[发明专利]值得保护的城市声景观品质自动监测方法

说明书

本发明公开了一种值得保护的城市声景观品质自动监测方法，首先对值得保护的城市声景观进行录音采集；把采集的声音信号转换为数字信号，再与不同类型、不同声级大小的噪声信号进行混缩得到混缩噪声信号；对所有信号指代声景观品质的指标进行计算，从而获得每一个采集片段的指标参量；以原声景观信号作为对照组，以混缩噪声信号作为评价组，将二者进行比较评价，得到每一个采集片段中声景观品质受到影响程度的评价等级；然后建立决策树分类模型，基于得到的决策树分类模型的分支条件，获取指代声景观品质的指标的不同组合方式与声景观品质受影响程度之间的关系，用于实践中对声景观品质监测，对声景观的受影响程度进行分类识别。

技术领域

本发明属于声景观监测技术领域，具体涉及一种值得保护的城市声景观品质自动监测方法。

背景技术

城市声环境是城市品质的重要体现，长期以来，噪声指标如等效连续声压级LAeq、累计百分数声级LN等被作为声环境的重要评价方式。Kang Jian等在文章[Acousticcomfort evaluation in urban open public spaces]中指出，人对于声环境的主观舒适度不仅仅受到声级大小的影响，还受到其他因素诸如声源类型等方面的影响。因此，相比于传统的噪声评价方式，声景观的评价方法更具有与人的主观感受相契合的特征，引入声景观的概念对声环境进行评价具有重要意义。声景观的品质不仅受到噪声的影响，也涉及其原有的好的声音元素的保留，而随着当今城市化进程推进，城市噪声问题不断暴露的同时，美好的声音也正在消失和改变。因此，保护具有城市特点和时代特征的声景观是亟待解决的问题，而建立有效的监测方法预警系统，是对这些声景观进行科学评估，以便开展预防性保护工作的首要任务。

对值得保护的声景观的监测方法存在以下技术问题和难点：

(1)大量文献如O.Axellson等人在文章[A principal components modelofsoundscapeperception]中指出人的主观声舒适与声源的类型呈现密切的关系。传统的噪声评价指标如LAeq、累计百分数声级LN等更多的从声级的大小以及时间分布的角度对声环境进行评价，而无法携带声源的信息，因此仅使用基于声级大小评价的参量来衡量声景观品质具有一定的片面性。此外，目前对于值得保护的声景观的评价标准并不明确，现有的声学指标如心理声学指标响度、粗糙度、尖锐度、波动度等指标参量也缺乏对值得保护的声景观的特征表征。

(2)值得保护的声景观往往自身存在一定的特征，而对于不同类型的值得保护的声景观，其特征可能各不相同。在对某一个特定的值得保护的声景观品质进行监测时，监测应当符合该声景观自身的原始特征，而该监测标准则不能用于其他的声景观品质监测。这就决定了难以用一个或一组固定的参量限值适用于对所有值得保护声景观品质的监测。

针对于对值得保护的声景观品质监测方法存在上述不足和难点，希望开发一种新的声景观品质监测方法。近年来出现针对于声景观的客观预测指标的研究，包括B.Yu在文章[Development ofIndicators for the Soundscape in Urban Shopping Streets]中开发的动态频谱重心指标，文章[Ten questions on the soundscapes ofthe builtenvironment]也证实心理声学指标也被证明与人的主观感受关系密切。然而，一个参量并不能描述声景观的完整特征，本发明在常用的声学物理指标中，选取了13个与声景观品质呈现显著的相关性的指标，包括声事件频谱重心方差、声事件频谱重心方差改变、响度、响度改变、尖锐度、尖锐度改变、响度波动、响度波动改变、Phi_1、Phi_1改变、Tau_e改变、节奏改变和粗糙度改变。基于此基础，本发明考虑用多指标组合的方式，并结合最新的算法模型，用于单个场景的客观物理指标与主观评价的对应，具有更强的科学性和可信度。

发明内容