一种基于声场重构的有源头靠次级通路建模方法技术

本发明专利技术提出一种基于声场重构的有源头靠次级通路建模方法，采用封闭空间中线性传声器阵列进行声场采样，在头部运动区域内实现时域声压信号的准确重建；本发明专利技术在次级通路建模时不需要在人耳处放置额外的传声器直接采集噪声信号，通过声场重构间接获取人耳处的噪声信号，达到了虚拟误差传感的效果；本发明专利技术避免了控制前的次级通路重复建模和储存工作，通过声场重构在每次控制前进行次级通路建模，不需要在准备阶段建立所有预设点位的次级通路模型，释放了控制器储存空间；本发明专利技术在每个头部运动点位都可以做到精确建模，避免出现预设点位之间的间隙没有建立次级通路模型而无法调用有效模型数据的情况，解决了头部运动下次级通路建模困难的问题。建模困难的问题。建模困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于声场重构的有源头靠次级通路建模方法


[0001]本专利技术属于声场重构技术应用领域，具体涉及一种在封闭空间中使用线性传声器阵列测得的声压信号重构小范围内时域低频声场方法。

技术介绍

[0002]估计室内空间中未知位置处的声场信息在实际工程应用中很有价值，如果能通过某种逆计算方法数值预测出空间中其他未知位置处的声场信息，则这一方法可为室内的声场重构、声场分析、声场控制以及音频重构的室内混响补偿提供更多的研究价值。室内声学中，可以通过有限数量传声器测得的声压值来预测估计整个空间的声场信息，称为声场重构(Sound Field Reconstruction,SRF)。
[0003]在低频范围内，E.G.Williams和J.D.Maynard等人提出的近场声全息技术 (Nearfield Acoustic Holography,NAH)是有着重要地位的声场重构方法，其基本思想是利用一定形式的传声器阵列在距离声源很近的表面采集声场信息，然后通过空间声场变换计算声源和整个声场的声压、质点振速及声强等分布。但是该方法需要预知声场的传递特性(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声场重构的有源头靠次级通路建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在封闭空间Ω中，设置声源，确定待重构的二维区域A，同时确定线性传声器阵列的位置；所述线性传声器阵列包含M个传声器；步骤2：建立空间直角坐标系，确定传声器阵列的位置坐标和重构区域的空间坐标；第m个传声器位置处的位置矢量记为r
m
＝(x
m
,y
m
,z
m
)，m＝1,2,
…
,M，利用设置的M个传声器对原始声场采样；步骤3：测量得到原始声场在传声器位置处的时域声压信号；步骤4：对时域声压信号进行傅里叶变换(FFT)，计算得到M个传声器处的原始声场频域声压向量p(k,r)＝[p1(k,r) p2(k,r)
…
p
M
(k,r)]∈C
M
×1，其中k＝2πf/c表示在某个频率f下的波数，c为声速，C表示复数集；步骤5：在半径为k的球面上按照近似均匀采样方法获得平面波波矢，确定总计N个平面波方向，将各个测点测得的声压分解为各个不同方向和幅值的平面波的叠加；平面波方向由波数矢量k
n
＝x
n
i+y
n
j+z
n
k确定，其中，n＝1,2,
…
,N，i、j和k分别表示直角坐标系下X、Y和Z方向的单位向量，空间中位置r的坐标用r＝(x,y,z)表示；步骤6：求得不同方向的平面波项组成的感知矩阵H∈C
M
×
N
：其中，k
n
表示某个方向的波矢，r
m
表示传声器阵列的位置坐标，表示虚数单位，e表示自然底数；步骤7：求解subject to||Hx
‑
p||2＜ε，其中“||
·
||
2”表示l2范数，ε是噪声上界的估计值，x是待求解的平面波复幅值向量；步骤8：求解平面波复幅值向量x；步骤9：利用求解得到的平面波复幅值向量x，根据预测估计出待重构声场的频域声压信号，其中，为待重构声场点位的感知矩阵；步骤10：利用构造频谱方法经反傅里叶变换后获得实数序列，从而求得重构声场的时域声压信号；步骤11：将重构点处的时域声压信号作为建模系统的期望信号，将次级声源信号作为输入信号，建立次级声源和重构点之间的次级通路模型。2.根据权利要求1所述一种基于声场重构的有源头靠次级通路建模方法，其特征在于：步骤5中，在空间俯仰角θ
n
∈[0,π]，水平角范围内获取平面波波矢，其中空间俯仰角和水平角具体采样方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈克安，齐旺，胥健，王磊，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：