2006年 第31卷 第1期
摘要：
基于Ritec-SNAP系统对固体板中传播的兰姆波的非线性效应进行了实验观察。根据导波的模式展开分析方法和兰姆波的频散曲线,简述了兰姆波的积累二次谐波发生条件。采用一定倾角的斜劈换能器在固体板表面激发和接收兰姆波的基波和二次谐波时域信号,阐述了兰姆波的基波、二次谐波时域脉冲包络的积分振幅的物理意义,在固体板表面分别测量了不同传播距离的兰姆波的基波、二次谐波的幅频曲线。在兰姆波具有非线性效应的频率值附近,分析了兰姆波的二次谐波振幅随传播距离的变化关系。实验结果进一步证明了兰姆波在一定条件下具有强烈的非线性效应,其二次谐波表现出随传播距离积累增长的性质。
基于Ritec-SNAP系统对固体板中传播的兰姆波的非线性效应进行了实验观察。根据导波的模式展开分析方法和兰姆波的频散曲线,简述了兰姆波的积累二次谐波发生条件。采用一定倾角的斜劈换能器在固体板表面激发和接收兰姆波的基波和二次谐波时域信号,阐述了兰姆波的基波、二次谐波时域脉冲包络的积分振幅的物理意义,在固体板表面分别测量了不同传播距离的兰姆波的基波、二次谐波的幅频曲线。在兰姆波具有非线性效应的频率值附近,分析了兰姆波的二次谐波振幅随传播距离的变化关系。实验结果进一步证明了兰姆波在一定条件下具有强烈的非线性效应,其二次谐波表现出随传播距离积累增长的性质。
摘要：
基于由谐振频率分布提取压电薄膜参数的方法,研究影响高次谐波体声波谐振器(HBAR)谐振频率分布的因素。对多种HBAR进行模拟计算,模拟结果显示,变化基片对薄膜的声阻抗比值会引起并联谐振频率间隔的分布和有效机电耦合系数的分布改变;当薄膜的基模在高频时,改变电极对薄膜的声阻抗比值和电极厚度会引起谐振频率分布改变。这些结果表明,通过调整影响谐振频率分布的因素能使谐振频率变化,进而得到在特定的频率上产生谐振。
基于由谐振频率分布提取压电薄膜参数的方法,研究影响高次谐波体声波谐振器(HBAR)谐振频率分布的因素。对多种HBAR进行模拟计算,模拟结果显示,变化基片对薄膜的声阻抗比值会引起并联谐振频率间隔的分布和有效机电耦合系数的分布改变;当薄膜的基模在高频时,改变电极对薄膜的声阻抗比值和电极厚度会引起谐振频率分布改变。这些结果表明,通过调整影响谐振频率分布的因素能使谐振频率变化,进而得到在特定的频率上产生谐振。
摘要：
研究了水溶性高分子涂料在其溶解过程中的吸声机理。合成了水溶性高分子涂料,并在声管中测试其溶解过程中声衰减性能。实验结果表明水溶性高分子涂料溶解过程中形成的高分子梯度溶液的声衰减效果明显优于(即大于)相应的均匀溶液。根据连续分层介质中声波传播理论建立了计算水溶性高分子溶解过程中声衰减的数学模型。计算结果与实验结果一致。由实验和理论分析结果得出了水溶性高分子涂料在其溶解过程中的梯度吸声机理,即多次反射、多次吸收,最终将声能转化为热能。
研究了水溶性高分子涂料在其溶解过程中的吸声机理。合成了水溶性高分子涂料,并在声管中测试其溶解过程中声衰减性能。实验结果表明水溶性高分子涂料溶解过程中形成的高分子梯度溶液的声衰减效果明显优于(即大于)相应的均匀溶液。根据连续分层介质中声波传播理论建立了计算水溶性高分子溶解过程中声衰减的数学模型。计算结果与实验结果一致。由实验和理论分析结果得出了水溶性高分子涂料在其溶解过程中的梯度吸声机理,即多次反射、多次吸收,最终将声能转化为热能。
摘要：
基频曲线预测是文语转换系统中韵律控制的重要内容。基于决策树的分析,本文提出了一个采用三个控制参数,修改一组归一化的音节基频曲线模板,从而生成连续语流基频曲线的预测模型。由于前一音节的声调动态目标将在该音节的偏后部分实现,甚至影响到连接紧密的后一个音节的起始部分,在预测当前音节的控制参数时,前一音节的基频终止值也作为语境参数之一,参与预测,其结果既保持了前后音节基频的连续性,也提高了基频曲线整体预测的准确率。测试表明:预测基频与实际基频的音节内标准误差小于10 Hz。将这一方法应用于PSOLA语音合成系统后,合成语音的自然度令人满意。
