一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法，包括以下步骤：1)根据不同场景、不同时段具有代表意义的环境噪声样本获取环境噪声的特征；2)根据环境噪声的特征选择影响声环境满意度的主要参量，并获取声环境满意度的表达式；3)将含有主要参量的有效掩蔽声加入到环境中，并调整主要参量直到声环境满意度不再提高为止。与现有技术相比，本发明专利技术具有基于心理声学的掩蔽效应、多元化改善等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法
本专利技术涉及环境噪声控制领域，尤其是涉及一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法。
技术介绍
随着城市化高速发展，环境噪声污染问题越来越被公众关注。传统降噪技术集中在声源降噪、传播途径过程的吸隔声以及噪声接受者环境的隔声处理，一定程度上降低了城市环境噪声声级，改善了居民的生活环境。但是，由于传统降噪措施在交通噪声和固定设备噪声治理中的局限性以及中低频噪声不易衰减的特性，城市环境噪声常以中低频特征为主，特别在密集型城市出现声级达标但仍扰民的问题。在对城市主干道沿线居住小区腹地及城市公共绿地区域内噪声进行跟踪监测发现，该类区域的声级水平大多维持在55-60dBA的稳态水平，然而公众身处如此环境，满意度仍然偏低，声级更高的区域满意度则更低。近年来研究发现，公众对声环境的满意度不单单取决于声压级，即令人愉悦的声音即使声压级较高，也能够提高人对声环境的满意度。实际上，这是心理声学在环境声学中的应用。有研究发现，水声(如喷泉、流水等)以及鸟鸣声等有助于改善交通噪声带来的烦恼。但目前在环境噪声控制领域，尚未有基于系统的声掩蔽方法来改善公众对其所处声环境的满意度。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法，包括以下步骤：1)根据不同场景、不同时段具有代表意义的环境噪声样本获取环境噪声的特征；2)根据环境噪声的特征选择影响声环境满意度的主要参量，并获取声环境满意度的表达式；3)将含有主要参量的有效掩蔽声加入到环境中，并调整主要参量直到声环境满意度不再提高为止。所述的步骤2)具体包括以下步骤：21)选择响度作为影响声环境满意度的主要参量；22)在响度相同其余特征不同的环境噪声样本下，进行主观评价试验，采用多级奇数范畴的语义细分法获取测试者对噪声样本的声环境满意度评价结果；23)采用聚类分析或主成分分析的方法对特征进行分类，从而确定影响声环境满意度的主要参量；24)将声环境满意度Sat作为应变量，主要参量作为自变量，获取声环境满意度Sat的表达式。所述的主要参量包括声压级、频谱、响度N、粗糙度R、锐度S、抖晃度F以及音调度K的最大值及等效值，所述的声压级包括最大声级Lmax、等效声级Leq以及统计声级L10、L50和L90，所述的频谱包括低中高频段声级差D和主导特征频率及其声级Lcf。所述的步骤24)中，声环境满意度Sat的表达式为：Sat＝a*N(Leq)+b*(L50/L10)+c*(L90/L50)+d*D+e*Lcf+f*R+g*S+h*F+i*K其中，a、b、c、d、e、f、g、h、i分别为系数权重。当环境噪声低于70dB时，采用在环境中加入掩蔽声的方式提高声环境满意度，当环境噪声高于70dB时，则采取降噪措施进行处理。所述的步骤3)中，加入到环境中的掩蔽声的来源包括：筛选出的自然声样本中具备主要参量的声音或在自然声的基础上进行调整生成。所述的加入到环境中的掩蔽声具体包括间歇性的虫类鸣叫声、鸟类鸣叫声以及水流声。所述的步骤3)中，对于1000Hz以下的中低频交通噪声为主的环境，声环境满意度Sat主要由响度N、等效声级Leq决定，并且受到中高频段声级差D和抖晃度F的影响。所述的步骤3)中，在环境中加入有效掩蔽声的时，配合风景海报、视频和高空喷雾来提升环境满意度。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：一、基于心理声学的掩蔽效应：本专利技术是基于心理声学中掩蔽效应的思路，以改善人群的主观感受为目的的一种创新手段，同时不对既有声环境本底声级水平造成恶化影响，在环境声级难以降低，而人群的声环境满意度较低时，不需要再考虑如何竭力降低噪声，而是通过加入有效掩蔽声来提升人群对声环境的满意度。二、多元化改善：本专利技术给出了评价声环境满意度的量化公式能够进行精确的调整，可对各类声环境场景条件设置多元化改善方案，针对环境的实际条件，目的明确，迭代优化出提升声环境满意度的最佳方案。附图说明图1为本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的目的是提供一种提高声环境满意度的方法，通过分析声环境的物理和心理声学特性，有针对性地加入掩蔽声，调整原声环境的物理和心理声学特性，提高人群对声环境的满意度。