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论文分类号论文分类号 u467.7 单单 位位 代代 码码 10183 密级 密级 公公 开开 研研 究究 生生 学学 号号 2005422040 吉 林 大 学 硕 士 学 位 论 文 轿车车门关闭声的声品质研究轿车车门关闭声的声品质研究 research on sound quality of car door closing noise 作者姓名：夏世东作者姓名：夏世东 专专 业：车辆工程业：车辆工程 导师姓名导师姓名 及及 职职 称：王登峰称：王登峰 教教 授授 学 位 类 别：工学硕士 论文起止年月： 学 位 类 别：工学硕士 论文起止年月：2006 年年 3 月至月至 2007 年年 4 月月 吉林大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是本人在指导教师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。 除文中已经注明引用的内容外， 本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡 献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律 结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 中国优秀博硕士学位论文全文数据库投稿声明 研究生院： 本人同意中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程的 内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘 版）电子杂志社的中国优秀博硕士学位论文全文数据库投稿， 希望中国优秀博硕士学位论文全文数据库给予出版，并同意在 中国博硕士学位论文评价数据库和 cnki 系列数据库中使用， 同意按章程规定享受相关权益。 论文级别：硕士 博士 学科专业：车辆工程 论文题目：轿车车门关闭声的声品质研究 作者签名： 指导教师签名： 年 月 日 作者联系地址（邮编） ： 吉林大学汽车工程学院（130025） 作者联系电话： 作者姓名 作者姓名 夏世东 论文分类号论文分类号u467.4 保密级别 保密级别 公 开 研究生学号 研究生学号 2005422040 学位类别 学位类别 硕 士 授予学位单位授予学位单位吉 林 大 学 专业名称 专业名称 车辆工程 培养单位 培养单位 （院、 所、 中心）（院、 所、 中心） 汽车工程学院 研究方向 研究方向 汽车 nvh 分析与控制 学习时间 学习时间 2005 年 9 月 至 2007 年 7 月 论文中文题目 论文中文题目 轿车车门关闭声的声品质研究 论文英文题目 论文英文题目 research on sound quality of car door closing noise 关键词(3-8 个) 关键词(3-8 个) 汽车 车门关闭声 声品质 脉冲噪声 主客观评价 姓 名 姓 名 王登峰 职 称 职 称 教 授 导师情况 学历学位 导师情况 学历学位 博 士 工作单位 工作单位 吉林大学 汽车工程学院 论文提交日期 论文提交日期 2007 年 4 月 30 日答辩日期 答辩日期 2007 年 6 月 4 日 是否基金 资助项目 是否基金 资助项目 否 基金类别 及编号 基金类别 及编号 1 提提 要要 本文是结合吉林省科技发展计划重点项目 “轿车车内风噪声和轰鸣声的分 析与控制” 进行的研究， 基于主客观评价方法对车门关闭声的声品质进行了分 析与研究，通过分析汽车关门脉冲声信号的特点寻找脉冲声品质的解决方案。 首先从客观和主观两个方面介绍了车门关闭声的声品质评价方法， 然后给 出了计算稳态声信号和瞬态脉冲声信号的客观心理声学参数的计算方法， 并通 过对比分析，验证了计算方法的有效性与准确性。 详细介绍了不同的主观评价方法，选用了成对比较法作为主观评价方法， 通过主观评价实验来评价 7 款国内轿车车门关闭声的偏好度， 并运用多元线性 回归方法对主客观评价的相关性进行了分析，在客观心理声学参数的基础上， 导出了主观偏好度的计算模型。 