可感知破擦聲算法研究
發(fā)布時(shí)間:2013/3/1 20:01:05 訪問次數(shù):867
對于生產(chǎn)線應(yīng)用,除了精確AD1674JN度之外,還有3種重要因素:速度、抗噪性和便捷性。絕大部分生產(chǎn)線使用步進(jìn)正弦激勵(lì)是因?yàn)辇Z激勵(lì)在許多其他生產(chǎn)線測試終端發(fā)揮作用(如頻率響應(yīng)、阻抗、THD等)。因此,對可感知破擦聲的算法也用步進(jìn)正弦激勵(lì)是合乎常理的,這樣測量結(jié)果就能與其他測試結(jié)果類似?乖胄砸埠苤匾,因?yàn)樯a(chǎn)線需要適應(yīng)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)背景噪聲。便捷性也很重要,傳統(tǒng)自動(dòng)破擦聲測量方法非常難于設(shè)定有效的限制,并且要求操作者有一定的專業(yè)知識。CLEAR算法以非常易于與人耳聽覺相關(guān)聯(lián)的形式,來展現(xiàn)破擦聲測量結(jié)果。這使得門限設(shè)定極其簡單,因?yàn)榭梢灾苯釉诨诒徽J(rèn)為不能接受的響度級的頻譜上設(shè)置一條水平線。此限制是絕對的,并且與任何參考無關(guān)。
圖8為CLEAR算法的基本流程圖,具體步驟在下面進(jìn)行陳述。
流程圖表明,步進(jìn)正弦信號用作激勵(lì),響應(yīng)也已記錄。響應(yīng)信號經(jīng)過兩種不同的分析,兩種結(jié)果在最后被整合。
首先,一方面聽覺濾波器頻帶把響應(yīng)信號從FFT頻譜(穩(wěn)定帶寬)轉(zhuǎn)換到Bark尺度。此過程模擬了人耳對聲音的濾波,見圖9。
然后,人耳權(quán)重濾波器對外耳到內(nèi)耳傳遞函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,耳朵的內(nèi)在噪聲(血流造成的本底噪聲)也得到附加,見圖10。這些因素一起模擬了人耳的頻率響應(yīng)。
隨后,再應(yīng)用擴(kuò)頻函數(shù)。這是一個(gè)簡化的聽覺掩蔽曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式,也說明丁此算法怎樣模擬人耳聽破擦聲缺陷時(shí)的心理聲學(xué)濾波效果。這些掩蔽曲線隨著頻率和響度級的變化而變化。
最后,基本和掩蔽效應(yīng)均從響應(yīng)信號結(jié)果中提取出來,再加上噪聲,得到揚(yáng)聲器的失真情況。此疊加在頻域中進(jìn)行,最后得到純音輸入信號的部分可感知響度級(以方為單位)。
在流程圖的另一側(cè),可以看到響應(yīng)的諧波結(jié)構(gòu)得到了分析。它用功率對數(shù)倒頻譜(對數(shù)倒頻譜是一種對數(shù)頻譜)進(jìn)行量化。高強(qiáng)度和擴(kuò)展的諧波結(jié)構(gòu)是破擦聲現(xiàn)象的標(biāo)志。
最后,諧波分析的結(jié)果(百分比測量結(jié)果)與可感知失真相結(jié)合,這突出了破擦聲現(xiàn)象,使它更容易被辨認(rèn)和設(shè)定限制。
之前的分析是在每個(gè)頻率上進(jìn)行的。在生產(chǎn)線上檢驗(yàn)揚(yáng)聲器的終端,檢查所有頻段是十分重要的,常使用正弦掃頻,此方法有多種目的:通過一次掃頻,可以檢查揚(yáng)聲器所有頻段的特性,包括頻率響應(yīng)、極性、THD、零散的顆粒聲(指的是孤立存在雜音,沒有明顯周期性)和阻抗。
對于生產(chǎn)線應(yīng)用,除了精確AD1674JN度之外,還有3種重要因素:速度、抗噪性和便捷性。絕大部分生產(chǎn)線使用步進(jìn)正弦激勵(lì)是因?yàn)辇Z激勵(lì)在許多其他生產(chǎn)線測試終端發(fā)揮作用(如頻率響應(yīng)、阻抗、THD等)。因此,對可感知破擦聲的算法也用步進(jìn)正弦激勵(lì)是合乎常理的,這樣測量結(jié)果就能與其他測試結(jié)果類似。抗噪性也很重要,因?yàn)樯a(chǎn)線需要適應(yīng)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)背景噪聲。便捷性也很重要,傳統(tǒng)自動(dòng)破擦聲測量方法非常難于設(shè)定有效的限制,并且要求操作者有一定的專業(yè)知識。CLEAR算法以非常易于與人耳聽覺相關(guān)聯(lián)的形式,來展現(xiàn)破擦聲測量結(jié)果。這使得門限設(shè)定極其簡單,因?yàn)榭梢灾苯釉诨诒徽J(rèn)為不能接受的響度級的頻譜上設(shè)置一條水平線。此限制是絕對的,并且與任何參考無關(guān)。
圖8為CLEAR算法的基本流程圖,具體步驟在下面進(jìn)行陳述。
流程圖表明,步進(jìn)正弦信號用作激勵(lì),響應(yīng)也已記錄。響應(yīng)信號經(jīng)過兩種不同的分析,兩種結(jié)果在最后被整合。
首先,一方面聽覺濾波器頻帶把響應(yīng)信號從FFT頻譜(穩(wěn)定帶寬)轉(zhuǎn)換到Bark尺度。此過程模擬了人耳對聲音的濾波,見圖9。
然后,人耳權(quán)重濾波器對外耳到內(nèi)耳傳遞函數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償,耳朵的內(nèi)在噪聲(血流造成的本底噪聲)也得到附加,見圖10。這些因素一起模擬了人耳的頻率響應(yīng)。
隨后,再應(yīng)用擴(kuò)頻函數(shù)。這是一個(gè)簡化的聽覺掩蔽曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式,也說明丁此算法怎樣模擬人耳聽破擦聲缺陷時(shí)的心理聲學(xué)濾波效果。這些掩蔽曲線隨著頻率和響度級的變化而變化。
最后,基本和掩蔽效應(yīng)均從響應(yīng)信號結(jié)果中提取出來,再加上噪聲,得到揚(yáng)聲器的失真情況。此疊加在頻域中進(jìn)行,最后得到純音輸入信號的部分可感知響度級(以方為單位)。
在流程圖的另一側(cè),可以看到響應(yīng)的諧波結(jié)構(gòu)得到了分析。它用功率對數(shù)倒頻譜(對數(shù)倒頻譜是一種對數(shù)頻譜)進(jìn)行量化。高強(qiáng)度和擴(kuò)展的諧波結(jié)構(gòu)是破擦聲現(xiàn)象的標(biāo)志。
最后,諧波分析的結(jié)果(百分比測量結(jié)果)與可感知失真相結(jié)合,這突出了破擦聲現(xiàn)象,使它更容易被辨認(rèn)和設(shè)定限制。
之前的分析是在每個(gè)頻率上進(jìn)行的。在生產(chǎn)線上檢驗(yàn)揚(yáng)聲器的終端,檢查所有頻段是十分重要的,常使用正弦掃頻,此方法有多種目的:通過一次掃頻,可以檢查揚(yáng)聲器所有頻段的特性,包括頻率響應(yīng)、極性、THD、零散的顆粒聲(指的是孤立存在雜音,沒有明顯周期性)和阻抗。
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