采用生理响度感知机制的车内噪声声品质预测

现有车内噪声声品质预测的响度计算中没有考虑真实人耳生理解剖结构的传声特性,因此提出了一种基于生理响度感知模型的车内噪声声品质预估方法。首先,采集两款轿车的车内噪声样本,并通过主观评价试验得到车内噪声的主观评价烦恼度。之后,整合中耳集总参数模型与耳蜗传输线模型,构建生理响度模型。然后,以生理响度模型的响度计算值为主要参数,结合尖锐度、粗糙度与车内噪声的主观评价值,通过TabNet模型构建了车辆声品质预测模型。最终,对比分析了所构建声品质模型与基于现有标准响度模型所构建的声品质模型的预测效果。结果表明,采用生理响度模型的声品质预测平均误差百分比仅有4.73%,优于采用Moore响度(6.13%)与Zwicker响度(6.94%)的声品质预测结果。此外,所构建的TabNet声品质预测模型的平均误差百分比也低于基于BP神经网络模型的平均误差百分比(7.60%)。采用生理响度模型的TabNet声品质预测能够提高车内噪声声品质客观评价的准确率。     

几类典型环境声的主观评价及感知特性分析

近年来,通过“注入”调控声以降低交通噪声烦恼感的声频注入法受到广泛关注。以交通噪声调控研究为背景,通过成对比较评价了4类典型声音(实验一)和4类典型交通噪声(实验二)的烦恼感。结果表明,有调声(纯音和复音)烦恼度最高,自然声最低(海潮声最佳),蓝色噪声是仅次于海潮声令人感觉舒适的声音;被试对交通噪声和白噪声的评价存在明显的分类偏好。分析心理声学特征发现人对声音的感知依赖于多方面因素,但声刺激的某一因素(如粗糙度或音调特别高)特别突出则会引起极大的反感。构建不相似度二维感知空间,维度1反映了声音类型间的差异,维度2表征了被试对不同类型声音的烦恼度评价;并且通过相关分析发现它们与谱结构参量相关性较强。接下来的研究中,可以通过调整交通噪声的谱下降值和时域上升时间等参量使其谱结构更接近于自然声,从而降低噪声烦恼度。     

利用卷积网络的高速列车主观声品质预测

随着高速列车在中国的高速发展,乘客对舒适性的要求不断提高。因此高速列车内声学舒适性是一个需要研究和解决的问题。首先,该文基于声学人工头设备,获取了高速列车行驶在350 km/h速度下不同车厢、不同区域的双耳噪声样本,并对其分别开展了主观声学评价和基于响度、尖锐度、粗糙度和抖动度等参数的客观声品质分析。结果表明,350 km/h速度下高速列车车内噪声能量集中在3000 Hz以内,风挡区域是舒适性评价较差的位置,而响度是影响主观评价最大的因素。其次,利用卷积神经网络算法将主观评价结果与高速列车噪声样本相关联,建立了车内噪声主观声品质预测模型,并与基于BP神经网络的预测模型进行了对比。结果表明,基于卷积神经网络的主观声品质预测模型具有更高的预测精度,更适宜用于指导高速列车车内声学舒适性的优化设计。     

混合算法优化的乘用车舱内噪声感知烦恼度神经网络建模

针对传统乘用车舱内噪声感知烦恼度量化模型精度低的问题,提出了一种利用混合算法优化的神经网络模型预测舱内噪声感知烦恼度的评价方法。此混合算法融合麻雀搜索算法(SSA)和遗传算法(GA),对反向传播(BP)神经网络进行优化,根据声品质主客观评价数据,建立SSA-GA-BP网络的乘用车舱内噪声感知烦恼度客观量化模型,与BP模型、GA-BP模型、SSA-BP模型进行对比分析。结果表明, SSA-GA-BP模型能够实现更高的预测精度,更接近主观评价数值,泛化能力更强,可替代传统的声品质主观评价实验。     

