基于虚拟仪器技术的高精度拟合人耳听觉特性 A计权算法.pdf

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1、基于虚拟仪器技术的高精度拟合人耳听觉特性Ａ计权算法刘祥楼，等倡基于虚拟仪器技术的高精度拟合人耳听觉特性A计权算法１，２１，２１，２１，２刘祥楼，刘昭廷，姜继玉，于波（１．东北石油大学黑龙江大庆，１６３３１８２．黑龙江省高校校企共建测试计量技术及仪器仪表工程研发中心黑龙江大庆，１６３３１８）摘要：为了精确拟合人耳的听觉特性，针对环境噪声监测中Ａ计权声级核心算法进行改进，提出了以对数函数加三角函数的多项式数学描述关系式。通过在ＬａｂＶＩＥＷ平台上进行曲线拟合及计算机仿真实验，对多项式中待定系数及初相角实现了参数优化，对于４０ｐｈ

2、ｏｎ等响曲线实现了高精度拟合，其拟合绝对误差小于０畅１５ｄＢ，并且针对不同响度的等响曲线找到了相同的变化规律。虚拟仪器技术的应用使得Ａ计权声级核心算法实现变得简便易行。关键词：Ａ计权算法；曲线拟合；虚拟仪器技术中图分类号：ＴＰ３１１文献标识码：ＡＤＯＩ编码：１０．１４０１６／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－９２２７．２０１６．０３．２００Abstract：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｃｉｓｅｌｙｆｉｔｔｈｅｈｕｍａｎｅａｒａｕｄｉｔｏｒｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｆｏｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｎｏｉｓｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎａ

3、ｃｏｒｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｗｅｉｇｈｔｅｄｓｏｕｎｄｌｅｖｅｌｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｄｅｓｃｒｉｂｅｒｅｌａｔｉｏｎｓ．ＴｈｒｏｕｇｈｃｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＬａｂＶＩＥＷ，ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｓｉｎｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐ

4、ｈａｓｅａｎｇｌｅｏｆｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｆｏｒ４０ｐｈｏｎｅｑｕａｌｌｏｕｄｎｅｓｓｃｕｒｖｅｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｈｉｇｈｆｉｔｔｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｆｉｔｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｅｒｒｏｒｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０畅１５ｄＢ，ａｎｄｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｕｄｎｅｓｓｌｏｕｄｎｅｓｓｃｕｒｖｅｔｏｆｉｎｄｔｈｅｓａｍｅｖａｒｉａｔｉｏｎ．ＴｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｍａｋｅｓｔｈｅＡｗｅｉｇｈｔｅｄｓｏｕｎｄｌｅｖｅｌｃｏｒ

5、ｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｅａｓｙ．Keywords：Ａｗｅｉｇｈｔｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｃｕｒｖｅｆｉｔｔｉｎｇ；ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ线。ＧＢ４９６３－２００７标准中给出了自由场测听条件下纯音标准０引言等响度级曲线数值表，其中给出１０～１００ｐｈｏｎ十条等响曲线在使用声级计测量噪声时，声压传感器采集到的是声压上由２０Ｈｚ～１２５００Ｈｚ之间２９个中心频率点对应的声压值，这［１－２］信号。根据人耳的生理特点，人的听觉不仅取决于声信号的组数据源于国际标准ＩＳＯ２２６－２００３。有研究表明：中国

6、人声强而且还与其频率有关，即相同的声压不同频率的声信号群的等响曲线与ＩＳＯ－２２６标准等响曲线在４００Ｈｚ和８００Ｈｚ处人所听到的声音的感觉会有一定差异。考虑到人耳对不同频存在明显的差异，而在高频段内，实验所获得的中国人群等响率的声信号听辨与滤波特性，参照等响曲线进行滤波处理，对曲线明显低于国外研究者所给出的等响曲线，并且随着频率人耳敏感的频率成分予以加强，而对人耳不敏感的频率成分［３－５］的增加两者之间的差值变大。目前我国尚未对等响曲线则进行适当的衰减，以求与人耳听觉的主观感受尽可能一致。所存在的区域性差异进行标定，因此暂

7、时根据ＩＥＣ６１６７２－１标这种修正的方法称为频率计权，经过计权网络测得声信号的准中Ａ计权参数网络频率特性修正值，并参照响度为４０ｐｈｏｎ声级称为计权声级。现已有Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ等多种计权网络。实数据列出改进Ａ计权参数网络频率特性修正值（参见表１）。践证明，不论噪声强度高还是低，Ａ声级都能很好的反映人对目前噪声监测用的声级计都是按着表１中给定的标准Ａ计权噪声响度和吵闹的感觉，目前，采用Ａ声级和Ｃ声级作为评参数网络频率特性进行修正的，按精度可分为精密声级计和价标准。Ａ声级作为国际标准虽然它在一定程度上反映了人普通声级计。精密声级

8、计的测量误差约为土１ｄＢ，普通声级耳的听觉特性，但在某些频率下会体现出较大的偏差。为了计约为土３ｄＢ。精确地表征单频有调声信号使其与人耳听觉特性相吻合，同Ａ声级的数学描述：声级LA和瞬时声级LAt的计算分别参时，组建分布式环境噪声自动监测系统需要有高精度监测节见公式（１）和（２）。点，而对