最后， 用时频分析方法分析了车门关闭声的特性， 找出了影响车门关闭声 的声品质的因素，对主观偏好度较差的一款车门进行了改进，通过对比分析， 证明了改进措施的有效性， 提高了车门关闭声的主观偏好度， 从而提高了车门 关闭声的声品质。 关 键 词：汽车汽车 车门关闭声车门关闭声 声品质声品质 脉冲声脉冲声 主客观评价主客观评价 i 目录目录 第一章 绪 论. 1 1.1 选题背景. 1 1.2 研究目的和意义. 1 1.3 国外声品质研究现状. 2 1.4 国内声品质研究概况. 4 1.5 论文的主要研究内容. 5 1.6 本章小节. 6 第二章 声品质客观评价方法的研究 . 7 2.1 声品质的基本概念. 7 2.2 人对声音的认识过程. 7 2.3 声品质评价与分析的方法. 8 2.4 听觉感知的基本特性. 10 2.4.1 人耳的构造. 10 2.4.2 a 声级 .11 2.4.3 听觉特性与掩蔽效应. 14 2.4.4 特征频带和 bark 尺度 . 19 2.4.5 双耳效应. 21 2.5 声品质心理声学客观评价参数. 21 2.5.1 响度及其计算. 22 2.5.2 尖锐度的计算. 32 2.5.3 粗糙度和抖动度的计算. 34 2.6 本章小结. 37 第三章 车门关闭声声品质的主观评价方法与客观量化建模分析. 39 3.1 实验环境. 39 3.2 主观评价者的选择以及培训. 40 3.2.1 评价者类型的选择. 40 3.2.2 评价者人数的确定. 40 3.2.3 主观评价人员的招募. 41 3.3 声音样本的准备. 41 3.4 主观评价方法. 41 3.4.1 排序法（rank order） . 42 3.4.2 等级打分法（rating scale）. 42 3.4.3 成对比较法（paired comparison method）. 42 3.5 主观评价数据后续处理方法. 43 3.6 车门关闭声信号采集以及主观评价实验 . 44 3.6.1 车门关闭声信号采集实验方案 . 44 3.6.2 车门关闭声主观评价实验 . 45 3.7 主观评价实验数据统计与分析. 47 ii 3.7.1 主观评价实验数据统计. 47 3.7.2 主观评价与客观心理声学参数的相关性分析 . 53 3.8 本章小结. 60 第四章 车门结构改进与车门关闭声的声品质分析 . 61 4.1 车门基本结构分析. 61 4.2 关门脉冲声信号的时频分析方法 . 64 4.2.1 脉冲声的特性分析. 65 4.2.2 脉冲噪声时频分析方法. 67 4.3 车门关闭声声品质的改进与分析 . 73 4.3.1 车门改进措施. 73 4.3.2 车门改进前后声品质的分析对比 . 75 4.4 本章小结. 77 第五章 全文总结. 79 参考文献. 81 摘 要.i abstract. iii 致谢 1 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 选题背景选题背景 随着汽车向高速以及人机和谐方向发展， 对噪声控制技术也提出了更高的 要求。 现代轿车噪声控制主要沿着两个方向努力： 一是传统的继续以消声降噪 为其主要目的；一是以改善声品质为其主要目的。两者各有侧重点，都是汽车 噪声控制的主要方向。 一方面噪声污染依然是环境污染的三大公害之一， 噪声 治理的任务依然很严峻； 另一方面由于人们对汽车声品质的要求日益提高。 改 善声品质已日益成为各汽车厂家竞争的焦点之一1。 进入 20 世纪 90 年代， 在低噪声技术的基础上， 人们认识到不同的声音会 产生犹如八音盒、 多乐器音乐会般的效果。 因此当今汽车展示了不同的声音品 质。声音品质的改善目标将是适应乘客要求的、易接受的、不令人厌的、动感 的声音。可能的话，这种声音犹如产品的造型一样，将会是一种能展示产品特 征的、 有特色的声音。 所以改善汽车产品的声音品质已变得越来越重要。 同时， 自上世纪九十年代以来， 声品质的概念被清晰定义， 并成为噪声分析与控制领 域的研究热点3。 1.2 研究目的和意义研究目的和意义 研究表明：a 计权声级不是唯一能反映噪声对人的影响的评估指标，1/3 倍频程噪声谱也不能完全反映噪声的影响。 