[发明专利]基于正交-成对比较试验与SVR的啸叫定量评价方法

说明书

基于正交‑成对比较试验与SVR的啸叫定量评价方法，首先结合正交试验与成对比较试验，得到用于训练模型的测试样本，其次进行实测音频样本的主观评价，进行不同纯音对啸叫异响贡献程度的定量，结合排除‑对比的思想与等级评分法，最后运用支持向量回归构建多纯音啸叫定量评判模型，并进行了有效性检测；正交试验具有均衡分散、整齐可比的特点，可极大减少试验数量；成对比较具有易于操作、简单快捷的特点，对专业知识要求不高，更能反映目标特征；本发明实现音频信号中突出啸叫频率在总噪声中贡献大小的定量评判。

技术方案

本发明涉及减变速机啸叫异响评价技术领域，特别涉及一种基于正交-成对比较试验与SVR的啸叫定量评价方法。

背景技术

减变速机是用来改变来自发动机转速及转矩的机构，能够实现不同转速的输出，具有效率高、构造简单、使用方便的优点，广泛应用于船舶、车辆等领域中。减变速机的齿轮系统一般是由常啮合齿轮对、挡位啮合齿轮对及惰轮啮合齿轮对组成，齿轮在生产过程中，由于加工设备精度不足、装配操作不合理，齿轮齿面出现微观形貌不平整及局部缺陷等问题，进而导致齿轮对在啮合过程中出现刺耳的啸叫异响，其信号通常表现为齿轮副啮合频率纯音及其倍频纯音成分突出。准确识别引起啸叫问题的频率纯音特征对指导齿轮微观修形、降低啸叫异音具有重要意义。

啸叫异响是一种典型的主观评价指标，通过人耳评定，人耳是一个强非线性系统，对不同频率的纯音敏感度不同，即使相同能量，不同频率的纯音听觉感受不同。直接通过1/3倍频程分析中心频率声压级的大小来评判啸叫仅考虑噪声信号能量，忽略了人的心理、生理、环境等综合因素的影响，无法根据人耳主观感觉给出啸叫异响的定量指标。减变速机的噪声信号中通常出现多个纯音成分，ECMA标准中的TNR指标计算了临界频带内的信噪比，可在一定程度上表示纯音对啸叫的贡献程度，但忽略了心理、生理、环境等因素的影响，无法给出每个纯音分量对啸叫异响的贡献百分比。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提出了一种基于正交-成对比较试验与SVR的啸叫定量评价方法，该方法基于仿真信号与评审团主观评价结果，运用支持向量回归构建多纯音音频信号贡献模型，实现音频信号中突出啸叫频率在总噪声中贡献大小的定量。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于正交-成对比较试验与SVR的啸叫定量评价方法，包括以下步骤：

步骤1：设计正交试验：

1.1)统计音频信号特征，选取频域内幅值A、频率f、背景噪声能量Eb 3项特征为因素；

1.2)根据3项因素确定水平个数并选取正交实验表，共生成M个试验样本；

步骤2：根据正交试验产生的M个试验样本生成M组仿真音频样本，并制作正交-成对比较打分表；

步骤3：选取n人评审团，n15，对M个仿真音频样本进行主观评分，评分方法为：对M个仿真音频样本进行两两比较，认为仿真音频样本A比B更令人烦恼，则比较结果为1；认为仿真音频样本B比A更令人烦恼，则比较结果为-1；认为仿真音频样本A和B一样令人烦恼，则比较结果为0；共进行次比较，每比较10对仿真音频样本休息5分钟；评分过程重复听音，每对仿真音频样本需要进行AB和BA双向听音；将评价结果填写在正交-成对比较打分表的上三角区域中；

步骤4：评审团对M个仿真音频样本进行第二次评分，打分过程同步骤3；比较两次打分结果对正交-成对比较打分表中的内容进行修正；

步骤5：将正交-成对比较打分表进行反对称转换，形成反对称矩阵，即正交-成对比较打分表中上三角第n行第m列打分分别为1、-1和0时，正交-成对比较打分表中下三角相应填写打分为-1、1和0，生成完整正交-成对比较打分表；

步骤6：根据n个正交-成对比较打分表，计算n个人对M个样本的主观打分，形成一个打分矩阵V_n×M；