一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法技术

本发明专利技术提供了一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，包括如下步骤：在厂房中布置传声器，通过声源发出脉冲响应激励，使用传声器对混响声音信号进行采集；选定倍频程中心频率；对采集的信号所对应的频段进行滤波，得到此中心频率下的声压信号；选取一段足够长的后期平稳阶段背景噪声信号进行能量积分，得到单位时间噪声能量均值：选取足够长混响衰变期阶段信号，得出剔除背景噪声能量后的衰减期声能值：对声压级衰变曲线进行线性拟合，得到拟合后斜率，通过斜率计算出混响时间；本发明专利技术可以消除背景干扰噪声对混响时间测量的影响，应用于存在背景干扰噪声的厂房，测量出其混响时间。

【技术实现步骤摘要】
一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法
本专利技术涉及声学测量领域，特别涉及一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法。
技术介绍
混响效应由声音在封闭空间中经四周墙壁多次连续反射而产生。描述混响效应强弱的一个重要参数是混响时间。混响时间不仅是描述封闭空间内声音衰减快慢程度的物理量，也是音响效果设计中一个重要的客观评价参数。常见的混响时间测量方法有稳态声场切断法，脉冲响应积分法等。某些工厂后期改建时需测量其厂房内混响时间，但某些辅助设备无法关闭，导致测量混响时间时存在较强的背景干扰噪声且无法消除。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，可以消除背景干扰噪声对混响时间测量的影响，能够应用于存在背景干扰噪声的厂房，测量出其混响时间。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，包括如下步骤：S01：在厂房中布置传声器，通过声源发出脉冲响应激励，使用传声器对混响声音信号进行采集，采样频率为fc，将采集的信号导入计算机；S02：依据GBT50076-2013选定倍频程中心频率fm＝125×2mHz，其中0≤m≤5，首先选取当m＝0时，fm＝f0＝125Hz；S03：对采集的信号以fm所对应的频段进行滤波，得到此中心频率下的声压信号pm(τ)；S04：从pm(τ)中选取一段足够长的后期平稳阶段背景噪声信号进行能量积分，得到单位时间噪声能量均值式中：t3—选取背景噪声信号起始时间；t4—选取背景噪声信号终止时间；S05：在pm(τ)中选取足够长混响衰变期阶段信号，对其使用脉冲反向积分法进行积分，减去积分时段所对应的背景噪声能量值，得出剔除背景噪声能量后的衰减期声能值Em(t)：式中：t1—声音信号衰变期初始值即声压值最高点所对应的时间；t2—平稳阶段背景噪声内某点所对应的时间；对Em(t)做对数运算得到声压级衰变曲线：Lpm(t)＝10lg[Em(t)]；S06：对声压级衰变曲线Lpm(t)进行线性拟合，得到拟合后斜率km，通过斜率计算出混响时间Tm(单位：s)：S07：当m<5时，重复步骤二至七得出每个中心频率所对应的混响时间Tm；当m＝5时，即fm＝f5＝4000Hz，得出各个中心频率所对应的混响时间。进一步，S01中所述声源为发令枪或者爆竹。本专利技术有益效果：1.本专利技术所述的剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，可以消除背景干扰噪声对混响时间测量的影响。2.本专利技术所述的剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，应用于存在背景干扰噪声的厂房，测量出其混响时间。3.本专利技术所述的剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，通过计算出背景噪声能量均值，在混响衰减信号能量中剔除背景噪声能量后再进行混响时间的计算。4.本专利技术所述的剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，对背景噪声没有要求，不受背景噪声强弱的限制，是一种较为精确的混响时间测量方法。附图说明图1为本专利技术所述的实例中心频率f0＝125Hz所对应的频段滤波后声压信号时域图。图2为本专利技术所述的实例中心频率f5＝4000Hz所对应的频段滤波后声压信号时域图。图3为本专利技术的剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法的流程图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。