除了频率及强度两大因素外， 心理 声学参数如响度、尖锐度、粗糙度、抖动度等所反映的综合因素，也直接影响 人对噪声的评估。 以往人们只认识到建筑物厅堂、 音乐的声品质评价方法研究 的必要性。近年来，随着对人的主观感受的关注，人们逐渐认识到目前的评价 方法远远不能实现对环境交通噪声、 工程声学中声信号特征评价的目的。 所以 吉林大学硕士学位论文 2 在汽车噪声控制领域开展声品质主客观评价技术研究有重要的现实意义。 1.3 国外声品质研究现状国外声品质研究现状 噪声声品质的研究最早可以追溯到 1883 年 stumpf 提出的声特性(sound character)的概念，用于描述具有相同声级不同感受声信号的物理特性。到 20 世纪心理声学领域通过对声信号听觉感知特性的研究，提出了响度、粗糙度、 尖锐度、抖动度等心理声学参量。到 20 世纪 80 年代中期，由于汽车、家电行 业的需要，声品质的研究涉及到产品的噪声声品质并扩展到航空、铁路、交通 噪声、人居环境等噪声领域。 德国 aures 研究了 17 种钟声及 17 种日常生活中其它声音的品质4。 brennecre 等对 25 种有代表性的工业噪声的骚扰性判断依据进行了研究4。日 本 maeda 等分析了摩托车发动机噪声的听力感受，试图开发一种噪声评判的 尺度5。 奥地利 avl 李斯特公司的 h.schiffbanker 和 hussain 等对声品质的研究进 行了开拓性的工作。通过对 60 种有代表性的发动机噪声的测量，按声学特征 归纳为 8 类评价指标，提炼出 48 个物理特征量(表 1-1)，对 300 个应试者作了 噪声骚扰度的统计分析4。 建立了完整的噪声族谱的测试方法和以数理统计为 基础的主观评价技术。 日本学者则将车辆噪声提炼为 14 类评价指标(表 1-2)； 而美国福特公司的 研究人员则把车辆启动的持续时间也作为一个评价车辆声音品质的指标6； 英 国 ricardo 等研究人员则将噪声的评价归类为 5 种指标7。 在此基础上，美国福特汽车公司的 otto 等人对汽车声音的主观评价实验 的具体操作步骤以及评价措施做了详细的概述8， 为声品质的主观评价实验奠 定基础。 第一章 绪论 3 表 1-1 奥地利 avl 公司提出的声音品质评价指标 分类 定 义 符号 分类定 义 符号 声 压 级 线 性 a 计权 b 计权 c 计权 d 计权 ad 计权 lin a b c d ad 综合 参数 高 频 级 语音干扰级 优先综合额定值 hf sil crp 周期 性测 量 发动机转速 优先周期性 点火频率 rpm preper fifraq 粗 糙 度 计权变换级 计权变换级-125hz 计权变换级-250hz 计权变换级-500hz 计权变换-1khz 计权变换-2khz 计权变换-4khz 平均变 80-5.7khz avl-变换-125hz avl-变换-250hz avl-变换-500hz avl-变换-1k hz avl-变换-2k hz avl-变换-4k hz avl-变换和 totw mod1 mod2 mod3 mod4 mod5 mod6 smod mavl1 mavl2 mavl3 mavl4 mavl5 mavl6 smavl音质 响度 响度（宋） 宋900hz 响度级（方） 方900hz soneg sonet phong phont 音 质 尖锐 度 非计权尖锐度 非计权尖锐度 900hz 尖锐度900hz bankg bankt acumgacum 脉 冲 性 峭度线性 峭度a 计权 峭度（0.83khz） 累积能量 curt1 curta curtf cumpow 声 压 分 布 均 值 均 值 均 值 标准偏差-线性 标准偏差-a 计权 标准偏差（0.83khz） 反称性-线性 反称性-a 计权 反称性（0.83khz） mean1 meana meanf stdev1 stdeva stdevf skew1 skewa skewf 吉林大学硕士学位论文 4 表 1-2 日本学者提出的车内声音品质评价指标 主观评定 主观评定 1 柔和的 （soft） 铿锵的 (hard) 8 平稳的 (calm) 尖锐的 (shrill) 2 清晰的 （distinct） 模糊的 (dull) 9 调和的 (harmonic) 不和谐的 (discordant) 3 喧嚣的 （clamorous） 宁静的 (quiet) 10 愉悦的 (pleasant) 不悦耳的 (unpleasant) 4 深沉的 （deep） 清脆的 (metallic) 11 饱满的 (powerful) 不充分 (unsatisfactory) 5 明亮的 （clear） 浑厚的 (thick) 12 平缓的 (flat) 隆隆声 (rumbling) 6 强有力的 （strong） 虚弱的 (weak) 13 低廉的 (cheap) 高贵的 (expensive) 7 轰鸣的 （booming） 啸鸣的 （ring） 14 平顺的 (smooth) 刺耳的 (harsh) 在脉冲声音声品质的研究工作中，美国通用汽车公司的 fridrich 做了大量 有价值的工作，他采用了不同的方法来处理脉冲声音信号910。同时在这个领 域中，美国福特汽车公司的 a.petniunas11和美国通用汽车公司的 hamilton12 对关闭车门声的声品质研究提出了自己的研究方法， 为研究车门关闭声的声品 质奠定了基础。 综上所述， 虽然国际上对声音品质问题做了较深入的研究， 仍有许多不足， 有待科研工作者进一步的探索。 由于民族习惯的差异， 国际上对车辆及发动机 噪声声音品质的研究成果， 不能完全直接用于我国， 需要国内学者对这方面开 展卓有成效的工作来研究中国人对汽车噪声的声品质评价。 下面就概述一下国 内声品质的研究概况。 1.4 国内声品质研究概况国内声品质研究概况 对于噪声声品质的研究，国内开展较晚。在主观评价方法方面，国内曾经 第一章 绪论 5 进行过厅堂音质的评价研究。 由于评价者对厅堂音质与噪声声品质的心理感知 需求的不同，评价术语方面有较大区别，研究结果也会存在很大差异13。 在国内汽车声品质领域中，同济大学声学研究所毛东兴教授14以及中科 院声学研究所15 ，16在声品质的研究和应用进展上，车内噪声声品质研究与相 似性空间表示 nmds17 ，18，19，20，以及声品质的研究方法上（成对比较法21， 分组成对比较法22 ，23，语义细分法24）做了较多的研究与分析工作，更重要 的是，他们初步研究了中国人群纯音等响曲线25。为研究中国人对声音品质 的主观评价， 打下了基础。 同时上海交通大学蒋伟康教授领导的科研小组利用 响度、 尖锐度和粗糙度对车厢声质量进行了评价。 中国传媒大学声学研究中心 采用系列范畴法对 35 款不同汽车关门声的声品质进行了主观评价实验和分 析，发现厚实、档次、做工三个主观量与喜爱度密切相关，它们共同决定了车 门声的主观品质。 通过把喜爱度与汽车价位及车重对比分析， 发现汽车价位和 车重与车门声品质并没有直接的联系26。相信随着不断深入的借鉴并吸收国 际上的研究成果， 建立国内车辆及发动机噪声特性的族谱， 研究中国人对声音 品质的主观评价，将其物理参数特征化，建立一套声音品质主客观评价方法， 对于推动和提高国内汽车产品的质量、提高产品的竞争力，具有重要意义。 1.5 论文的主要研究内容论文的主要研究内容 本文的研究内容包括以下部分： 文献的分类和总结； 声品质客观心理声学 参数的选取； 声品质客观心理声学参数计算模型的建立； 声品质主观评价方法 的研究； 关闭车门噪声特性的测量与分析； 对主观评价实验数据进行统计分析 并找出与客观参数的对应关系；运用 spss 软件通过线性回归方法建立主观评 价结果的客观量化模型。 并从车门关闭声的时频分析方法中提出对车门声品质 的改进措施，最后通过某款车门改进前后的对比分析来验证改进措施的有效 性，从而希望提高车门关闭声的声品质。 吉林大学硕士学位论文 6 1.6 本章小节本章小节 总之，随着对汽车舒适性要求的不断提高和对汽车更加人性化的设计要 求， 汽车声品质的研究会越来越受到科技工作者和广大消费者的重视。 目前关 于汽车声品质的研究虽然已经取得了不小的成就， 但是还有大量的工作有待于 进一步深入的研究和探索。 随着研究的不断深入和时间的积累， 相信汽车声品 质领域会取得更大的成就和得到更广阔的发展。 未来的汽车产品会达到更好的 声学舒适性能，同时也会更好的满足消费者的要求。 7 第二章第二章 声品质客观评价方法的研究声品质客观评价方法的研究 2.1 声品质的基本概念声品质的基本概念 从心理学的角度，声品质评价可理解为听觉经验(由声音引起的)在听觉实 验中所要求的概念上的描述。 