听觉感知中的噪声特性语义描述及其分析

基于听觉感知的噪声语义描述是噪声声品质研究的基础性问题,已有研究未将语义描述与噪声来源、频谱特性以及产品运行状态等物理信息联系起来。该文分别针对飞机舱内噪声、车辆噪声和空气净化器噪声这3组典型噪声开展了主观评价实验,并通过多维尺度分析和主成分分析描述了3组噪声的语义空间,系统分析了不同类型噪声的描述词,同时解释了描述词与噪声物理属性之间的联系。研究发现：飞机舱内噪声、车辆噪声以及空气净化器噪声可以由4维、4维和3维语义空间进行描述;不同类型噪声在语义描述中具有共性与个性,3组噪声语义的主要维度均与嘈杂感相关,而噪声的个性描述词与其声源的物理属性密切相关;进行声品质建模及应用时,应同时考虑噪声共性和个性描述词对听觉感知的影响,采取有针对性的措施以提升产品声品质。该文从听觉感知的角度进行了噪声特性的语义描述和分析,研究结果可为产品声品质以及噪声控制研究提供帮助。     

声品质成对比较主观评价的数据检验及判据

针对声品质主观评价成对比较法试验结果统计分析中,采用Kendall一致性系数进行数据有效性判断的不足,从检验成对比较试验数据中存在的相同声事件、不同回放次序以及三角循环等三种误判出发,分析了评价试验的三角循环误判的发生情况,提出了三角循环误判次数的准确计算方法。在成对比较评价试验数据有效性检验中,综合考虑了三种误判情形,提出了判断数据有效性的计权一致性系数判据。最后,将数据检验方法和判据应用于车内噪声的声品质成对比较评价数据的分析,获得了分析结果与Bradley-Terry模型拟合结果较好的相关性,验证了判据的可靠性。     

空调压缩机噪声测试及其声品质客观参量分析*

针对空调压缩机辐射声场的不同场点噪声声品质的差异,采用心理学声品质参量即响度、尖锐度、总感觉噪度,对压缩机辐射声场的不同场点噪声进行声品质客观参量分析,研究压缩机场点噪声声品质客观参量值变化规律。通过特征响度研究各场点噪声响度在频域的分布,并得出压缩机各场点噪声特征响度峰值所在噪声频带。实验结果表明,对于处在压缩机不同方向上的场点,其噪声声品质客观参量值存在明显差异,但其噪声特征响度峰值却处在相同的噪声频带。研究工作为压缩机全方向降噪提供参考依据也为研究压缩机的噪声声品质探索了一种新思路。     

声品质主观评价的分组成对比较法研究

声品质主观评价实验中,大样本量的成对比较法评价实验由于评价时间随样本量的平方增长而变得难以实现,为此提出了可有效减少评价工作量并使得实验易于实现的分组成对比较法。将总体评价样本分成具有相互联系的n个样本组分别进行主观评价,通过各组间的关联样本将各组的评价结果进行反演构建,得到总体样本的评价结果,进而分析其声品质特征。以车内噪声为例,介绍了分组成对比较法的实现方法,并与传统成对比较法以及语义细分法实验结果进行了对比分析,两者结果获得较好的一致性,证明了分组成对比较主观评价实验方法的有效性。     

采用响应面回归的汽车多属性声品质预测方法*

单一主观评价分数无法准确描述人耳对声品质的多属性偏好特征。该文在多属性声品质试验数据的基础上,以愉悦度、平顺度和驾驶乐趣的主观评价分数为因变量,通过相关分析筛选出响度、尖锐度和A计权声压级3个主要自变量,引入响应面回归方法,分别建立因变量与自变量之间的预测模型,通过与多元线性模型和BP神经网络模型对比验证了精度。最后,建立多属性主观评价分数之间的量化映射模型。该研究可为多属性汽车声品质的优化控制提供参考。     

怠速工况下燃油系统的噪声评价和改善*

在实车怠速工况下的噪声振动性能评价过程中,燃油系统是发动机诸多子系统当中一个重要的声源。针对这一子系统产生的车内脉动噪声偏大的问题,总结出了对燃油类液体的脉动噪声振动控制机理、原因及诊断方法。首先,采用在燃油轨内追加阻尼器的方案很好地抑制了谐频噪声;然后,从燃油泵这一主要激振源出发,提出了设定燃油泵单品噪声振动、声品质等目标值的策略,即从源头上控制关键产品的噪声性能。在此基础之上,与之相应的解决方案实施之后,怠速工况下的车内噪声提升到了较好的水平,而且,燃油系统噪声的主观评价结论也认为得到了明显改善。     