根据图3，一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，包括如下步骤：S01：在厂房中布置传声器，通过声源发出脉冲响应激励，使用传声器对混响声音信号进行采集，采样频率为fc，将采集的信号导入计算机；S02：依据GBT50076-2013选定倍频程中心频率fm＝125×2mHz，其中0≤m≤5，首先选取当m＝0时，fm＝f0＝125Hz；S03：对采集的信号以fm所对应的频段进行滤波，得到此中心频率下的声压信号pm(τ)；S04：从pm(τ)中选取一段足够长的后期平稳阶段背景噪声信号进行能量积分，得到单位时间噪声能量均值式中：t3—选取背景噪声信号起始时间；t4—选取背景噪声信号终止时间；S05：在pm(τ)中选取足够长混响衰变期阶段信号，对其使用脉冲反向积分法进行积分，减去积分时段所对应的背景噪声能量值，得出剔除背景噪声能量后的衰减期声能值Em(t)：式中：t1—声音信号衰变期初始值即声压值最高点所对应的时间；t2—平稳阶段背景噪声内某点所对应的时间(t2一般相对于t1选取)；对Em(t)做对数运算得到声压级衰变曲线：Lpm(t)＝10lg[Em(t)]；S06：对声压级衰变曲线Lpm(t)进行线性拟合，得到拟合后斜率km，通过斜率计算出混响时间Tm(单位：s)：S07：当m<5时，重复步骤二至七得出每个中心频率所对应的混响时间Tm；当m＝5时，即fm＝f5＝4000Hz，得出各个中心频率所对应的混响时间。具体实施例：S01：在厂房中布置三组传声器，通过发令枪或者炮竹产生脉冲激励的生源，使用传声器对混响声音信号进行采集，采样频率为fc＝51200，采样点数N＝2048000，将采集的信号导入计算机准备进行分析；S02：依据GBT50076-2013选定倍频程中心频率fm＝125×2mHz，其中0≤m≤5，首先选取当m＝0时，fm＝f0＝125Hz；S03：对第一组传声器采集的信号以f0所对应的频段(90Hz～180Hz)进行滤波，得到此中心频率下的声压信号p0(τ)，如图1所示；S04：从p0(τ)中选取一段足够长的后期平稳阶段背景噪声信号进行能量积分,得到单位时间噪声能量均值式中：t3为N＝800000所对应时间点；t4为N＝900000所对应时间点。S05：在p0(τ)中选取足够长混响衰变期阶段信号，对其使用脉冲反向积分法进行积分，减去积分时段所对应的背景噪声能量值，得出剔除背景噪声能量后的衰减期声能值E0(t)：式中：t1—声音信号衰变期初始值即声压值最高点所对应的时间；t2—平稳阶段背景噪声内某点所对应的时间(t2一般相对于t1后增加一定的时间常数，记为：t2＝t1+C，其中C为常数)为了方便为计算简捷，此处取200000个点作为分析对象，即；C＝199999/fc对E0(t)做对数运算得到声压级衰变曲线：Lp0(t)＝10lg[E0(t)]；S06：对声压级衰变曲线Lp0(t)进行线性拟合，得到拟合后斜率k0＝-4.461，通过斜率计算出混响时间T0(单位：s)：S07：当m<5时，令m＝m+1，重复步骤S02-S06得出每个中心频率所对应的混响时间Tm；即计算得出f1＝250Hz,f2＝500Hz,f3＝1000Hz,f4＝2000Hz,f5＝4000Hz，所对应的T1,T2,T3,T4,T5；其中图2为f5＝4000Hz所对应的频段滤波后声压信号时域图。当m＝5时，循环结束，即得出第一组传声器测得的各个中心频率所对应的混响时间，将数据记录。重复S03-S07，对第二组传声器和第三组传声器测量的数据进行分析计算，结果见下表：所述实施例为本专利技术的优选的实施方式，但本专利技术并不限于上述实施方式，在不背离本专利技术的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：在厂房中布置传声器，通过声源发出脉冲响应激励，使用传声器对混响声音信号进行采集，采样频率为f

【技术特征摘要】
1.一种剔除背景噪声能量的厂房混响时间的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S01：在厂房中布置传声器，通过声源发出脉冲响应激励，使用传声器对混响声音信号进行采集，采样频率为fc，将采集的信号导入计算机；S02：依据GBT50076-2013选定倍频程中心频率fm＝125×2mHz，其中0≤m≤5，首先选取当m＝0时，fm＝f0＝125Hz；S03：对采集的信号以fm所对应的频段进行滤波，得到此中心频率下的声压信号pm(τ)；S04：从pm(τ)中选取一段足够长的后期平稳阶段背景噪声信号进行能量积分，得到单位时间噪声能量均值式中：t3—选取背景噪声信号起始时间；t4—选取背景噪声信号终止时间；S05：在pm(τ)中选取足够长混响衰变期阶段信号，对其使用脉冲反向积分法进行积分，减去积分时段所对应的背景噪声能量值，得出剔除背景噪声能量后的衰减期声能值Em(t)：

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓丹，程惠，闫凯，孙黎明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32