基频曲线预测是文语转换系统中韵律控制的重要内容。基于决策树的分析,本文提出了一个采用三个控制参数,修改一组归一化的音节基频曲线模板,从而生成连续语流基频曲线的预测模型。由于前一音节的声调动态目标将在该音节的偏后部分实现,甚至影响到连接紧密的后一个音节的起始部分,在预测当前音节的控制参数时,前一音节的基频终止值也作为语境参数之一,参与预测,其结果既保持了前后音节基频的连续性,也提高了基频曲线整体预测的准确率。测试表明:预测基频与实际基频的音节内标准误差小于10 Hz。将这一方法应用于PSOLA语音合成系统后,合成语音的自然度令人满意。
摘要：
提出一种根据基音提取的频率分辨率确定自适应窗口的改进Parzen窗方法估计基音概率密度,兼顾了基音统计分布模型在低频段的高分辨率和高频段的平滑;提出利用不同性别的基音分布规律的性别区分算法,对于长句可以达到98%的识别率;通过分析基音均值、方差、统计分布模型在性别上的差异,对基音参数进行基于性别差异的规整;引入规整后的基音均值和基音方差,以及基音统计分布模型距离作为情感特征参数;最后利用K最近邻方法对汉语情感语料进行识别。利用常规方法提取的参数最后得到的识别率为73.8%,而使用经过性别差异规整的基音参数和基音统计分布距离的识别率提高到81%。
提出一种根据基音提取的频率分辨率确定自适应窗口的改进Parzen窗方法估计基音概率密度,兼顾了基音统计分布模型在低频段的高分辨率和高频段的平滑;提出利用不同性别的基音分布规律的性别区分算法,对于长句可以达到98%的识别率;通过分析基音均值、方差、统计分布模型在性别上的差异,对基音参数进行基于性别差异的规整;引入规整后的基音均值和基音方差,以及基音统计分布模型距离作为情感特征参数;最后利用K最近邻方法对汉语情感语料进行识别。利用常规方法提取的参数最后得到的识别率为73.8%,而使用经过性别差异规整的基音参数和基音统计分布距离的识别率提高到81%。
2006, 31(1): 35-41.
DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2006.01.006
摘要：
提出了一种基于Hilbert-Huang变换的语音信号基音周期提取方法。该方法无须对语音信号进行分帧截断。语音信号直接进行Hilbert-Huang变换后,通过基音频率搜索处理得到基音频率及其随时间的变化。实验结果表明,与传统的基音周期提取方法相比,该方法既能真实描述语音信号的非平稳非线性特性,又能提高基音周期提取的准确性和分辨率。
提出了一种基于Hilbert-Huang变换的语音信号基音周期提取方法。该方法无须对语音信号进行分帧截断。语音信号直接进行Hilbert-Huang变换后,通过基音频率搜索处理得到基音频率及其随时间的变化。实验结果表明,与传统的基音周期提取方法相比,该方法既能真实描述语音信号的非平稳非线性特性,又能提高基音周期提取的准确性和分辨率。
摘要：
提出一种利用自适应语料和训练语料对模型状态结构调整的算法。该算法在易混淆的状态间参数共享,提高了模型对样本的后验概率和对自适应语料的利用率,并间接地调整了系统决策树的结构。识别实验结果表明,在不同数量的自适应语句下,调整后的系统识别率比基线系统获得了一致的提高,结合使用MLLR说话人自适应,调整的系统识别率平均提高了15.60%,有效地减少了测试语料与训练语料决策树结构不匹配造成的系统识别率降低。
提出一种利用自适应语料和训练语料对模型状态结构调整的算法。该算法在易混淆的状态间参数共享,提高了模型对样本的后验概率和对自适应语料的利用率,并间接地调整了系统决策树的结构。识别实验结果表明,在不同数量的自适应语句下,调整后的系统识别率比基线系统获得了一致的提高,结合使用MLLR说话人自适应,调整的系统识别率平均提高了15.60%,有效地减少了测试语料与训练语料决策树结构不匹配造成的系统识别率降低。
2006, 31(1): 48-54.
DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2006.01.008
摘要：
基于水印能量对提高水印鲁棒性的重要作用,提出了音频水印载体可以嵌入最大水印能量的估计方法。该方法利用了听觉掩蔽特性及MPEG-2听觉模型,计算音频载体在变换域下每帧数据可以嵌入的水印能量,进而估计整体水印能量,并将能量估计方法应用在自适应水印嵌入算法的模型构造上。实验结果验证了水印鲁棒性随嵌入能量的增加而提高;所提出的自适应水印嵌入模型,能根据音频载体自身的特点动态调整水印嵌入强度,在保证听觉质量的同时,提高了水印嵌入量。克服了通过重复实验判断水印嵌入能量方法的复杂性,以及在嵌入相同能量情况下,采用固定水印嵌入强度系数导致的噪声过大等缺点。
基于水印能量对提高水印鲁棒性的重要作用,提出了音频水印载体可以嵌入最大水印能量的估计方法。该方法利用了听觉掩蔽特性及MPEG-2听觉模型,计算音频载体在变换域下每帧数据可以嵌入的水印能量,进而估计整体水印能量,并将能量估计方法应用在自适应水印嵌入算法的模型构造上。实验结果验证了水印鲁棒性随嵌入能量的增加而提高;所提出的自适应水印嵌入模型,能根据音频载体自身的特点动态调整水印嵌入强度,在保证听觉质量的同时,提高了水印嵌入量。克服了通过重复实验判断水印嵌入能量方法的复杂性,以及在嵌入相同能量情况下,采用固定水印嵌入强度系数导致的噪声过大等缺点。
摘要：
在噪声环境下,特别是当说话人识别最常用的模型——高斯混合模型(GMM)失配的情况下,需要对其输出帧似然概率的统计特性进行补偿。文章根据说话人识别的声学特性,提出了一种非线性变换方法——归一化补偿变换。理论分析和实验结果表明:与常用的最大似然(ML)变换相比,该变换能够提高系统识别率,最大可达3.7%,同时可降低误识率,最大可达45.1%。结果说明归一化补偿变换方法基本克服了在与文本无关说话人识别系统中,当说话人的个性特征不断变化、语音与噪声不能很好地分离或者降噪算法对语音有损伤、模型不能很好地匹配时,需要对模型输出的似然概率(得分)进行补偿的局限。这也说明对模型输出的似然概率进行处理是降低噪声和干扰的影响、提高说话人识别率的有效方法。
在噪声环境下,特别是当说话人识别最常用的模型——高斯混合模型(GMM)失配的情况下,需要对其输出帧似然概率的统计特性进行补偿。文章根据说话人识别的声学特性,提出了一种非线性变换方法——归一化补偿变换。理论分析和实验结果表明:与常用的最大似然(ML)变换相比,该变换能够提高系统识别率,最大可达3.7%,同时可降低误识率,最大可达45.1%。结果说明归一化补偿变换方法基本克服了在与文本无关说话人识别系统中,当说话人的个性特征不断变化、语音与噪声不能很好地分离或者降噪算法对语音有损伤、模型不能很好地匹配时,需要对模型输出的似然概率(得分)进行补偿的局限。这也说明对模型输出的似然概率进行处理是降低噪声和干扰的影响、提高说话人识别率的有效方法。
摘要：
基于声矢量传感器声压和振速联合加权处理可以提高空间处理增益的原理,将声矢量传感器应用于相位调制的高速水声通信中,并结合自适应均衡算法,研究了相干解调和解码的方法。基于声矢量传感器声强处理可以抵消各向同性干扰、提高信噪比的原理,研究了在频率调制的水声通信系统中,利用声强解码代替声压解码的方法。理论分析、仿真研究和湖上试验结果表明:利用声矢量传感器相对于声压传感器来说,可以提高解码处理增益,进而提高了水声通信系统的作用距离、降低误码率。
基于声矢量传感器声压和振速联合加权处理可以提高空间处理增益的原理,将声矢量传感器应用于相位调制的高速水声通信中,并结合自适应均衡算法,研究了相干解调和解码的方法。基于声矢量传感器声强处理可以抵消各向同性干扰、提高信噪比的原理,研究了在频率调制的水声通信系统中,利用声强解码代替声压解码的方法。理论分析、仿真研究和湖上试验结果表明:利用声矢量传感器相对于声压传感器来说,可以提高解码处理增益,进而提高了水声通信系统的作用距离、降低误码率。
摘要：
提出一种未知相关噪声环境下带源波达方向估计的快速算法。该算法只对信号子空间进行变换,直接由传播算子构造聚焦矩阵,得到一种快速TCT聚焦矩阵。利用阵列相关矩阵的酉相似变换特性估计噪声相关矩阵,提高了未知相关噪声情况下宽带DOA估计的性能。该算法由线性运算求解聚焦矩阵和噪声相关矩阵,无需特征分解,运算量低,而且适用于未知相关噪声情况,具有重要的工程实用价值。
提出一种未知相关噪声环境下带源波达方向估计的快速算法。该算法只对信号子空间进行变换,直接由传播算子构造聚焦矩阵,得到一种快速TCT聚焦矩阵。利用阵列相关矩阵的酉相似变换特性估计噪声相关矩阵,提高了未知相关噪声情况下宽带DOA估计的性能。该算法由线性运算求解聚焦矩阵和噪声相关矩阵,无需特征分解,运算量低,而且适用于未知相关噪声情况,具有重要的工程实用价值。
