綜合改進(jìn)復(fù)解析小波方法的汽車關(guān)門聲聲品質(zhì)預(yù)測(cè)研究
發(fā)布時(shí)間:2020-08-09 19:33
【摘要】:隨著國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車NVH性能越來(lái)越受到車企和消費(fèi)者的關(guān)注,而在汽車NVH中,聲品質(zhì)開始被各大車企作為一個(gè)研究的重點(diǎn)。目前聲品質(zhì)的研究已逐步開始從穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)移到非穩(wěn)態(tài)。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)聲品質(zhì)的研究,傳統(tǒng)適用于穩(wěn)態(tài)的心理學(xué)參數(shù)已不能夠表現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)信號(hào)的特征,勢(shì)必會(huì)對(duì)聲品質(zhì)的預(yù)測(cè)精度產(chǎn)生很大影響。針對(duì)這個(gè)問題,目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用一系列時(shí)頻分析方法來(lái)提取聲樣本信號(hào)特征來(lái)作為評(píng)價(jià)參數(shù),其中聲音信號(hào)的特征參數(shù)的選取是關(guān)鍵。論文主要的研究?jī)?nèi)容有:(1)針對(duì)傳統(tǒng)客觀心理學(xué)參數(shù)對(duì)非穩(wěn)態(tài)汽車聲品質(zhì)預(yù)測(cè)的不足,提出以時(shí)頻信號(hào)方法處理的聲音信號(hào)特征作為客觀參數(shù)預(yù)測(cè)汽車關(guān)門聲聲品質(zhì),并與傳統(tǒng)客觀心理學(xué)參數(shù)的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比分析和效果驗(yàn)證。(2)利用EMD與復(fù)解析小波相結(jié)合的方式提取聲音信號(hào)特征參數(shù),首先利用EMD將信號(hào)分解為固有模態(tài)函數(shù)(intrinsic mode function,IMF),并選取有效IMF分量,基于有效IMF的頻譜圖對(duì)反應(yīng)人耳聽覺的臨界頻率帶劃分若干頻率段,作為復(fù)解析小波母波的頻率成分;然后利用復(fù)解析小波將聲信號(hào)分解成若干個(gè)信號(hào)分量,并計(jì)算各個(gè)信號(hào)分量計(jì)權(quán)后的能量比作為聲音信號(hào)的特征向量。(3)最后利用EMD和復(fù)解析小波分解提取計(jì)權(quán)后的信號(hào)能量比系數(shù)作為客觀參量以及BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)聲品質(zhì),對(duì)比分析哪一種方法適用于沖擊性聲樣本的聲品質(zhì)預(yù)測(cè)。本文以汽車關(guān)門聲作為數(shù)據(jù)樣本,利用時(shí)頻處理方法對(duì)汽車關(guān)門聲聲品質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)參數(shù)和預(yù)測(cè)方法做出研究,利用EMD分解提取頻率成分,優(yōu)化復(fù)解析小波的分解過程,并比較分析了兩種時(shí)頻方法提取的客觀參數(shù)對(duì)于預(yù)測(cè)沖擊性樣本聲品質(zhì)的優(yōu)劣性,同樣提取心理聲學(xué)客觀參數(shù)與之對(duì)比。結(jié)果表明,基于時(shí)頻方法提取的信號(hào)特征較心理學(xué)客觀參數(shù)更適宜于非穩(wěn)態(tài)噪聲聲品質(zhì)的評(píng)價(jià)。復(fù)解析小波變換提取的能量特征參數(shù)方法相比于傳統(tǒng)心理學(xué)參數(shù)以及基于EMD分解提取的能量特征參數(shù)對(duì)汽車關(guān)門聲聲品質(zhì)有較好的預(yù)測(cè)效果。