从工程的角度，按照 lyon1994的解释27，声品质是“人对产品声音的 主观感觉的反应，它反映了听者对那个产品声音的接受程度：接受程度越高， 则声品质越好。 ” lyon 声品质解释的前半部分即声品质是对声音的感觉反应与 声品质的心理学解释是一致的。 而解释的后半部分联系声品质与声音的可接受 性， 它只考虑声音感觉的一个方面即可接受性。 这似乎并不为大家所广泛接受。 按照 blauert 1 （3-4） 由于结果矩阵是对称的并且对角线数值为零，则可求出： = ij iji t v 1 （3-5） 由上式所计算的最优值 vi见表 3-4。 表3-4 bradley-terry模型计算出来的最优值 a b c d e f g 最优值 0.54 0.42 0.06 -0.64 0.07 -0.30 -0.16 整个实验数据的一致性系数为 0.93， 最优值间的相关性系数为 0.96， 也说 明了所选用的 bradley-terry 统计模型是合理的。 表3-5 主观评价最终数据表 a b c d e f g a 0 14 20 15.0 18.5 19.5 17.5 b 36 0 16.0 12.0 17.5 18.5 15.5 c 30.0 34.0 0 13.5 24.5 22.0 21.0 d 35.0 38.0 36.5 0 30.0 31.5 31.5 e 31.5 32.5 25.5 20.0 0 10.0 26.0 f 30.5 31.5 28.0 18.5 40.0 0 25.0 g 32.5 34.5 29.0 18.5 24.0 25.0 0 总评分 195.5 184.5155.097.5 154.5126.5136.5 最优值 0.54 0.420.06-0.640.07-0.30-0.16 主观评价结论： 数据表 3-5 为本次评价实验的最终评价数据， 由表中数据可以看出， 声音 信号 a 最受评价人员偏好，而关门信号 d 则是主观评价人员认为最差的信号， 在图 3-3 和图 3-4 中分别给出两个声音信号的时频分析图，以便于做出比较。 吉林大学硕士学位论文 52 图3-3 信号a时频分析 图3-4 信号d时频分析 在每个图中上面图线为关门信号的声压幅值-时间图，下面的图为频率-时 间图，通过对图 3-3 和 3-4 中的声压幅值-时间曲线进行比较可以发现信号 d 第三章 车门关闭声声品质的主观评价方法与客观量化建模分析 53 明显有两个波峰，而信号 a 只有一个波峰，这是造成主观偏好度不同的主要 因素，同时对频率-时间图分析可以看出，信号 d 中的高频含量明显要高于信 号 a，这也是影响主观偏好度的重要因素。 3.7.2 主观评价与客观心理声学参数的相关性分析主观评价与客观心理声学参数的相关性分析 1）相关性分析方法 相关性分析的目的是找到声品质主观评价结果和客观评价参数之间的量 化关系， 用分析样本的客观属性来代替主观评价结果。 如果能找到主观和客观 评价结果之间的相关关系， 就可以大大减少投入到主观评价实验的时间、 设备 等各种资源上的花费， 然而到目前为止， 获得的大部分成果只是一些经验公式， 其中很多需要做进一步的验证和发展。 常用的相关性分析方法有作图法、 线性 回归、多元线性回归等等。这里只给出一元线性回归和多元线性回归方法。 线性回归提出了主观评价结果和客观物理参数间的线型数学模型 y=+ x+，即为一条直线，表示主观评价结果和某一客观物理参数间的数学 关系，在用作图法画出所有的点都分布在那条直线附近。其中,称为回归 系数，x 表示客观物理参数，y 表示响应即主观评价结果，表示随机误差， 通常假定遵从正态分布 n(0， 2)，表示误差为正和负的机会一样多，2 表示误差的大小。式中， 2的值都是未知的，需要通过数据来计算。 