摘要：
基于对修正的常数模算法(MCMA)进行分析,提出了一种用于QPSK(四进制相移键控)信号的快速载波恢复盲均衡算法。该算法中构造了一种与MCMA算法不同的、能够快速收敛的误差函数,在消除码间干扰(ISI)、纠正相位误差的同时,进一步改善了收敛性能。该算法对输出信号的实部和虚部分别进行非线性变换。最后利用实测的水声信道数据,对这几种算法进行了数值分析研究,结果表明:所提出的算法不仅能够很好地克服相位旋转,而且其收敛速度明显高于MCMA,剩余均方误差更小,而计算量并没有明显的增加。
基于对修正的常数模算法(MCMA)进行分析,提出了一种用于QPSK(四进制相移键控)信号的快速载波恢复盲均衡算法。该算法中构造了一种与MCMA算法不同的、能够快速收敛的误差函数,在消除码间干扰(ISI)、纠正相位误差的同时,进一步改善了收敛性能。该算法对输出信号的实部和虚部分别进行非线性变换。最后利用实测的水声信道数据,对这几种算法进行了数值分析研究,结果表明:所提出的算法不仅能够很好地克服相位旋转,而且其收敛速度明显高于MCMA,剩余均方误差更小,而计算量并没有明显的增加。
摘要：
提出了一种智能天线技术与空时联合判决反馈均衡器相结合的空间滤波算法。实现方法是水下通信系统采用水听器阵列接收,进行多波束智能天线算法处理,得到多路空间滤波后的信号,再经过空时联合判决反馈均衡处理。该算法已应用于在实际的水下正交相移键控调制高速水声通信系统中,在相同条件下的湖水试验中,与传统的空间分集算法进行了比较,获得的误码率分别为2.9×10-3和8.62×10-2,多组试验结果表明该算法有效抑制了水下多径干扰的影响,获得了与空间分集算法相比低十倍的误码率。
提出了一种智能天线技术与空时联合判决反馈均衡器相结合的空间滤波算法。实现方法是水下通信系统采用水听器阵列接收,进行多波束智能天线算法处理,得到多路空间滤波后的信号,再经过空时联合判决反馈均衡处理。该算法已应用于在实际的水下正交相移键控调制高速水声通信系统中,在相同条件下的湖水试验中,与传统的空间分集算法进行了比较,获得的误码率分别为2.9×10-3和8.62×10-2,多组试验结果表明该算法有效抑制了水下多径干扰的影响,获得了与空间分集算法相比低十倍的误码率。
摘要：
研究了抛物方程(PE)远场近似条件及起始场的计算,得到了容许误差和最小参考距离之间的关系。结果表明在最小参考距离以内,PE远场近似条件会通过PE传播算子的传递而引起较大的计算误差,因此,PE传播算子不能用于自起始场的计算。在此基础上,给出了没有远场近似条件限制的传播算子,该算子可以将起始场和远场计算统一起来,便于数值实现。对Pekeris波导的声传播问题(JASA标准PE测试问题)的数值计算结果表明,利用该算子可以精确地计算出PE自起始场和传播损失曲线。
研究了抛物方程(PE)远场近似条件及起始场的计算,得到了容许误差和最小参考距离之间的关系。结果表明在最小参考距离以内,PE远场近似条件会通过PE传播算子的传递而引起较大的计算误差,因此,PE传播算子不能用于自起始场的计算。在此基础上,给出了没有远场近似条件限制的传播算子,该算子可以将起始场和远场计算统一起来,便于数值实现。对Pekeris波导的声传播问题(JASA标准PE测试问题)的数值计算结果表明,利用该算子可以精确地计算出PE自起始场和传播损失曲线。
摘要：
提出了一种基于阵列指向性二次型约束的优化算法,以提高最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成对方向矢量的稳健性。通过控制阵列波束指向附近的小区域的自适应波束图与期望波束图的加权平方误差,使波束主瓣区域内的信号畸变最小,同时保持了对约束区间外的干扰信号的抑制能力。数值结果表明:在理想阵形和阵形畸变情况下,无方位失配时,利用本文算法的阵列输出信号与干扰噪声比(SINR)与新近出现的球面约束稳健Capon方法相当,而存在方位失配时,本文算法均优于后者。
提出了一种基于阵列指向性二次型约束的优化算法,以提高最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成对方向矢量的稳健性。通过控制阵列波束指向附近的小区域的自适应波束图与期望波束图的加权平方误差,使波束主瓣区域内的信号畸变最小,同时保持了对约束区间外的干扰信号的抑制能力。数值结果表明:在理想阵形和阵形畸变情况下,无方位失配时,利用本文算法的阵列输出信号与干扰噪声比(SINR)与新近出现的球面约束稳健Capon方法相当,而存在方位失配时,本文算法均优于后者。
