面向舱室声学环境的深度时域语音增强网络EI北大核心CSCD

针对舱室环境单通道语音增强问题,设计了一种联合并行空洞卷积与分组卷积的深度时域语音增强网络。该网络以经典卷积时域音频分离网络为基础,在增强层设计中通过不同膨胀因子执行两路并行的空洞卷积操作,实现对长时信号的处理以更多地提取信号包络所包含的低频信息并抑制噪声混响所带来的时延问题,同时保留了局部的语音细节信息,提高对波形中所包含语音及背景噪声谐波信息的提取准确度;另外,利用分组卷积降低并行卷积操作所导致的网络规模扩大,使网络在具有良好增强效果的同时能够保持较小的网络规模及运算复杂度。以多类飞机舱室噪声为数据基础的实验表明,所设计的网络模块相较于基线网络提升了客观评价指标值,与现有其他常用网络的比较结果表明此方法在舱室环境的数据条件下可获得更好的主客观语音增强评价指标,且在高噪声级的线谱及窄带处具有更低的失真度。     

利用多级时延估计与传递函数拟合的水下自干扰抑制法

提出了一种利用传递函数拟合与多级时延估计相结合的自干扰抑制方法来抑制接收信号中的强自干扰信号。首先通过频域解卷积估计发射泄漏的传递函数,进而构建出基本的对消信号,再通过互相关法与互谱法相结合的多级时延估计,精细补偿对消信号,获得良好的自干扰抑制效果。对实际海试数据的处理结果表明,当采用无人水下航行器(UUV)搭载一体化系统,在舷侧阵工作扇面内发射多帧线性调频(LFM)信号对目标船进行有源探测时,该方法的抑制比可达36 dB,且使得可检测回波的信干比从-30 dB降低到-55 dB,对后续的自干扰信号存在同样的抑制效果。以上结果表明该方法可抑制强自干扰信号,呈现出了较强的稳定性,使得淹没于强自干扰信号中的回波信号得以检测。     

基于张量分解的简正波模态参数估计

提出了一种基于张量分解的模态深度函数和模态水平波数(统称模态参数)估计方法,解决了传统子空间方法对模态正交性的依赖。利用经距离补偿后声场的平移不变性,将模态参数估计问题转化为三阶张量的规范多元分解(CPD)问题,分解得到的因子矩阵可用于同时估计模态深度函数和模态水平波数。推导了模态参数估计问题下张量分解的唯一性条件,结果表明该方法可在模态深度函数采样向量线性无关的条件下,使用较少的深度维采样和距离维采样实现模态参数估计。仿真结果还表明该方法在距离采样孔径较小时依然具有较好的估计性能。将该方法应用于SwellEx-96实验数据,得到了与实验海域环境较吻合的模态参数估计结果。仿真和实验数据均验证了该方法的有效性。     

不确定海洋环境中的模态子空间重构稳健定位方法

实际的海洋是一个不确定的声传播环境,常规的匹配场方法在进行目标定位时会遇到环境失配的问题,导致定位性能下降.在不确定的海洋环境中,声场传播中的一部分简正波模态受到声场不确定性的影响较小.基于此,本文提出了一种模态子空间重构的稳健定位方法.该方法使用稳定的模态来重构拷贝场向量,相比于常规匹配场定位方法中使用全阶模态来构造拷贝场向量,其定位结果更加稳健.利用计算机仿真数据和海试数据进行了定位性能分析,并给出了常规匹配场定位方法和稳健最大似然定位方法作为对比.研究结果表明:1)不确定海洋环境中,常规匹配场定位方法即使在较高的信噪比条件下其定位性能也较差.2)模态子空间重构定位方法的性能优于常规匹配场定位方法和稳健最大似然方法.     

多声源共同作用下的混合声剂量值预测方法研究

本文借助单一声样本与人工合成的混合声样本,重点研究了由多个单一声源共同作用形成的混合声的剂量值预测方法.首先,提出了一种基于对作用时长短时化处理的声音样本剂量值确定流程,并利用该方法分别确定了单一声样本与人工合成的混合声样本的剂量值.随后,分析了混合声样本剂量值(亦称总剂量,记为LTotal)与构成混合声样本的每个单一声样本剂量值(亦称组分剂量,记为Li,i=1,2,···,K;K为单一噪声样本的个数亦称组分数量)之间的关系,实现了在已知所有单一声剂量值的前提下成功预测混合声的剂量值,为深入开展复杂声环境下的噪声源控制和噪声总剂量控制、实现高效的环境噪声治理提供了理论依据.     

表面张力对疏水微结构表面减阻的影响

通过构造具有棋盘状微结构的疏水表面,考虑表面张力的影响,利用定常与非定常结合的数值模拟方法,研究了疏水表面在湍流状态下的减阻特性以及微结构内气体封存的效果,其中Re=3000—30000.在低雷诺数下,疏水表面微结构内气体封存状态良好,减阻率最高约为30%;随着雷诺数的增大,压差阻力增大,减阻率有下降趋势.当来流速度过大时,水会大量进入微结构,疏水表面的减阻率变化剧烈,且已经不再减阻.结果表明,表面张力削弱了壁面切应力的影响,使得低雷诺数下微结构内气体能够有效封存,进而减小壁面阻力.     

双层加筋结构有源隔声物理机制研究

深入分析双层加筋结构有源隔声的物理机制有助于控制系统的优化设计。用模态叠加法和声振耦合理论对双层加筋有源隔声结构建模。在辐射加筋板声功率最小的控制条件下,从模态耦合的角度对有源隔声的物理本质进行了详细阐述。分析结果表明,由于双层加筋板中筋的耦合作用影响,系统的声能量传输规律及有源隔声机理与现有的模态分析结论相比均发生改变。结合筋的耦合影响,对空腔声场的模态抑制与重构机理进行修正和补充,清晰解释了双层加筋结构有源隔声的物理本质。     

空间飞行器轨道估计与误差分析

卫星探测是当今空间飞行器观测与轨道估计的重要方式.针对空间飞行器轨道估计及卫星无源探测的误差分析等问题,在双星观测条件下,使用样条插值及拟合的方法对包含随机误差和系统误差的初始数据进行光滑处理,然后基于立体几何和逐点交汇的思想建立了运动方程参数模型,采用最小二乘法估计参数,得到了空间飞行器的估计轨道,并使用LMF法进行了系统误差分析.针对单星观测的情况,一方面,认为飞行器轨道上的点共面且均在过地心的平面内,另一方面,通过建立飞行器轨道模版数据库与观测相对比,了解识别是何种飞行器.添加了这些约束和先验信息后,可以得到大致的轨道估计.     

通气空泡生成和溃灭特性试验研究

为了研究通气流量对超空泡生成和溃灭的影响,在西北工业大学高速水洞实验室进行了系列通气超空泡生成和渍灭特征的试验.结果表明:空泡生成过程中,空泡长度和直径的变化特性与空泡溃灭时的变化特性相反;通气流量对空泡生成和溃灭均有较大影响,数据显示通气量对空泡生成的影响大于对空泡溃灭的影响.此研究为进一步研究超空泡的快速稳定生成提供了实验基础.     

宽带密排平面阵声辐射分析

应用声有限元-边界元法计算了宽带基阵声场分布.建立了平面9元阵有限元-边界元模型,给出了阵元之间互阻抗数值计算方法,分析了阵元间互辐射对声性能影响的变化规律,计算了9元阵3个谐振频率点处指向性和波束宽度.利用3谐振换能器研制出一种宽带密排平面9元阵,并在消声水池中对其输入阻抗和指向性进行了实验测量.研究结果表明,按阵元...