全国声学标准化技术委员会的发展与国家声学基础测量方法标准体系建设

首先回顾了全国声学标准化技术委员会自1980年成立以来,在国家声学标准制、修订方面所取得的一批重要的标准研究成果。经过全国声学领域历届委员和专家30年来的共同努力,截止2009年共制、修订声学方面国家标准166项次,形成了目前归口声标委管理的131项现行有效的国家标准,由此也建立了涵盖声学基础、噪声、建筑声学、超水声四大类标准的国家声学基础测量方法标准体系。这些声学基础测量方法标准体系与国家声环境质量、噪声排放等环保标准和工程建设标准、电声和音视频等标准共同构成了较为完整的国家声学标准体系。最后结合声标委今后要开展的标准工作,提出了进一步完善国家声学基础测量方法标准体系的细部构想,可以相信,将来随着这些标准的陆续出台,我国声学标准体系会更趋完善。      

锥形渐变截面驻波管及其极高纯净驻波场的实验研究

锥形渐变截面驻波管是用锥形管代替突变截面驻波管突变截面部分的驻波管.为对比研究锥形渐变截面驻波管与突变截面驻波管的声学及其极高纯净驻波场性质,首先借助传递矩阵,对锥形渐变截面驻波管的声学性质进行了实验研究.研究表明,与突变截面驻波管一样,锥形渐变截面驻波管也属于失谐驻波管.利用其失谐性,在一阶共振频率激励下,锥形渐变截面驻波管获得了181 dB的极高纯净驻波场.在对锥形渐变截面驻波管和等长的突变截面驻波管的驻波饱和性质进行对比实验研究后发现,在一阶共振频率下,锥形渐变截面驻波管不仅能很好地抑制管内驻波场高次谐波的增长,而且能有效地降低管内驻波场的能量损耗,在相同扬声器激励电压下获得声压级更高的大振幅纯净驻波场.实验研究还发现,在三阶共振频率激励下,锥形渐变截面驻波管的大振幅驻波场三次谐波频率接近声压级传递函数谷值对应的声源端七阶阻抗共振频率,三次谐波随基波快速增长并表现出趋于二次谐波的饱和性质.     

人耳听觉相关代价函数深度学习单通道 语声增强算法*

均方误差（Mean-Square Error,MSE）函数是深度学习单通道语声增强算法最常用的一种代价函数。然而,MSE误差值的大小与语声质量好坏并非完全相关。为了提高算法性能,本文在深度神经网络训练中引入了两类与人耳听觉相关的代价函数。第一类是加权欧氏距离代价函数,考虑了人耳听觉掩蔽效应;第二类是Itakura-Satio代价函数、COSH代价函数和加权似然比代价函数,强调语声谱峰的重要性,侧重于恢复干净语声谱峰信息。基于长短期记忆网络结构分析比较了两类代价函数在深度学习单通道语声增强算法中的性能,并与MSE代价函数进行对比。实验结果表明,基于加权欧式距离代价函数的深度神经网络单通道语声增强算法能够获得更好的语声质量和更低的噪声残留。     

渐变截面热声波导管内的声流影响因素分析

通过理论分析和数值仿真,对渐变截面热声波导管内声流各影响因素进行了具体的分析,并给出了不同情形下波导管内的声流速度分布特性曲线。研究表明,热物理参数对渐变截面导致的声流变化无影响,针对具体的声场设计合适的截面变化形式可以使得管内声流在整体上得到一定程度的抑制或加强。此外,当波导管截面尺度与热穿透深度同数量级时,轴向时均温度分布对声流的影响十分显著。当不存在非零时均温度梯度时,热传导效应对声流的影响在管截面尺度为黏性穿透深度约10至20倍量级时最大。      