设(xi,yi),i=1,.,n为一组数据，若用回归方程来拟合，则当 x=xi时 的 yi估计值为： nixy ii ,.1,=+= ) （3-6） 自然希望求得和使 i y ) 和 yi很接近，也就是说，要确定一条直线，使 其与所有的点都比较接近， 目前最常用的求估计值的方法是用最小二乘法， 令： 2 1 2 1 )()( i n i ii n i i xyyyq= = ) （3-7） 吉林大学硕士学位论文 54 最小二乘法是求和使 q 达到极小，使 q 达到极小的和值记为 a 和 b，利用微积分中求极值的办法求得： = = xbya llb xxxy ，其中 = = = = = = = = n n iiixy n n iixx n n i n n i yyxxl yxl y n y x n x 1 1 2 1 1 )( )( 1 1 （3-8） 相关性系数用于描述物理参数 x 和主观评价结果 y 线性相关的程度， 并常 用来 r 表示，r 的值介于-1 和 1 之间，r 的绝对值越接近于 1 表示 x 和 y 之间 的线性关系越密切。r0 时，两者呈正比关系，叫正相关；r0 时两者呈负相 关；r 的值接近于 0，两者没有线性相关关系，或称不相关。r 的计算公式为: xyxx xy ll l r =，式中 = = n n iyy yyl 1 2 )( （3-9） 多重线性回归， 也叫做多元线性回归， 是当影响主观评价结果的物理参数 不止一个时，比如有 m 个 xi,.,xm,，这时 y 和 x 之间的线性回归方程为： += mmx xy. 11 （3-10） 其中， 1m为回归系数， 为随机误差， 假定遵从正态分布 n(0, 2)。 设(yi,xi1,xim),i=1,.m为已知，回归分析的首要任务是利用它 们来估计，1m和，它们的最小二乘估计记作 a,b1,.,bm, ) ,求 估计值 b1,.,bm需要理解下面的线性方程组： 第三章 车门关闭声声品质的主观评价方法与客观量化建模分析 55 ()() ()() = = = = =+ =+ =+ = = = = miyyxxl mjixxxxl y n y mjx n x lblbl lblbl lblbl n k kkiiy n k jkjikiij n k k n k kjj mymmmm ymm ymm .1, .1, 1 ,.1, 1 , . . . . 1 1 1 1 11 22121 11111 其中 求得 b1,., bm后，由下式计算 a： mmx bxbya=. 11 （3-11） 即可建立多元线性回归方程。 2）线性回归分析 主要从声品质的主客观评价来进行回归分析。 由第二章所介绍的瞬态声信 号的计算公式可以知道 7 个声信号的响度，尖锐度，粗糙度和抖动度，它们与 主观评价最优值列表如表 3-6 所示： 表3-6 线性回归原始数据 信号a 信号b信号c信号d信号e信号f 信号 g 最优值 0.54 0.42 0.06 -0.64 0.07 -0.30 -0.16 响度(sone) 26.29 30.4837.38 47.86 35.26 44.34 46.33 尖锐度 (acum) 2.98 3.32 3.37 5.66 3.60 4.83 4.10 粗糙度 (asper) 1.97 1.75 1.47 3.07 1.76 2.88 2.71 抖动度 (vacil) 2.32 2.33 2.07 2.45 2.39 2.41 2.40 利用统计学软件 spss 对最优值与响度，尖锐度，粗糙度以及抖动度之间 分别进行线性回归分析， 其中纵坐标为主观评价的最优值， 横坐标为各客观心 吉林大学硕士学位论文 56 理声学参数值。所得到的各回归曲线如图 3-5，3-6，3-7，3-8 所示： 图3-5 最优值与响度线性回归分析结果 图3-6 最优值与尖锐度线性回归分析结果 第三章 车门关闭声声品质的主观评价方法与客观量化建模分析 57 图3-7 最优值与粗糙度线性回归分析结果 图3-8 最优值与抖动度线性回归分析结果 如图所示，响度与主观感觉的相关性最好，相关系数的平方为 r2=0.91。 其次为尖锐度和粗糙度，其值分别为 0.90 和 0.62。而抖动度与主观偏好的相 关性最差，仅为 r2=0.17。从统计学的意义上，抖动度与主观偏好基本不相关， 吉林大学硕士学位论文 58 在后续的多元线性回归中， 因为抖动度与主观偏好度的相关系数太小， 可以推 断出抖动度将不会对主观偏好度影响太大，利用步进法可将抖动度参数剔出。 