基于EEMD和支持向量机的汽车关门声声品质预测

发布时间：2020-06-15 09:44

【摘要】：随着汽车技术的蓬勃发展,人们对于汽车的要求已经不仅仅是驾驶和代步功能,同时对舒适性和驾乘体验提出了更高的要求。为了提高汽车舒适性,降低车内噪声已经成为各大主机厂关注和研究的重点。传统的噪声研究通常是以降低A声级为主要目标,然而噪声不仅有大小之分,还有品质的好坏。声品质的研究是在传统噪声研究中加入了人的主观因素,旨在改善噪声给人的主观感受,因此对于提高整车舒适性具有重要意义。关门声是汽车使用场景中最常出现的声音之一,关门声品质的好坏很大程度上决定了一辆车的档次和舒适性。本文以15辆不同品牌车型的关门声为研究对象,使用HEAD acoustics公司的数字人工头模型采集每辆车的关门声音信号,并对采集到的信号做等响度、筛选等处理,最终得到24个有效的关门声样本。对采集到的噪声样本做主观评价,评价方法选择等级评分法,经过对评价结果的统计和分析得到声音样本的主观评价绩效值。使用ArtemiS软件对传统的心理声学参数进行计算,得到各声音样本的尖锐度、响度、粗糙度等客观参数。对主观评价结果和客观评价绩效值使用进行相关性分析,结果表明尖锐度和响度是主客观相关性较高的参数。根据传统的心理声学参数在反映非稳态噪声的特性时存在的不足,因此引入集合经验模式分解(EEMD)方法对噪声信号进行特征提取,得到包含原始信号不同时间尺度的局部特征信号——本征模函数(IMF)。在得到的各IMF分量基础上,分别引入样本熵和能量的概念对关门声品质进行特征向量构造,最后得到两组分别基于样本熵和能量的声品质信号特征向量。对于以上所得两种反映关门声品质的特征向量,以及传统心理声学参数响度和尖锐度组成的向量,引入支持向量机(SVM)对主观评价结果和客观参量进行数学建模。通过交叉验证法和网格搜索法对核函数参数进行优化,再对前面得到的特征向量进行归一化和降维处理,将处理后的特征向量作为输入,主观评价绩效值作为输出,进行支持向量回归机的训练,最终得到三个主客观预测模型。最后,对三个模型的精度进行对比分析,结果显示基于样本熵的特征向量得到的预测模型效果最好,基于传统心理声学参数的模型预测效果最差,并为声品质改进打下坚实基础。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U467.493
【图文】：

听觉系统

素的影响产生不同的心理感受。因此，声品质的研究不再是单纯的是涵盖了心理声学、生物学等方面的内容。章将从声品质的心理声学理论出发，系统的阐述人对声音信号所产机制，介绍目前常用的客观评价参量及其意义，以及目前声音信号析的相关设备及其理论。耳听觉特性听觉构造及各部分功能耳的构造如图 2.1 所示，由外耳、内耳和中耳三部分组成。外耳包道两部分。耳廓的作用是将声波传输到外耳道，同时当声音传入外，耳廓起到方向定位的作用，尤其当声音为高频声时定位作用更加是一个形状近似圆形的中空的管，直径约 0.5cm、长度约 2.5cm，其护骨膜避免受到外力损伤和声音的传递。外耳道自然频率约3400H感区为2kHz~4kHz,这是由于外耳道会产生共鸣及人头对声波的衍

频域,掩蔽声,掩蔽效应

取保护措施可以有效防止听力受到损伤。另外，人耳对间有关，暴露在声音环境下的时间越长，人耳的痛阀和低。如果长期暴露于高声压级环境中，可能会造成永久恢复的听力损伤。掩蔽效应现象( AuditoryMasking, AM)指的是由于一种声音的存在音产生影响的现象，这种现象是在自然界中普遍存在的感知产生影响的声音称为掩蔽声，由于掩蔽声的存在而被掩蔽声。为了研究掩蔽效应的特性，通常使用不同性其对被掩蔽声（通常为纯音）的作用与影响，例如，纯带噪声等常作为掩蔽声。掩蔽效应分为同时掩蔽和非同掩蔽是指两种声音同时出现时，一种声音对另一种的掩两种声音不同时出现时所产生的掩蔽效应。掩蔽声发生应称为前掩蔽，反之称为后掩蔽。图 2.2 为频域掩蔽示意

【参考文献】