[发明专利]一种封闭环境内部中高频声场重构方法

摘要

本发明涉及一种封闭环境内部中高频声场重构方法，以室内多传声器的采集数据为输入，将室内各接收点位置、房间尺寸信息与等效声源法以及虚声源法结合建立信号模型，并借助格林函数构建求解传递矩阵，最后采取Tikhonov优化算法进行求解计算所有等效源和虚声源的源强度矢量，最后重新构建传递矩阵，并直接计算确定封闭结构内部任意位置的声压分布。本发明方法简便，适合各类工程技术人员使用，且可实现混响环境内部中高频声场的准确重构再现。

主权项

一种封闭环境内部中高频声场重构方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在封闭房间内部随机选定M个位置布置传声器，标记各传声器位置为(xm,ym,zm)，m＝1,2,…,M；开启所有设备和声源，持续播放预定的白噪声信号并设定所采集时域信号；以采样频率大于16kHz，进行采样，所采集的信号记为yi(t)，i＝1,2,…,M，记录时间为少于30s；步骤2：对各数据做短时傅立叶变换，获取各传声器信号的频域表示yi(f)，i＝1,2,…,M；步骤3：根据空间尺寸和选定的坐标系，将空间边界外推10～50cm确定等效声源面，并将其离散为多个等效单极子声源，同时，根据空间几何外形，确定包围空间的外界矩形，将外界矩形向外扩散，在每个扩散矩形空间内部随机一定数量的虚声源，虚声源的数量随层数的增加而增加，标记每个等效声源的位置坐标为(xn,yn,zn)，n＝1,2,…,N；步骤4：建立等效声源强度与各采样位置之间的传递矩阵A(f)：其中：表示第M个传声器与第N个等效声源之间的格林函数；步骤5：根据下式，对100～500Hz内的每个频率，采用Tikhonov正则化和L曲线法确定每个频率下的最优正则化参数和等效声源强度的最优解x*(f)：x*(f)=min{||A(f)x(f)-y(f)||22+λ(f)||x(f)||2}]]>其中：x(f)为等效声源的强度，λ(f)为正则化参数；步骤6：选定房间内部若干待预测位置，及各位置为(xr,yr,zr)；步骤7：建立房间内部预测点位置与各等效声源之间的传递矩阵B(f)：其中：表示第L个重构位置与第N个等效声源之间的格林函数；步骤8：根据下式求解房间内各预测位置处的不同频率下的声压大小pt(f)：pt(f)＝B(f)x*(f)。