3）多元线性回归分析 虽然在上面导出了主观偏好度与各个参数之间的一元线性回归关系， 但这 并不能反映他们与主观偏好的真实关系， 因为主观偏好度与几个参量同时都存 在线性相关关系，不能简单地说尖锐度降低了，主观偏好度就提高，要同时考 虑响度，尖锐度，和粗糙度对主观偏好的影响，就要用到多元线性回归分析。 上面的一元线性回归可以为下面的多元线性回归作参照和验证。 首先建立多元线性回归的模型，取主观偏好度(preference)作为因变量， 选取了响度（loudness） ，尖锐度（sharpness）和粗糙度（roughness）和抖 动度（fluctuation）四个参数作为自变量，构建多元线性回归模型如下： efdrcshblap+=* （3-12） 其中 p 为主观偏好度(preference)，l 表示响度（loudness） ，sh 代表尖 锐度（sharpness） ，r 为粗糙度（roughness） ，f 为抖动度（fluctuation） 。 模型建立后，运用 spss 软件采用逐步法计算得出主观偏好与响度，尖锐 度，粗糙度和抖动度之间的分析结果。依逐步法（stepwise）原则，按照 f 检验 p 值0.050 变量进入、p 值0.100 变量移出的标准进行自变量选择， 结果响度和尖锐度参量先后进入了模型， 而粗糙度和抖动度则被剔除， 最终得 到的多元线性回归分析结果如表 3-7 所示。 通过上述分析， 得到结果与一元线性回归的结果基本符合， 剔除了抖动度 这一与主观偏度相关性不大的参数， 而且更进一步的剔除了粗糙度参数， 也说 明多元线性回归优于一元线性回归分析。在剔出了粗糙度与抖动度参数值后， 可以最终得到车门关闭声偏好度与响度以及尖锐度的多元线性回归方程： 833.1212.0026.0+=shlp （3-13） 第三章 车门关闭声声品质的主观评价方法与客观量化建模分析 59 表 3-7 多元线性回归模型系数 相关 系数 校正决定 系数 非标准化系数 标准化 系数 共线性 检验 模型 r r2 估计 标准 误差b 标准误差beta t 参数检 验 置信 概率 容忍度 常数项 1.8330.170 10.760 0.000 响度 -0.0260.009 -0.523-2.977 0.041 0.472 尖锐度 0.984 0.954 0.088 -0.2120.075 -0.496-2.825 0.000 0.358 粗糙度 p值0.387大于0.100，变量剔除 2.0250.136 0.222 抖动度 p 值 0.596 大于 0.100，变量剔除 1.080 0.35 9 0.600 对上述所得到模型进行评价与检验， 以验证模型的正确性， 本模型的相关 系数为 0.984，校正后的决定系数的平方为 0.954，这两个数值显示出本模型 具备良好的拟合优度；响度、尖锐度和常数项的 t 检验都成立，表明自变量与 因变量之间线性相关显著， 这也与前面的一元线性相关分析相吻合； 在共线性 诊断中，容忍度远大于 0.1，说明响度和尖锐度之间不存在共线性关系，对回 归标准残差的正态性和方差性的检验结果也令人满意。 上述检验全部通过， 说 明本文建立的车门关闭声的偏好度多元线性回归模型在统计学上是有意义的。 故而，由式（3-13）和表 3-7 可以得出如下结论： （1）车门关闭声与响度以及尖锐度有着密切的关系，同时改变响度和尖 锐度会影响车门关闭声的偏好度，从式（3-13）可以看出，分别降低响度和尖 锐度都会增加主观偏好度。 （2）通过模型的建立，在得到响度和尖锐度参数的 同时，可以预测以及检验车门关闭声的偏好度。 （3）响度的标准化系数-0.523 大于尖锐度的标准化系数-0.496， 所以响度比尖锐度更能影响车门关闭声的偏 好度，这和前面一元线性回归的结果也吻合，在一元线性回归中，响度与偏好 度的相关性最大，其次为尖锐度。 吉林大学硕士学位论文 60 3.8 本章小结本章小结 本章主要论述了车门关闭声的声品质主观评价的主要方法。 首先介绍主观 评价实验环境的注意问题， 然后讨论了主观评价者对评价实验的重要性， 其后 从声音样本的准备到实验的准备做了比较详细的概述， 最后引入了声品质的主 观评价方法， 着重说明声品质评价中成对比较法以及最后的主观评价的数据处 理方法；对几款国产轿车的车门关闭声采用了成对比较法进行了主观评价实 验，并对实验数据的可靠性进行了处理，选用 bradley-terry 统计学模型进行 了主观