一种描述人耳感知的瞬态调制评价方法技术

本发明专利技术涉及一种描述人耳感知的瞬态调制评价方法，包括以下步骤：同步采集发动机转速信号与车内声音信号，并根据自定义的转速增量划分原始声音信号矩阵S；对声音信号进行A计权滤波，得到滤波后的声音信号矩阵S

【技术实现步骤摘要】
一种描述人耳感知的瞬态调制评价方法


[0001]本专利技术涉及声品质分析与评价领域，具体涉及一种描述人耳感知的瞬态调制评价方法。

技术介绍

[0002]随着汽车NVH控制技术的发展，打造动力声品质特色，传递品牌DNA成为了各大汽车企业的开发热点。相关研究表明，运动感声品质应该是具有恰当半阶次配比，且形成一定“调制感”属性的声音。
[0003]目前客观评价声音调制现象的方法研究较少。公开号为CN101598596A的中国专利提出了一种分析噪声源特别是车辆噪声的方法，通过调制特征参数的计算实现脉冲型噪声现象的客观描述。该方法的不足之处在于需要分别采取多次带通滤波对输入信号进行频带分解，然后再求解调制信息，这种处理方式在分析瞬态工况时，由于需要根据转速建立声音信号矩阵，多次带通滤波会使分析效率显著下降，因此目前工程应用仅局限在诸如稳态工况的向量型数据分析。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种描述人耳感知的瞬态调制评价方法，以减轻或消除上述的技术问题。
[0005]本专利技术所述的一种描述人耳感知的瞬态调制评价方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、同步采集发动机转速信号与车内声音信号，并根据自定义的转速增量划分原始声音信号矩阵S；
[0007]步骤2、对声音信号进行A计权滤波，得到滤波后的声音信号矩阵S
A
；
[0008]步骤3、对滤波后的声音信号矩阵S
A
进行希尔伯特变换，并计算得到对应的包络线矩阵E
A
；
[0009]步骤4、对包络线矩阵E
A
进行傅立叶变换，计算得到不同调制频率下的调制深度矩阵D
A
；
[0010]步骤5、根据调制频率与调制阶次的对应关系，基于峰值保持原理确定各调制阶次在不同转速下的调制深度。
[0011]进一步，步骤1具体为：
[0012]采用相同的时间采样率fs采集发动机转速信号与声音信号，根据初始转速R0和转速增量ΔR确定每个数据块的中心点N(R
n
)
mid
，然后根据频率分辨率df确定每个数据块的起止点：
[0013]N(R
n
)1＝N(R
n
)
mid-fs/2df；N(R
n
)
end
＝N(R
n
)
mid
+fs/2df；
[0014]其中，n＝1,2,
…
,n
R
，n
R
为转速序列的数据块总数；
[0015]最终划分出的声音信号矩阵为S。
[0016]进一步，步骤2具体为：首先，定义A计权滤波器系数w
A
(f)：
[0017][0018]其中，f代表频率；
[0019]然后，对声音信号进行FFT变换：F(f)＝FFT[S]，其中，F(f)为对应的频谱矩阵；
[0020]再对频谱矩阵进行A计权，并通过FFT逆变换得到滤波后的声音信号矩阵S
A
：
[0021][0022]进一步，步骤3具体为：
[0023]对S
A
分段进行Hilbert变换，并取绝对值得到包络线矩阵E
A
：
[0024]E
A
＝|Hilbert[S
A
]|。
[0025]进一步，步骤4具体为：
[0026]首先，对E
A
分段进行FFT变换，并取绝对值得到幅值频谱：
[0027][0028]其中，F
A
为对应的频谱矩阵，A0为0Hz对应的幅值矩阵，A
i
为非零频率对应的幅值矩阵；
[0029]然后，根据A0和A
i
计算调制深度矩阵D
A
：
[0030][0031]进一步，步骤5具体为：
[0032]首先，根据调制频率f
m
和转速R确定调制阶次O
m
：
[0033][0034]其中，f
m
为频谱矩阵F
A
对应的调制频率；