骨导振子佩戴位置对重放声的影响*

骨导振子佩戴位置会影响骨传导声重放的性能,但已有研究还不够全面和完善。针对11名双耳听力正常的受试者,采取不同的骨导振子佩戴位置,对骨传导声重放在听力阈值、主观音质评价和语言清晰度3个方面进行了研究。实验结果表明不同的佩戴位置会影响骨传导声重放性能,髁骨位置在3个实验都表现最好,髁骨的听力阈值比乳突位置平均低8.7 dB,主观音质评价得分平均高乳突38.4分。该文的研究可为骨导振子佩戴位置的选择提供依据,并为声重放质量的改进提供参考。     

采用分布式球形阵列的球谐波域声场分离方法

为从测得的混合声场信号中提取出需要的目标声场,提出一种基于分布式球形传声器阵列的声场分离方法。该方法依据声场的球谐波分解,利用阵列各传声器采集到的声场声压信号,获得目标声场与干扰声场的球谐波展开系数,进而估计目标声场。该方法利用声场以不同中心展开的球谐波系数之间的变换关系,直接建立传声器测量声压信号与整体坐标系下声场展开系数的方程,与传统的分布式球形阵列声场分离方法,即先求解局部坐标系下声场展开系数,再变换为整体展开系数的方法,进行比较。分别通过数值仿真和实验说明了提出方法的有效性。结果表明:该方法能够从混合声场中较准确地估计出目标声场,并且在干扰声场能量增大时,保持了较小的声场估计误差,相比于传统方法误差增加更少。     

渐变截面热声波导管内的声流解析模型

建立了二维渐变截面热声波导管内的声流模型,分别考虑了封闭直管和环形回路两种不同结构,获得了更为普适的解析结果。封闭直管结构的声流结果可应用于任意宽度的波导管,环路结构的结果考虑了渐变截面管段宽度远大于热、黏穿透深度的情形。研究结果表明,渐变截面热声波导管内的声流主要受声场结构、截面变化及轴向时均温度分布的影响,在其它参量不变时声流量值及分布随波导管特征尺度的不同而变化。该解析模型可应用于热声及其它物理背景下的声流分析。      

水下大功率电磁式脉冲声源设计与研究

建立了大功率电磁式脉冲换能器的时变振动数学模型,利用有限差分方法得到了该模型的数值解。分析了声源的电磁参数和物理结构对辐射声压大小的影响,确定了最优的参数。设计和制作了电磁式脉冲声源,进行了性能测试。结果表明,电容充电6 kV情况下距离换能器1 m处峰值声压226 dB,中心频率25 kHz,与模型结果(峰值声压225 dB,中心频率24.5 kHz)吻合较好。进而证明了本文提出的时变振动模型可以为设计和优化大功率电磁式脉冲声源提供理论指导。      

弹性基础隔振系统的简化性能指标和有源控制力

系统研究了基础弹性对单层隔振系统、双层隔振系统及浮筏隔振系统隔振性能的影响。分析了不同隔振系统与不同弹性基础间的振动耦合特性,讨论了不同隔振系统的振级落差和力传递率特性,给出了振级落差和力传递率的简化计算方法。针对不同隔振系统的有源隔振问题,比较了不同作动器安装方式所需的控制力。研究表明,对于所有隔振系统,增加基础的刚度和阻尼有利于提高振级落差和力传递率;对于浮筏隔振系统,增加筏架的刚度和阻尼有利于提高隔振性能和减少有源隔振所需的控制力。      

传统笙的物理模型及声音合成方法

为研究传统笙的物理结构与音色之间的关系,提出了传统笙的物理模型及声音合成方法。在簧舌振动模型的基础上,结合指孔和音窗的传输矩阵计算方法,建立了笙管的等效电路,并将二者结合,得到笙的完整物理模型。为了验证模型的有效性,设计了一套笙的实验系统,实现了对笙管发声过程中特征量的多通道同步测量。通过对比实验和模型仿真结果的时频域特点以及与音色相关的特征量,分析了模型的性能.结果表明,该模型可较好地模拟传统笙管的发声过程,合成笙样本能够较准确的反映真实笙样本的音色特征。