【心理声学客观参数概述2100字】

心理声学客观参数概述目录TOC\o"1-3"\h\u25967心理声学客观参数概述 1312421.1响度 1178311.2尖锐度 2250151.3粗糙度和抖动度 3比较适合于发动机噪声信号的几个心理音频和噪声的参量主要包括Zwicker的响度、尖锐性、粗糙度以及震荡和抖动程度[29,30],本文小结主要针对以上几个噪声的心理和噪音参量做一个介绍。在发动机声品质研究领域，这些指标目前已经被广泛的应用在了发动机声品质主客观评价及预测研究中。1.1响度响度(loudness)是最基础的一种心理声学参量。响度是一种描述人类耳对于声音大小感觉的特殊参量,其他心声学参量也都是在以响度为基础而发展起来的。响度大小需要充分考虑到对于人耳的遮挡效应及其对于声音特点频率的影响,其大小主要是取决于声波振动幅值,同时也受到声音频率的影响。与采用a类设计权的双耳声压大小等级测量相比,用响度计的方式测量来直接描述一个机器人的双耳对于一个声音整体尺寸声压大小的直接认知感觉更为准确。响度的实际计量单位为宋(sone),1sone也就是一个指40db且谐波频率大约为1000hz的纯净波所发出的噪声。在比较平坦的扩散声场中，响度的大小与声音的激励声强有关，两者的关系式为：Nx其中，Nx为1000Hz纯音的响度；Ix为该纯音的声强；I0为声压的基准量，I0=2×10−5pa；其中，a、b为常数。当声音为1000Hz纯音时，a=0.3，一般采用Zwicker响度模型以标准ISO532B来对响度进行计算[31]。这种基于特征响度频带计算的基本方法就是引入了每个特征值的响度和临界响率频带,通过响度计算每个临界响度频带的一个特征值和响度,累计得到总响度值。计算过程如下:（1）首先计算出声音样本的三分之一倍频程功率谱，并将自变量从功率密度谱函数的线性频率转换成Bark数。(2)结合机器人耳部的掩盖效应,计算得到bark单位下激励等级曲线。（3）计算出特征响度值：N'其中，ETQ是基准听阈激励；EQ是在声强为（4）在0~24Bark上对特征响度值进行积分，积分后的结果过即为总响度：N=0其中，𝑧为特征频带数。响度级的出现是为了更直观的对响度的大小进行描述和量化，其单位用phon表示。图2-2为等响度曲线，根据ISO标准在大量试验数据的验证下绘制出来的。等级的响度声压曲线下图展示了一个系统具有相同响度声压等级的立体纯声在不同声音频率下所有相对应的不同频率声压响度等级。图中绘制出了听阈曲线以及较完整的10~130phon等响度曲线。图2-2等响度曲线1.2尖锐度尖锐感程度(sharpness)通常认为是一种术语用来用度量化对于一个人的双耳内部所能直接感觉到的某种声音或者刺耳的感觉程度。一般来说,声音信号中高频成分占整体频率成分的比例越高,声音的尖锐度也就越高,由于人耳对高频声音比较敏感,所以尖锐性就是一个影响超声噪音检测样本位置偏好准确程度的主要影响因素。尖锐率精度的噪声测量范围单位为10acum,规定60dB的大小,中心噪声频率精度范围规定为1000Hz,带宽精度范围规定为160Hz的高频噪声尖锐率精度为1acum。目前,尖锐感程度的具体测量方法并未完全出台,但它们却没有完全达到相关国际标准,人们常用的计算方法是以响度为基础开展计算的，主要有Zwicker模型和Aures模型。Zwicker模型的计算公式为：S=k0其中，z为特征频带数；N'z为不同特征频带的响度；k为加权系数，k=0.11；g(z)为不同特征频带下的附加函数，gzAures模型的计算公式为：S=k0其中，N为声音的总响度。尖锐度的计算原理就是声音中高频带响度与低频带响度之间的比值。这个比值是随发动机运行工况的改变而改变的，因此在对发动机噪声进行客观评价时引入尖锐度作为客观评价参量很有必要。1.3粗糙度和抖动度其中的粗糙度与抖动度属于音质调制的一个基本特征。当一个声音信号的调制频率是处在0.25~20Hz区间时,声音的响度会伴随一段时间的上下而波动,这时候它们的波动速度比较慢,人们所能感觉到这种波动的强度就是可以通过使用抖动程度(fluctuationstrength)来进行描述;当一个调制器的频率为20~200Hz之间时,声音的振幅会随着一段时间而变化快速上下波动,这时候波动速率比较快，人对这种声音响度快速波动的感觉就是粗糙度(Roughness)。（1）抖动度抖动度的单位是vacil，1vacil是指频率为1000Hz，声压级为60dB，在调制频率为4Hz，以100%幅值调制下的纯音产生的抖动度。此时抖动度感受最为强烈。目前抖动度的计算模型是Zwicker和Fastl提出的[32]：F=0.08其中，∆LE为调节控制的深度；fmod为调制的频率；f0为调制的基频，图2-3是时间和声压级的抖动度模型。图2-3抖动度模型（2）粗糙度粗糙度的单位为：asper,1asper是指频率为1000Hz，声压级为60dB，在调制频率为70Hz，以100%幅值调制下的纯音产生的抖动度。此时粗糙度感受最为强烈。粗糙度的计算方法与抖动度的计算模型类似：R=0