车辆噪声烦恼度的音色表达

烦恼度作为评价噪声对人影响的重要指标,受到广泛重视并获得应用。通过主观评价实验和数据统计分析,从音色角度对城市典型车辆噪声烦恼度进行建模并给予物理解释。研究发现:(1)车辆噪声烦恼度音色空间由四个维度构成;(2)利用多元线性回归方法给出的车辆噪声烦恼度模型与声样本烦恼度拟合较好;(3)烦恼度空间维度与特定频谱特性具有较高的相关性。研究结果为车辆噪声烦恼度建模及降噪设计提供了新的思路。      

水下噪声听觉属性的主观评价与分析

为探求人耳感知水下目标类型的声学因素,研究了水下噪声听觉属性空间的维度数及其各维度的物理解释.首先通过词汇聚类分析和问卷调查确定评价水下噪声听觉属性的汉语描述词,然后完成基于成对比较法和语义细分法的主观评价实验,获得听觉属性的不相似性矩阵及各样本在不同听觉属性下的主观评价分值.最后,利用多维尺度分析确定水下噪声听觉属性空间由五个维度组成,再利用主成分分析得到独立的五个主成分,进而利用相关系数和压力值确定五个主成分分别表示听觉属性空间的五个维度,根据各个主成分对应的汉语描述词所反映的听觉属性对其进行物理解释 关键词： 听觉属性 多维尺度分析 主成分分析     

基于不相似度评价的水下声目标分类与听觉特征辨识

本文旨在探索人类被试对水下声目标的感知分类及在该过程中所利用的听觉特征.首先设计了成对比较实验.然后利用CLASCAL算法对实验获得的不相似度评分进行建模,获得感知空间,并分析了3个公共维度、特异性和3个被试潜类各自的特性及其在目标感知分类中所起的作用.最后,基于Gammatone听觉滤波器组对声样本进行分析,发现了能够有效描述3个公共维度以及节拍特性的听觉特征,并利用它们构造决策树对新样本实现了分类,从而为实际中如何应用这些特征提供了指导.     

混合动力车型燃油箱晃荡声的时变响度评价方法与降噪应用

随着市场对汽车舒适性要求的提高,燃油箱油液晃动噪声问题越来越受重视。尤其是对于混合动力乘用车型,由于缺少发动机怠速噪声的掩蔽效应,更容易引起市场用户对燃油箱晃荡声的抱怨。该文以某搭载皮带驱动起动发电机混合动力SUV车型的燃油箱晃荡声问题为案例,系统性地进行了整车测试分析与路径排查工作,结合非稳态的晃动等效动力学模型,阐述了油液晃动瞬时冲击现象的潜在机理,提出了油箱壁面与形貌优化改进的思路;同时,通过对比分析声压级与响度指标方法的差异,说明了采用时变响度声品质指标能够更准确地反映出车内人耳对晃荡声的主观评价感受。该文主要通过“结构声”传递路径的优化,降低了油箱晃动激励到车内的传递,显著改善了车内的油液晃荡声问题,这对提升燃油系统NVH性能集成开发的能力,有着较重要的工程参考价值。     

数值仿真生成的汽车后空调气动噪声预测及评价

为解决需要项目开发后期样车完成后才能进行整车空调气动噪声性能测试及评价的滞后性问题,针对某SUV整车后空调高档范围工作产生的气动噪声,提出了一种基于空调整车计算流体动力学和FW-H声类比方程的气动噪声仿真计算分析和神经网络的主观评价预测方法。首先采用计算流体动力学和FW-H声类比相结合的方法仿真计算和验证后空调高档运行时车内产生的气动噪声特性;然后将仿真得到的时域气动噪声样本转化成声频格式,并开发GUI程序界面进行噪声样本主观评价和客观参数计算;最后建立基于遗传算法优化的主客观映射神经网络预测模型以实现车内后空调气动噪声性能的预测评价。仿真计算及预测评价结果表明：该方法计算的气动噪声仿真误差在10%以内,主观预测误差在0.5分以内,可有效指导汽车空调气动噪声性能的前瞻性预测开发。     

