一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法技术

本发明专利技术提出一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法，该方法结合烦恼度主观评价实验，得出噪声烦恼度下降与等效声压级降低的关系，定量分析音频注入法中使用不同调控声时对噪声烦恼感的抑制效果。本发明专利技术为音频注入主观评价实验提供新思路，参考声样本的选择不再受目标声、调控声、叠加声的限制，可以选择一种标准声作为参考声，选择变得更加灵活。而且本发明专利技术为噪声烦恼感抑制效果提供计算标准，进一步完善音频注入法的内涵。

【技术实现步骤摘要】
一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法
本专利技术属于心理声学中声品质领域，具体涉及一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法。
技术介绍
声环境与人类的生产生活息息相关，在生理和心理以及行为习惯等方面都给人类带来极大的影响。噪声污染会干扰人们正常的工作、学习和生活，甚至会对人体健康产生危害。当前，居住区声环境是一个世界性普遍关注的问题。随着城市化进程的不断推进，以及社会的进步和人们环境意识的高涨，噪声扰民及投诉事件急剧增加。噪声污染治理已成为环境保护的核心问题之一。在原始噪声中注入调控声以降低其烦恼感的一种方法，称为音频注入法。较之传统的减法控制策略(有源噪声控制等)，音频注入法具有实施简单、成本低廉、易于工程实现等优点，逐渐成为噪声控制领域的前沿课题，受到研究人员和工业界的广泛关注和重视。研究发现，组合噪声烦恼感的“相消效应”和“相长效应”源于噪声的能量掩蔽和信息掩蔽机制，其中“相消效应”在多个领域具有极强的实用价值。在此基础上，人们提出了基于声音叠加提高声环境舒适性的方法，先后用于抑制不同类型的噪声污染。
技术实现思路
要解决的技术问题虽然基于声音叠加提高声环境舒适性的方法已经提出，但目前关于该类方法的相关定量评价较少。因此很难进行纵向分析，计算出某种调控声对于一种噪声的烦恼感抑制效果；更不能进行横向分析，计算出同一种调控声对于不同类型噪声的烦恼感抑制效果。这阻碍了音频注入法的进一步发展。技术方案针对上述问题，本专利技术结合烦恼度主观评价实验，并提出一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法，得出噪声烦恼度下降与等效声压级降低的关系，定量分析音频注入法中使用不同调控声时对噪声烦恼感的抑制效果。本专利技术所提出的适用范围更广泛的音频注入效果定量评价的方法，构建了加法控制与减法控制效果评价相互沟通的桥梁。具体基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法，包括以下步骤：步骤1：进行纯音烦恼度评价实验，获得纯音烦恼度与声压级关系曲线；步骤2：将步骤1得到的纯音烦恼度与声压级关系曲线转换为烦恼度下降值RASs与等效声压级变化值ELV的曲线，得到RASs～ELV曲线；步骤3：以步骤1进行纯音烦恼度评价实验的标准参考声样本为参考声，进行烦恼度评价实验，实验分别以原始噪声样本和叠加声样本为评分声样本，得到叠加声相对于原始噪声的烦恼度下降值RASs；所述叠加声为原始噪声与调控声的叠加声；步骤4：根据步骤3得到的叠加声相对于原始噪声的烦恼度下降值RASs，依据步骤2得到的RASs～ELV曲线，得到叠加声中的调控声对应的等效声压级变化。进一步的，进行纯音烦恼度评价实验的过程为：选择某一频率和声压级的纯音作为标准参考声样本，将其声压级升高和/或下降，得到多个待测纯音声样本，对比标准参考声样本，对待测纯音声样本进行烦恼度主观评价，得到烦恼度评分，从而建立纯音烦恼度与声压级关系曲线。进一步的，选取频率为1kHz，声压级为70dB的纯音作为标准参考声样本。有益效果(1)本专利技术为音频注入主观评价实验提供新思路。参考声样本的选择不再受目标声、调控声、叠加声的限制，可以选择一种标准声作为参考声，选择变得更加灵活。(2)推进音频注入法的进一步发展。目前对于音频注入的理论研究不足，相关研究方法不够完善，无法定量分析音频注入下噪声烦恼感抑制效果。通过本方法的研究思路，为噪声烦恼感抑制效果提供计算标准，进一步完善音频注入法的内涵。(3)推动音频注入系统的工程应用。声品质基于人的主观感知，采用心理声学方法研究声音的事件特性，本专利技术在传统减法控制(主动、被动噪声控制)基础上提出了加法控制的新思路，推动了噪声控制技术的发展。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1：本专利技术流程图；图2：1kHz纯音烦恼度与声压级关系曲线；图3：RASs～ELV曲线。具体实施方式为了对本方法及流程表述明确，先阐述相关术语以及解释：(1)音频注入法(AudioInjection,AI)：在原始噪声中注入调控声以降低其烦恼感的一种方法，称为音频注入法。将原始噪声称为目标声，所加入的声音称为调控声，混合后的声音称为叠加声。(2)参考评分法中参考声样本的选取方法：标准样本法：选取1kHz、70dB纯音样本作为参考声样本。选取理由：根据我国《声环境质量标准》(GB3096－2008)的规定，2、3、4类声环境功能区昼间限值分别为60dB(A)、65dB(A)和70dB(A)；且我国《工作场所职业病危害作业分级第4部分：噪声》(GBZT229.4-2012)规定职业噪声的下限为80dB(A)。因此在确保被试听力不受损的前提下，选取声压级为70dB(A)的声音比较合适，且纯音没有音调特性等方面的干扰，因此选取1kHz、70dB纯音样本作为参考声样本较为合适。(3)烦恼度下降值(RelativeAnnoyanceSuppression，RAS)：利用参考评分法可获得待测声样本的烦恼度，通过式(1)计算加入调控声前后的目标声烦恼度下降的百分比其中，At和Ac分别是目标声样本和叠加声样本的烦恼度。标准样本法获得的RAS值标示为RASs，其中的下标表示standardsample。(4)等效声压级变化值(EquivalentLevelVariation，ELV)。通常情况下，在主观评价实验中利用参考评分法进行烦恼度评分时，参考声样本的选择范围是目标声、调控声、叠加声中烦恼度居中的声样本，但该方式不能定量分析音频注入法的直观效果，无法横向对比同一调控声对不同类型噪声的烦恼感抑制效果，因此提出标准样本法，进一步完善主观评价实验的评分效率及实验准确度。依据以上原则，本专利技术给出一种评价音频注入抑制噪声烦恼感效果的标准样本法使用步骤，具体如下：1)进行纯音烦恼度评价实验，获得1kHz纯音烦恼度与其声压级关系曲线，实验中以1kHz、70dB纯音为参考声样本；2)将上述曲线中的纵坐标和横坐标分别换算为烦恼度下降值(RASs)与其等效声压级变化值(ELV)，由此得到RASs～ELV曲线；3)进行叠加声烦恼度评价实验，获得注入不同调控声时原始噪声的烦恼度下降值(RASs)，实验中以1kHz、70dB纯音为参考声样本，并分别以噪声原始声样本和叠加声样本为评分声样本，计算出叠加声相对于原始噪声的烦恼度下降值RASs；4)参考步骤2)计算出的RASs～ELV曲线，得到标准样本的等效声压级变化值(ELV)。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术结合烦恼度主观评价实验，因此首先说明主观评价实验设计：...