【學(xué)位授予單位】:湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:U467.493;U463.834
【圖文】:
最大且真實(shí)的還原了人真實(shí)的聽覺特性,并記錄下來(lái)。同時(shí)為了最大限度還原記逡逑錄下來(lái)的聲音樣本在人耳的真實(shí)聽覺,采用HD650型高保真耳機(jī),該耳機(jī)配有功逡逑率放大器而且充分考慮了人耳的掩蔽效應(yīng)和雙耳特性。人工頭HMS邋III如圖2.1,逡逑HD650型高保真耳機(jī)如圖2.2。逡逑曑逡逑圖2.1人工頭HMS邋111邐圖2.2HD650型耳機(jī)逡逑
同響的1000//z純音聲壓級(jí)為響度級(jí),其單位為方。例如,當(dāng)1000//z純音的聲壓逡逑級(jí)為80此時(shí),存在一個(gè)聲音與之同響,則不論此聲音的聲壓級(jí)為多少,則此聲逡逑音的響度級(jí)即為80方。等響曲線如圖2.3所示。從圖上可知,不同聲強(qiáng)級(jí),頻率逡逑的聲音的響度級(jí)可能相同,即給人感覺相同。逡逑響度的單位為sone,定義1000他、40洲純音的響度為lsone,目前較為常逡逑用的響度為Zwicker的響度模型(IS0532),此響度模型是基于臨界頻帶進(jìn)行計(jì)逡逑算。特征響度單位為.vm%邋/邐,特征響度跟絕對(duì)聽閥下的激勵(lì)和基準(zhǔn)聲強(qiáng)下的逡逑激勵(lì)有關(guān),計(jì)算公式為逡逑(e邋V2Tr邐f邋Y'23邋"逡逑^邋=邋0.08邐0.5邋+邋0.5—邐-1邐(2.4)逡逑)邋V邐ETq邋>逡逑12逡逑
邐邐逡逑式中:F為抖動(dòng)度,/。=4份為調(diào)制基頻。逡逑2.6.2穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)時(shí)域客觀參數(shù)對(duì)比逡逑在對(duì)上一小節(jié)幾種傳統(tǒng)心理學(xué)客觀參數(shù)的介紹中可以發(fā)現(xiàn),不論是響度,尖逡逑銳度,粗糙度等都是基于臨界頻率帶進(jìn)行計(jì)算的,與單頻帶內(nèi)特征響度有關(guān)。如逡逑果是穩(wěn)態(tài)噪聲任意時(shí)刻的頻率成分差不多一樣,而對(duì)于非穩(wěn)態(tài)噪聲,特別是關(guān)門逡逑聲,其頻率成分可能就存在那零點(diǎn)幾秒,在基于頻域進(jìn)行計(jì)算取平均值時(shí),其描逡逑述人主觀程度的準(zhǔn)確程度就會(huì)有所降低,甚至是不準(zhǔn)。因此,在接下來(lái)幾章會(huì)給逡逑出基于時(shí)頻方法提取的特征,現(xiàn)給出穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)的幾種心理學(xué)參數(shù)的時(shí)域圖進(jìn)逡逑行對(duì)比。逡逑如圖2.4、2.5、2.6分別給出的是響度、尖銳度、粗糙度隨時(shí)間變化的圖形,逡逑右圖是關(guān)門聲,左圖是穩(wěn)態(tài)噪聲,從圖中可以看出差別,在穩(wěn)態(tài)圖中幾種心理學(xué)逡逑參數(shù)基本在一定幅度內(nèi)不會(huì)改變,而關(guān)門聲會(huì)在3秒左右產(chǎn)生急劇變化,在對(duì)頻逡逑域取均值計(jì)算就不會(huì)那么準(zhǔn)確,說明進(jìn)行時(shí)頻方法提取非穩(wěn)態(tài)噪聲樣本特征的必逡逑要性。逡逑