滨海公共空间声环境感知评价及影响因素*

滨海公共空间是滨海城市人居环境的重要组成部分,其声环境质量是影响公共空间环境体验的关键因素。本研究以青岛沿海岸线四类滨海公共空间（步道类、广场类、公园类、沙滩类）的声环境为对象,通过问卷调查和实地测量探索滨海公共空间声环境的特征、感知评价及其影响因素。结果表明：（1）滨海公共空间当前环境噪声水平基本不超过国家标准限值55dB(A) ,各类空间声环境客观特征显著不同：公园噪声水平最低,自然声源丰富;广场噪声水平最高,各种城市噪声较多;步道噪声水平较低,但受到交通噪声的影响;沙滩噪声水平较高,但以中低频的海浪声为主,比较稳定。（2）各类滨海公共空间的声源感知以自然声为主,但是广场的自然声源感知较少。此外,声环境的愉悦感评价普遍较高,但在事件感、吵闹度和总体满意度评价上具有显著差异：沙滩声环境总体评价最好,其次是公园,广场和步道的声环境则亟待改善。（3）交通噪声和最大声级Lmax对声环境的负面影响最为显著,此外受访者年龄也是影响滨海公共空间声环境感知评价的关键因素。研究结论可以为滨海公共空间声环境的优化设计提供理论依据。     

语音特性及声场因素对老年人警报语音可懂度和主观感受的影响*

警报语音广播是紧急情况时提高建筑物内疏散效率的有效手段。通过实验室研究的方法,研究了语音特性及声场因素对老年群体警报语音可懂度和主观感受的影响。主观感受选取了听音容易程度和感知紧迫性两个维度。研究结果表明,老年人警报语音可懂度和听音容易程度评价主要受语速、信噪比和混响时间的影响,且呈现一致的变化趋势,即随着语速和混响时间降低以及信噪比的增加,老年人可懂度和听音容易程度得分均升高,而声压级(最低设置为60dB)、有无警铃和噪声类型没有显著影响。感知紧迫性随语速和声压级的增加而显著增加,信噪比、混响时间及有无警铃声对感知紧迫性并无显著影响。采用人声播报的警报语音其可懂度和感知紧迫性显著高于合成声。比较老年人和年轻人群体的结果发现,在语速、声压级和噪声类型对主观评价的影响上有显著差异。为建立老年人理想且安全的声环境,应采用人声播报并适当降低语速以保证可懂度,同时混响及信噪比条件两方面的改善都是必要的。     

基于掩蔽特性的噪声品质评估研究

针对宽带噪声的频谱特点和人耳听觉的掩蔽特性,提出了一种噪声掩蔽的等效原则,以及一种新的烦恼度指数的计算方法。在采用时频分析的方法,结合统计学规律,辨识出噪声中致人烦恼的频率成份之后,利用该烦恼度指数可度量各频率成份的烦恼程度,从而建立了一种噪声品质评估模型。试验研究的结果表明:基于掩蔽特性的噪声品质评估模型可以快捷而准确地识别噪声中烦恼的频率成份,并与人耳主观辨识的结果具有良好的一致性。     

汉语语境下的车辆噪声听觉属性评价与分析

研究了等响度车辆噪声听觉属性的空间维度及其汉语表述.首先通过问卷调查确定评价车辆噪声听觉属性的汉语描述词,然后完成基于成对比较法和语义细分法的主观评价实验,获得听觉属性的不相似度矩阵及描述词的等级顺序.最后,利用多维尺度分析和主成分分析法得到独立的用中文表达的车辆噪声听觉属性,结果表明:对于等响度的车辆噪声,其听觉属性可以用三个维度表示,分别用"粗糙"、"刺耳"和"起伏"描述.     

冲击阻尼板的尺寸辨识与声线索提取

针对冲击板的物理属性辨识问题,研究了尺寸辨识的恒定声线索提取及其在听觉感知中所起的作用。设计并完成了三组主观评价实验,实验1分析了录音和合成声作为声刺激对尺寸辨识的影响。实验2和实验3分别针对铝板和木板的冲击声,通过不相似主观评价实验获得尺寸辨识的感知空间和对应力学空间维度,计算了不同声特征的信息精确度。最后,对比实验2和实验3的结果给出了尺寸辨识的恒定声线索,根据声线索与感知结果的相关性分析了听者的尺寸感知策略。结果表明,听者利用录音和合成声均获得了较好的尺寸辨识结果,且听者趋向于利用与尺寸有关的恒定声线索来完成感知任务,而忽略那些容易受其他声源属性影响的声信息。