【技术保护点】
1.一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤1：进行纯音烦恼度评价实验，获得纯音烦恼度与声压级关系曲线；/n步骤2：将步骤1得到的纯音烦恼度与声压级关系曲线转换为烦恼度下降值RAS

【技术特征摘要】
1.一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：进行纯音烦恼度评价实验，获得纯音烦恼度与声压级关系曲线；
步骤2：将步骤1得到的纯音烦恼度与声压级关系曲线转换为烦恼度下降值RASs与等效声压级变化值ELV的曲线，得到RASs～ELV曲线；
步骤3：以步骤1进行纯音烦恼度评价实验的标准参考声样本为参考声，进行烦恼度评价实验，实验分别以原始噪声样本和叠加声样本为评分声样本，得到叠加声相对于原始噪声的烦恼度下降值RASs；所述叠加声为原始噪声与调控声的叠加声；
步骤4：根据步骤3得到的叠加声相对于原始噪声的烦恼度下降值RASs，依据步骤2得到的RASs～ELV曲线，得到叠加声中的调控声对应的等效声压级变化。


2.根据权利要求1所述一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法，其特征在于：
步骤1中，进行纯音烦恼度评价实验的过程为：
选择某一频率和声压级的纯音作为标准参考声样本，将其声压级升高和/或下降，得到多个待测纯音声样本，对比标准参考声样本，对待测纯音声样本进行烦恼度主观评价，得到烦恼度评分，从而建立纯音烦恼度与声压级关系曲线。


3.根据权利要求2所述一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法，其特征在于：步骤1中，选取频率为1kHz，声压级为70dB的纯音作为标准参考声样本。


4.根据权利要求3所述一种基于音频注入的烦恼感抑制定量评价方法，其特征在于：步骤1中，标准参考声样本的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈克安，李豪，邓云云，张珺，党博，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61