本专利技术是基于心理声学提出一种方法，主要原理是利用合适声级、频率、带宽和时域包络以及响度、粗糙度、锐度、抖晃度和音调度等的掩蔽声对环境噪声进行掩蔽。首先，需要确定环境噪声的特征。对于具体环境，对不同场景、不同时段具有代表意义的环境噪声样本进行分析，确定声压级，包括最大声级Lmax、等效声级Leq、统计声级L10、L50和L90等；频谱，包括低中高频段声级差D和占主导的特征频率及其声级Lcf等；响度N、粗糙度R、锐度S、抖晃度F和音调度K等的最大值(max)及等效值(avg)。有研究表明，当环境噪声低于70dB(A)时，掩蔽声才有可能提高声环境满意度，声级过高应首先采取降噪措施进行处理。其次，需要确定人群对环境噪声的感知特征。研究表明，决定声环境满意度的主要因素是响度，考虑到加入掩蔽声可以在响度适当增加的情况下改善声环境满意度，因此需要确定其他参量对声环境满意度的影响。利用不同环境噪声样本，包括响度基本相等的，以及调整幅值使响度相等后，其他参量有明显差异的，在实验室进行主观评价实验。实验采用多路扬声器回放，尽可能还原实际环境的声场，采用多级奇数范畴的语义细分法获取人群对噪声样本的满意度评价结果，利用统计分析软件对数据进行多元统计分析，包括聚类分析和主成分分析等，对前述参量进行分类，确定影响声环境满意度的主要参量，归纳人群对环境噪声的感知特征，声环境满意度(Sat)作为应变量，影响参量作为自变量，如式(1)所示，其中与满意度无显著关系的参量的系数为0，而且通常响度N与等效声级Leq同属一类，根据具体统计分析结果选择，此外，心理声学参量的最大值和等效值通常选其一，系数的单位为相应参量单位的倒数，最终得到的满意度无量纲。Sat＝a*N(Leq)+b*(L50/L10)+c*(L90/L50)+d*D+e*Lcf+f*R+g*S+h*F+i*K(1)式中参量如前所述，系数由人群对具体环境的感知特征确定。最后，需要确定有效掩蔽声的特征。根据人群对环境噪声的感知特征，结合具体环境噪声的特征，有针对性加入掩蔽声，能够起到调整决定声环境满意度的主要参量的效果。具体为根据式1确定的影响该声环境满意度的有效参量，通过筛选自然声样本中具备相关特征参量的声音，或在自然声的基础上进行调整生成掩蔽声，使加入掩蔽声后，能够调整有效参量的值以提高声环境满意度，该过程可以进行迭代至满意度不再上升以尽可能提升改善效果。比如针对有些1000Hz以下的中低频交通噪声为主的环境，Sat主要由N或Leq决定，同时D和F也起到一定作用，通过分析自然声的特征，发现鸟鸣声可以调整环境声频谱分布，增加高频成分使频谱更均衡，也有算例表明加入鸟鸣声的交通噪声，抖晃度降低，即分别改变D和F以提高声环境满意度。同时，可以对有效的掩蔽声进行处理，调整影响声环境满意度的主要参量，即不断迭代优化提升该环境声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据不同场景、不同时段具有代表意义的环境噪声样本获取环境噪声的特征；2)根据环境噪声的特征选择影响声环境满意度的主要参量，并获取声环境满意度的表达式；3)将含有主要参量的有效掩蔽声加入到环境中，并调整主要参量直到声环境满意度不再提高为止。

【技术特征摘要】
1.一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据不同场景、不同时段具有代表意义的环境噪声样本获取环境噪声的特征；2)根据环境噪声的特征选择影响声环境满意度的主要参量，并获取声环境满意度的表达式；3)将含有主要参量的有效掩蔽声加入到环境中，并调整主要参量直到声环境满意度不再提高为止。2.根据权利要求1所述的一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法，其特征在于，所述的步骤2)具体包括以下步骤：21)选择响度作为影响声环境满意度的主要参量；22)在响度相同其余特征不同的环境噪声样本下，进行主观评价试验，采用多级奇数范畴的语义细分法获取测试者对噪声样本的声环境满意度评价结果；23)采用聚类分析或主成分分析的方法对特征进行分类，从而确定影响声环境满意度的主要参量；24)将声环境满意度Sat作为应变量，主要参量作为自变量，获取声环境满意度Sat的表达式。3.根据权利要求1所述的一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法，其特征在于，所述的主要参量包括声压级、频谱、响度N、粗糙度R、锐度S、抖晃度F以及音调度K的最大值及等效值，所述的声压级包括最大声级Lmax、等效声级Leq以及统计声级L10、L50和L90，所述的频谱包括低中高频段声级差D和主导特征频率及其声级Lcf。4.根据权利要求3所述的一种基于声掩蔽提高声环境满意度的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周裕德，张玮晨，邵志跃，祝文英，储益萍，应乐惇，
申请(专利权)人：上海市环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31