基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法及系统，涉及建筑声学测量技术领域。通过对等幅值扫频信号进行加权，使扫频信号幅值在头部逐渐增大，在尾部逐渐减小，避免了扫频信号幅值突变引起的负载过大和附加脉冲，得到无尾部脉冲干扰、精度更高的脉冲响应；通过对能量脉冲响应信号进行截断处理，避免了头部及尾部以噪声为主的能量脉冲响应信号对计算精度的干扰，提高了测量结果的准确度；通过对能量脉冲响应信号进行降噪和截断能量补偿处理，避免了信号中的噪声影响客观音质参量的计算精度，从而使处理后的能量脉冲响应信号在背景噪声比较大的情况下具有良好的信噪比，减小测量误差，提高客观音质参量测量结果的准确度。结果的准确度。结果的准确度。

Measurement method and system of hall objective sound quality parameters based on impulse response noise reduction

【技术实现步骤摘要】
基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及建筑声学测量
，特别是涉及一种基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法及系统。

技术介绍

[0002]厅堂客观音质参量的作用是描述厅堂音质。厅堂客观音质参量的测量结果是音乐厅、剧院、会议厅、体育馆等各类厅堂音质验收工作的的重要依据。所有的客观音质参量都可以从室内脉冲响应中得到，因此准确测量脉冲响应是测量客观音质参量的关键技术。
[0003]目前国内的音质参量测量设备所应用的脉冲响应基本上都是采用各种数字信号技术，有效改善了信噪比。但是在背景噪声较大，或者厅堂容积较大的条件下，所获得的脉冲响应信号仍然难以达到规范所规定的信噪比要求，给音质参量的现场测量带来较大的误差，有时可能导致测试失败。因此提高信号的信噪比对于精确测量厅堂的客观音质参量是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法及系统，以解决在背景噪声比较大的情况下，厅堂客观音质参量的测量结果误差较大的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法，所述方法包括：
[0007]对等幅值扫频信号进行加权，生成加权扫频信号；
[0008]基于所述加权扫频信号生成扫频声信号，并将所述扫频声信号发送到被测房间内部；
[0009]采集被测房间内部测声点处的声信号并转换为对应的声压信号；/>[0010]基于所述声压信号生成对应的能量脉冲响应信号，并对所述能量脉冲响应信号进行截断和降噪处理；
[0011]对截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号进行截断能量补偿处理后生成施罗德倒积分对数曲线，并根据所述施罗德倒积分对数曲线及截断能量补偿处理后的能量脉冲响应信号计算被测房间的客观音质参量。
[0012]可选地，所述对等幅值扫频信号进行加权，生成加权扫频信号，具体包括：
[0013]根据v(t)＝v0sin[2π(f0+kt)t]生成等幅值扫频信号；其中，v(t)为等幅值扫频信号；t为等幅值扫频信号的扫频时间，且0≤t≤T0；T0为等幅值扫频信号的总时长；v0为等幅值扫频信号的幅值；f0为等幅值扫频信号的起始频率；k为等幅值扫频信号的频率增长率；
[0014]对所述等幅值扫频信号进行加权，生成加权扫频信号，加权公式为：
[0015][0016]其中，v
weight
(t)为加权扫频信号；v(t)为等幅值扫频信号；ω为正弦或余弦加权函数的角频率，且f0为等幅值扫频信号的起始频率。
[0017]可选地，所述基于所述声压信号生成对应的能量脉冲响应信号，并对所述能量脉冲响应信号进行截断和降噪处理，具体包括：
[0018]根据所述声压信号生成声压脉冲响应信号；
[0019]对所述声压脉冲响应信号进行1倍频带或1/3倍频带滤波，计算得到滤波后的声压脉冲响应信号；
[0020]根据滤波后的声压脉冲响应信号生成能量脉冲响应信号；
[0021]对所述能量脉冲响应信号进行截断处理；
[0022]对截断处理后的能量脉冲响应信号进行降噪处理，并将降噪处理后的能量脉冲响应信号作为截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号。
[0023]可选地，所述对截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号进行截断能量补偿处理后生成施罗德倒积分对数曲线，具体公式为：
[0024][0025]其中，E(t)为施罗德倒积分对数曲线；t0为能量脉冲响应信号的头部截断时刻；t1为能量脉冲响应信号的尾部截断时刻；EIR
denoise
(τ)为τ时刻对应的截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号幅值；EIR
denoise
(t)为t时刻对应的截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号幅值；C为用于补偿能量脉冲响应信号截断所损失的信号能量的补偿能量。
[0026]可选地，所述补偿能量的计算公式为：
[0027][0028][0029]其中，C为补偿能量；t0为能量脉冲响应信号的头部截断时刻；t1为能量脉冲响应信号的尾部截断时刻；e为自然对数的底数；δ为利用截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号的对数曲线上
‑
5dB至
‑
15dB之间的数据拟合得到的直线的衰减斜率；E0为截断和降噪处理
后的能量脉冲响应信号从t0时刻到无穷远时刻之间的能量累计值；EIR
denoise
(t)为t时刻对应的截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号幅值。
[0030]可选地，所述根据所述施罗德倒积分对数曲线及截断能量补偿处理后的能量脉冲响应信号计算被测房间的客观音质参量，具体包括：
[0031]根据计算混响时间T
15
；
[0032]根据计算混响时间T
20
；
[0033]根据计算混响时间T