[0035]然后，根据自定义的阶次宽度O
w
确定调制频率上、下限：
[0036][0037]再基于峰值保持原理确定各调制阶次在不同转速下的调制深度：
[0038]f
m
∈[f
md
，f
mu
]。
[0039]本专利技术根据转速对原始噪声信号进行分段处理，先后进行A计权滤波、希尔伯特变换和快速傅立叶变换得到瞬态调制云图，并进一步结合转速同阶次的对应关系，基于峰值保持原理提取得到调制阶次在不同瞬态工况下的调制深度，由此描述人耳感知到的瞬态调制成分，为不同风格的整车动力声品质对标提供了参数化的评价方法。
附图说明
[0040]图1为瞬态调制分析的算法流程图。
[0041]图2为某运动型轿车车内噪声信号的瞬态调制云图。
[0042]图3为某舒适型轿车车内噪声信号的瞬态调制云图。
[0043]图4为车内噪声信号的1阶调制曲线对比。
具体实施方式
[0044]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0045]如图1所示的一种描述人耳感知的瞬态调制评价方法，包括以下步骤：
[0046]步骤1、同步采集发动机转速信号与车内声音信号，并根据自定义的转速增量划分原始声音信号矩阵S；步骤1具体为：
[0047]采用相同的时间采样率fs采集发动机转速信号与声音信号，根据初始转速R0和转速增量ΔR确定每个数据块的中心点N(R
n
)
mid
，然后根据频率分辨率df确定每个数据块的起止点：
[0048]N(R
n
)1＝N(R
n
)
mid-fs/2df；N(R
n
)
end
＝N(R
n
)
mid
+fs/2df；
[0049]其中，n＝1,2,
…
,n
R
，n
R
为转速序列的数据块总数；
[0050]最终划分出的声音信号矩阵为S。
[0051]步骤2、对声音信号进行A计权滤波，得到滤波后的声音信号矩阵S
A
；步骤2具体为：
[0052]首先，定义A计权滤波器系数w
A
(f)：
[0053][0054]其中，f代表频率；
[0055]然后，对声音信号进行FFT变换：F(f)＝FFT[S]，其中，F(f)为对应的频谱矩阵；
[0056]再对频谱矩阵进行A计权，并通过FFT逆变换得到滤波后的声音信号矩阵S
A...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种描述人耳感知的瞬态调制评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、同步采集发动机转速信号与车内声音信号，并根据自定义的转速增量划分原始声音信号矩阵S；步骤2、对声音信号进行A计权滤波，得到滤波后的声音信号矩阵S
A
；步骤3、对滤波后的声音信号矩阵S
A
进行希尔伯特变换，并计算得到对应的包络线矩阵E
A
；步骤4、对包络线矩阵E
A
进行傅立叶变换，计算得到不同调制频率下的调制深度矩阵D
A
；步骤5、根据调制频率与调制阶次的对应关系，基于峰值保持原理确定各调制阶次在不同转速下的调制深度。2.根据权利要求1所述的描述人耳感知的瞬态调制评价方法，其特征在于，步骤1具体为：采用相同的时间采样率fs采集发动机转速信号与声音信号，根据初始转速R0和转速增量ΔR确定每个数据块的中心点N(R
n
)
mid
，然后根据频率分辨率df确定每个数据块的起止点：N(R
n
)1＝N(R
n
)
mid-fs/2df；N(R
n
)
end
＝N(R
n
)
mid
+fs/2df；其中，n＝1,2,
…
,n
R
，n
R
为转速序列的数据块总数；最终划分出的声音信号矩阵为S。3.根据权利要求1所述的描述人耳感知的瞬态调制评价方法，其特征在于，步骤2具体为：首先，定义A计权滤波器系数w

【专利技术属性】
技术研发人员：罗乐，杨少波，杨金才，张亮，蔡晶，付吉云，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：