[发明专利]基于音调能量和人耳频率选择性的减变速机啸叫评判方法

摘要

一种基于音调能量和人耳频率选择性的减变速机啸叫评判方法，先采样减变速机噪声信号，对噪声信号进行A计权，并将处理后信号转换到对数域，进行傅里叶变换，得到其能量幅频曲线；再计算噪声信号特征响度与临界频带率，计算每个特征响度的频带尖锐度，并对频带尖锐度归一化处理；对能量幅频曲线进行频程高斯平滑处理作为背景噪声，选取候选音调；根据临界频带率与频率的对应关系，计算频带尖锐度加权因子，加权后作为噪声信号的能量幅频曲线；计算音调带宽内的音调能量、背景噪声能量以及两者的差，进行影响啸叫异响频率的主次排序；本发明使低频区成为非敏感区，使高频区凸显其尖锐属性，从而有效模拟人耳对啸叫的主观感觉。

主权项

1.一种基于音调能量和人耳频率选择性的减变速机啸叫评判方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：使用噪声传感器高频采样减变速机噪声信号；步骤2：对噪声信号进行A计权处理，并将处理后信号转换到对数域，然后进行傅里叶变换，得到其能量幅频曲线A(f)；A计权频响函数为：其中：c₁＝3.5041384×10¹⁶c₂＝20.598997²c₃＝107.65265²c₄＝737.86223²c₅＝12194.217²f—频率(Hz)步骤3：根据ISO532‑1计算噪声信号特征响度与临界频带率，然后计算每个特征响度的频带尖锐度S(z)，并对频带尖锐度S(z)进行归一化处理，频带尖锐度S(z)计算公式为：其中，z代表临界频带率，N'(z)代表随临界频带率变化的特征响度，g(z)代表随临界频带率变化的尖锐度权值系数：归一化处理为：S_min为S(z)中最小值，S_max为S(z)中最大值；步骤4：对步骤2得到的能量幅频曲线A(f)进行1/24倍频程高斯平滑处理，将处理后的数据作为背景噪声B(f)，选取{a(f_i)＝A(f_i)|A(f)‑B(f)≥6}作为候选音调，其中a(f_i)为满足上式的第i个候选音调；步骤5：根据临界频带率z与频率f的对应关系映射a(f_i)→a(z_i)，计算步骤3中所得频带尖锐度S(z)加权因子:其中，S(z_i)是根据步骤3中计算出的频带尖锐度，N为选取的临界频带个数；令A(f_i)＝a(f_i)＝s·a(z_i)，将加权后的A(f)作为噪声信号的能量幅频曲线，进行后续计算；步骤6：根据a(f_i)在频谱上对应的双边谷底位置确定音调带宽上下限[f_i1,f_i2]，计算音调带宽内的音调能量Et_i；其中，A_k代表能量幅频曲线的幅值；步骤7：根据a(f_i)在频谱上对应的中心频率f_i，计算其对应的临界频带z_i＝[f_Li,f_Hi]，计算临界频带内噪声总能量Etotal_i；其中，A_k代表能量幅频曲线的幅值；步骤8：计算背景噪声能量En_i：步骤9：计算音调能量与背景噪声能量的差Er_i＝Et_i‑En_i，并根据Er_i的大小来进行影响啸叫异响频率的主次排序。