[发明专利]汽车车内双耳异响时变噪声响度评价方法

摘要

本发明公开的汽车车内双耳异响时变噪声响度评价方法，属于汽车振动与噪声分析领域。本发明实现方法如下：基于摩尔响度模型，利用数值计算软件，对非稳态工况下车内双耳时变噪声信号进行外中耳滤波；通过快速傅里叶变换得到信号的频谱，根据内耳激励模型及频域掩蔽效应计算单耳瞬时特征响度；加入短期时间因子得到单耳短期特征响度，利用高斯函数加权计算平滑的单耳短期特征响度，计算耳间抑制因子，得到受抑制的单耳短期特征响度；在人耳听阈范围内积分得到单耳短期响度，左右耳相加得到双耳短期响度；单耳短期响度加入长期时间因子得到单耳长期响度，左右耳相加得到双耳长期响度，其最大值即为此噪声样本在采样时间段内的双耳总响度。

主权项

1.汽车车内双耳异响时变噪声响度评价方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一、利用声音信号采集设备采集非稳态工况下车内目标点处的双耳噪声信号；步骤二、在数值计算软件中对左右耳噪声信号分别进行短期特征响度计算；步骤三、由步骤二得到的左右耳瞬时特征响度分别计算左右耳短期特征响度；在每个erbm子频带内，比较第二帧的瞬时特征响度与第一帧的瞬时特征响度的大小，如果第二帧大于第一帧，按照公式(1)计算，否则按照公式(2)计算；从第三帧开始依次比较每帧的瞬时特征响度与前一帧的短期特征响度的大小，如果大于前一帧，按照公式(3)计算，否则按照公式(4)计算，即可分别得到左右耳短期特征响度；S′2＝ααS2+(1‑αα)S1……(1)S′2＝αrS2+(1‑αr)S1……(2)S′n＝ααSn+(1‑αα)S′n‑1……(3)S′n＝αrSn+(1‑αr)S′n‑1……(4)其中，S′2表示第二帧的短期特征响度，S2表示第二帧的瞬时特征响度，S1表示第一帧的瞬时特征响度，S′n表示正在计算的这一帧信号的短期特征响度，Sn表示正在计算的这一帧信号的瞬时特征响度，S′n‑1表示前一帧信号的短期特征响度，αα与每帧的时长和上升时间有关，αr与每帧的时长和下降时间有关；步骤四、将步骤三得到的左右耳短期特征响度分别与相应的高斯平滑函数进行卷积计算，分别得到左右耳平滑的短期特征响度，左耳平滑的短期特征响度由式(5)计算得到，右耳平滑的短期特征响度由式(6)计算得到；其中N′L(i)smoothed为平滑后的左耳短期特征响度，N′R(i)smoothed为平滑后的右耳短期特征响度，N′L为每帧内的左耳短期特征响度，N′R为每帧内的右耳短期特征响度；i为正在进行平滑处理的子频带Cam值，Di为正在计算的子频带Cam值与i之间的差值，当i+Di小于人耳听阈下限或大于人耳听阈上限时，N′L、N′R为0，B为影响耳间抑制作用曲线形状的参数；步骤五、根据公式(7)和(8)，由步骤四得到的左右耳平滑的短期特征响度，分别计算左右耳抑制因子；左耳短期特征响度除以左耳抑制因子，得到受抑制的左耳短期特征响度，右耳短期特征响度除以右耳抑制因子，得到受抑制的右耳短期特征响度，分别在人耳听阈下限至人耳听阈上限的范围内积分得到左右耳短期响度；INHL(i)＝2/[1+{sech(N′R(i)smoothed/N′L(i)smoothed)}θ]……(7)INHR(i)＝2/[1+{sech(N′L(i)smoothed/N′R(i)smoothed)}θ]……(8)其中INHL(i)为左耳抑制因子，INHR(i)为右耳抑制因子，θ为幂指数；为了防止N′L(i)smoothed或N′R(i)smoothed为0时出现除以0的情况，将所述两个参数分别增加一个预设的很小的数am；步骤六、在步骤五得到的左右耳短期响度的基础上，由式(9)～(12)分别计算得到左右耳长期响度；沿着时间轴，首先比较第二帧的短期响度与第一帧的瞬时响度的大小，如果第二帧大于第一帧，按照公式(9)计算，否则按照公式(10)计算；从第三帧开始依次比较每帧的短期响度与前一帧的长期响度的大小，如果大于前一帧，按照公式(11)计算，否则按照公式(12)计算，即可分别得到左右耳长期响度；S″2l＝ααlS′2s+(1‑ααl)S1s……(9)S″2l＝αrlS′2s+(1‑αrl)S1s……(10)S″nl＝ααlS′ns+(1‑ααl)S″(n‑1)l……(11)S″nl＝αrlS′ns+(1‑αrl)S″(n‑1)l……(12)其中，S″2l表示第二帧的长期响度，S′2s表示第二帧的短期响度，S1s表示第一帧的瞬时响度，S″nl表示正在计算的这一帧信号的长期响度，S′ns表示正在计算的这一帧信号的短期响度，S″(n‑1)l表示前一帧信号的长期响度，ααl与每帧的时长和上升时间有关，αrl与每帧的时长和下降时间有关；步骤七、对步骤五得到的左右耳短期响度相加得到双耳短期响度，即可利用得到的双耳短期响度实现对车内双耳异响时变噪声响度详细变化过程的评价；对步骤六得到的左右耳长期响度相加得到双耳长期响度，双耳长期响度的最大值即为此噪声样本在采样时间段内的双耳总响度，即能够利用得到的双耳长期响度实现对车内双耳异响时变噪声响度整体感知的评价。