、声响大小的敏感度、情绪和疲劳等主观因素对声环境评价具有显著性影响,而工作注意力集中程度、每天工作时间、年龄、收入、职位等则影响不显著。      

基于噪声谱结构特性的谱减法

提出了基于噪声谱结构特性的谱减法,在不增加语音失真的情况下,抑制传统谱减法的“音乐噪声”。首先,依据噪声谱结构特性在频带间自适应平滑周期图,减小谱估计方差的同时,避免噪声非连续谱的能量泄露;其次,依据噪声谱的结构特性,对增益函数进行自适应调整以更有效的抑制有调噪声。测试结果表明,不论对宽带噪声还是对窄带噪声,本文算法在信噪比提高和噪声抑制量等客观评价指标上都明显优于传统谱减法。非正式主观测听进一步验证了本文算法的有效性。      

一种用于立体声声学回波消除的新型鲁棒梯度法格梯形自适应滤波算法

立体声声学回波消除的梯度法格梯形算法对脉冲干扰不具鲁棒性。针对这个问题,引入了鲁棒M-估计方法,并从理论上予以了论证。由此产生的双通道M-估计梯度法格梯形算法具有显著提升的抗脉冲干扰鲁棒稳定性,从而也具有了更高的实际应用价值。      

地表振动传感器质量对水平耦合谐频的影响*

使用振声法探测埋地物体时,表层土壤松软导致地表振动传感器在耦合环节发生谐振, 造成谐频附近的信号失真,限制了所采信号的可用频段。针对传感器在水平方向的耦合谐振问题,该文研究了传感器质量对谐振频率的影响。仿真对比了传感器质量为2~250 g情况下信号采集系统的频响特征,并在季节性的冻土地表开展了对比实验与横波波速测量实验。仿真与实验结果表明：250 g传感器所对应的耦合谐频不超过800 Hz;2 g传感器的耦合谐频可超过1200 Hz;传感器质量越轻,耦合谐振频率越高,所采信号的可用频段越宽。     

用于自适应波束形成语音增强的球谐域掩蔽函数估计方法

提出一种用于球形阵列自适应波束形成的掩蔽函数估计方法。该方法利用包含空间信息的球谐系数提取低维空间向量,并采用复高斯混合模型和深度学习两种方案来估计掩蔽函数,最终利用估计的掩蔽函数设计最小方差无失真响应波束形成器,以达到空域滤波的效果。理论分析和仿真实验证明,对于相同时长的声信号,球谐域掩蔽函数估计方法的计算复杂度比传统阵元域估计方法低了一个数量级。并且在大部分声场环境中,尤其在低信噪比情况下,所提方法的语音质量感知评估测度得分、分段信噪比和短时客观可懂度明显高于阵元域方法,三者最高分别可提升1.31 dB,4.54 dB和35%。另外,实际声学环境的测量实验也验证了所提方法在不影响可懂度的条件下比传统阵元域方法具备更高的降噪量。