30
；
[0034]根据EDT＝6(T
‑
10dB
‑
T
0dB
)计算早期衰变时间EDT；
[0035]根据计算明晰度因子C
80
；
[0036]根据计算清晰度因子D
50
；
[0037]其中，及T
‑
20dB
分别为利用所述施罗德倒积分对数曲线E(t)上
‑
5dB至
‑
20dB之间的数据拟合得到的直线上
‑
5dB及
‑
20dB对应的时刻；及T
‑
25dB
分别为利用所述施罗德倒积分对数曲线E(t)上
‑
5dB至
‑
25dB之间的数据拟合得到的直线上
‑
5dB及
‑
25dB对应的时刻；及T
‑
35dB
分别为利用所述施罗德倒积分对数曲线E(t)上
‑
5dB至
‑
35dB之间的数据拟合得到的直线上
‑
5dB及
‑
35dB对应的时刻；T
0dB
及T
‑
10dB
分别为利用所述施罗德倒积分对数曲线E(t)上0dB至
‑
10dB之间的数据拟合得到的直线上0dB及
‑
10dB对应的时刻；EIR
denoise
(t)为t时刻对应的截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号幅值；t0为能量脉冲响应信号的头部截断时刻；t1为能量脉冲响应信号的尾部截断时刻；C为用于补偿能量脉冲响应信号截断所损失的信号能量的补偿能量；
[0038]所述客观音质参量包括混响时间T
15
、T
20
和T
30
，早期衰变时间EDT，明晰度因子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法，其特征在于，所述方法包括：对等幅值扫频信号进行加权，生成加权扫频信号；基于所述加权扫频信号生成扫频声信号，并将所述扫频声信号发送到被测房间内部；采集被测房间内部测声点处的声信号并转换为对应的声压信号；基于所述声压信号生成对应的能量脉冲响应信号，并对所述能量脉冲响应信号进行截断和降噪处理；对截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号进行截断能量补偿处理后生成施罗德倒积分对数曲线，并根据所述施罗德倒积分对数曲线及截断能量补偿处理后的能量脉冲响应信号计算被测房间的客观音质参量。2.根据权利要求1所述的基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法，其特征在于，所述对等幅值扫频信号进行加权，生成加权扫频信号，具体包括：根据v(t)＝v0sin[2π(f0+kt)t]生成等幅值扫频信号；其中，v(t)为等幅值扫频信号；t为等幅值扫频信号的扫频时间，且0≤t≤T0；T0为等幅值扫频信号的总时长；v0为等幅值扫频信号的幅值；f0为等幅值扫频信号的起始频率；k为等幅值扫频信号的频率增长率；对所述等幅值扫频信号进行加权，生成加权扫频信号，加权公式为：其中，v
weight
(t)为加权扫频信号；v(t)为等幅值扫频信号；ω为正弦或余弦加权函数的角频率，且f0为等幅值扫频信号的起始频率。3.根据权利要求1所述的基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法，其特征在于，所述基于所述声压信号生成对应的能量脉冲响应信号，并对所述能量脉冲响应信号进行截断和降噪处理，具体包括：根据所述声压信号生成声压脉冲响应信号；对所述声压脉冲响应信号进行1倍频带或1/3倍频带滤波，计算得到滤波后的声压脉冲响应信号；根据滤波后的声压脉冲响应信号生成能量脉冲响应信号；对所述能量脉冲响应信号进行截断处理；对截断处理后的能量脉冲响应信号进行降噪处理，并将降噪处理后的能量脉冲响应信号作为截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号。4.根据权利要求1所述的基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法，其特征在于，所述对截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号进行截断能量补偿处理后生成施罗德倒
积分对数曲线，具体公式为：其中，E(t)为施罗德倒积分对数曲线；t0为能量脉冲响应信号的头部截断时刻；t1为能量脉冲响应信号的尾部截断时刻；EIR
denoise
(τ)为τ时刻对应的截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号幅值；EIR
denoise
(t)为t时刻对应的截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号幅值；C为用于补偿能量脉冲响应信号截断所损失的信号能量的补偿能量。5.根据权利要求4所述的基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法，其特征在于，所述补偿能量的计算公式为：于，所述补偿能量的计算公式为：其中，C为补偿能量；t0为能量脉冲响应信号的头部截断时刻；t1为能量脉冲响应信号的尾部截断时刻；e为自然对数的底数；δ为利用截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号的对数曲线上
‑
5dB至
‑
15dB之间的数据拟合得到的直线的衰减斜率；E0为截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号从t0时刻到无穷远时刻之间的能量累计值；EIR
denoise
(t)为t时刻对应的截断和降噪处理后的能量脉冲响应信号幅值。6.根据权利要求4所述的基于脉冲响应降噪的厅堂客观音质参量测量方法，其特征在于，所述根据所述施罗德倒积分对数曲线及截断能量补偿处理后的能量脉冲响应信号计算被测房间的客观音质参量，具体包括：根据计算混响时间T
15
；根据计算混响时间T
20
；根据计算混响时间T
30
；根据EDT＝6(T
‑
10dB
‑
T
0dB
)计算早期衰变时间EDT；根据计算明晰度因子C
80
；根据计算清晰度因子D
50
；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海生，周庆丽，
申请(专利权)人：苏州梵声智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：