【學(xué)位授予單位】:湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類號(hào)】:U467.493;U463.834
【圖文】:
最大且真實(shí)的還原了人真實(shí)的聽覺特性,并記錄下來(lái)。同時(shí)為了最大限度還原記逡逑錄下來(lái)的聲音樣本在人耳的真實(shí)聽覺,采用HD650型高保真耳機(jī),該耳機(jī)配有功逡逑率放大器而且充分考慮了人耳的掩蔽效應(yīng)和雙耳特性。人工頭HMS邋III如圖2.1,逡逑HD650型高保真耳機(jī)如圖2.2。逡逑曑逡逑圖2.1人工頭HMS邋111邐圖2.2HD650型耳機(jī)逡逑
同響的1000//z純音聲壓級(jí)為響度級(jí),其單位為方。例如,當(dāng)1000//z純音的聲壓逡逑級(jí)為80此時(shí),存在一個(gè)聲音與之同響,則不論此聲音的聲壓級(jí)為多少,則此聲逡逑音的響度級(jí)即為80方。等響曲線如圖2.3所示。從圖上可知,不同聲強(qiáng)級(jí),頻率逡逑的聲音的響度級(jí)可能相同,即給人感覺相同。逡逑響度的單位為sone,定義1000他、40洲純音的響度為lsone,目前較為常逡逑用的響度為Zwicker的響度模型(IS0532),此響度模型是基于臨界頻帶進(jìn)行計(jì)逡逑算。特征響度單位為.vm%邋/邐,特征響度跟絕對(duì)聽閥下的激勵(lì)和基準(zhǔn)聲強(qiáng)下的逡逑激勵(lì)有關(guān),計(jì)算公式為逡逑(e邋V2Tr邐f邋Y'23邋"逡逑^邋=邋0.08邐0.5邋+邋0.5—邐-1邐(2.4)逡逑)邋V邐ETq邋>逡逑12逡逑
邐邐逡逑式中:F為抖動(dòng)度,/。=4份為調(diào)制基頻。逡逑2.6.2穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)時(shí)域客觀參數(shù)對(duì)比逡逑在對(duì)上一小節(jié)幾種傳統(tǒng)心理學(xué)客觀參數(shù)的介紹中可以發(fā)現(xiàn),不論是響度,尖逡逑銳度,粗糙度等都是基于臨界頻率帶進(jìn)行計(jì)算的,與單頻帶內(nèi)特征響度有關(guān)。如逡逑果是穩(wěn)態(tài)噪聲任意時(shí)刻的頻率成分差不多一樣,而對(duì)于非穩(wěn)態(tài)噪聲,特別是關(guān)門逡逑聲,其頻率成分可能就存在那零點(diǎn)幾秒,在基于頻域進(jìn)行計(jì)算取平均值時(shí),其描逡逑述人主觀程度的準(zhǔn)確程度就會(huì)有所降低,甚至是不準(zhǔn)。因此,在接下來(lái)幾章會(huì)給逡逑出基于時(shí)頻方法提取的特征,現(xiàn)給出穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)的幾種心理學(xué)參數(shù)的時(shí)域圖進(jìn)逡逑行對(duì)比。逡逑如圖2.4、2.5、2.6分別給出的是響度、尖銳度、粗糙度隨時(shí)間變化的圖形,逡逑右圖是關(guān)門聲,左圖是穩(wěn)態(tài)噪聲,從圖中可以看出差別,在穩(wěn)態(tài)圖中幾種心理學(xué)逡逑參數(shù)基本在一定幅度內(nèi)不會(huì)改變,而關(guān)門聲會(huì)在3秒左右產(chǎn)生急劇變化,在對(duì)頻逡逑域取均值計(jì)算就不會(huì)那么準(zhǔn)確,說明進(jìn)行時(shí)頻方法提取非穩(wěn)態(tài)噪聲樣本特征的必逡逑要性。逡逑
【參考文獻(xiàn)】
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7 李輝;王瀚;白亮;羅興
本文編號(hào):2787460
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