[发明专利]去除厅堂脉冲响应测量声信号中噪声的方法及装置

说明书

本发明涉及一种去除厅堂脉冲响应测量声信号中噪声的方法及装置，包括：1)信号发射模块向厅堂内发出加权扫频或多频正弦声信号；2)信号采集模块采集厅堂的声压信号；3)信号时频去噪模块通过时频分析、阈值去噪和有效信号重构去除混入信号内的异时频域噪声和同时频域非稳态噪声，并将去噪后的时频信号返回到时域，发送给脉冲响应计算模块；4)脉冲响应计算模块把去噪后的声压信号与扫频或多频正弦数字信号做相关计算，获得厅堂的脉冲响应；5)噪声平均声功率去噪模块首先计算脉冲响应中的稳态噪声声功率，然后在能量脉冲响应中将其扣除；6)显示及存储模块显示计算结果。与现有技术相比，本发明显著提高了现场音质测量的精度和抗噪性能。

技术领域

本发明涉及声学领域的测量技术，尤其是涉及一种基于时频分析去除厅堂脉冲响应测量声信号中噪声的方法及装置。

背景技术

脉冲响应是反映厅堂音质的重要物理量，从脉冲响应中可以直接计算出混响时间(RT60)、早期衰变时间(EDT)、清晰度因子(D50)、明晰度因子(C50)、响度因子(G)、双耳相关系数(IACC)等厅堂音质参量。准确地测量厅堂脉冲响应声信号对室内声学设计、音质验收和环境噪声控制技术的发展以及工程实践具有重要意义。现场脉冲响应测量经常受到语音、交通和施工设备噪声干扰，特别是有观众的现场或施工期间的现场测量，噪声对测试的干扰几乎不可避免。对于混响时间等音质参量的测量，规范规定测试要在信噪比达到35dB的情况下测量才有效，然而除了实验室及深夜安静的环境以外，现场测量很难达到这么高的信噪比。通常在信噪比小于25dB的情况下可导致测试无效，因此抗噪技术对于脉冲响应现场测量十分重要的。

目前相关技术被广泛地应用在脉冲响应测量技术中。相对于稳态噪声中断法，针对稳态噪声该法可有效地提高测量的信噪比，但是这一技术对于非稳态噪声、脉冲噪声等的去噪效果并不好，而环境噪声如语音、交通和施工噪声大部分是非稳态噪声、脉冲噪声。因此发展针对非稳态噪声、脉冲噪声的去噪方法对于提高现场脉冲响应测量的精度和可靠性是十分必要的。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种精确、快速、自动化程度高的去除厅堂脉冲响应测量声信号中噪声的方法及装置，在100～8000Hz范围内，可将测量脉冲响应所需的信噪比减小至10dB，大大提高了现场测量的精度和可靠性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种去除厅堂脉冲响应测量声信号中噪声的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)信号发射模块通过依次连接的数字信号生成及加权单元、数模转换卡、功率放大器和扬声器向厅堂内发出加权扫频声信号或多频正弦声信号，所示的声信号与厅堂内的噪声在时频域分布特征上有显著差别；

2)信号采集模块通过依次连接的传声器、前置放大器、模数转换卡和数字信号接收单元，采集厅堂的声压信号，并将其发送给信号时频去噪模块；

3)信号时频去噪模块通过时频分析、阈值去噪和有效信号重构方法去除混入信号内的异时频域噪声，以及同时频域内的非稳态噪声分量，并将去噪后的时频信号返回到时域，发送给脉冲响应计算模块；

4)脉冲响应计算模块把去噪后的声压信号与扫频或多频正弦声信号的数字信号做相关计算，获得厅堂的脉冲响应，并将响应发送给噪声平均声功率去噪模块；

5)噪声平均声功率去噪模块首先计算脉冲响应中的稳态噪声声功率，然后在能量脉冲响应中将其扣除；

6)结果显示及存储模块显示在厅堂中测量到的声压信号曲线、声压脉冲响应曲线、能量脉冲响应曲线，并存储其数字信号。

所述的数字信号生成及加权单元包括数字信号生成单元和加权单元，所述的数字信号生成单元生成信号的计算过程如下，以线性扫频信号为例：