2008年 第33卷 第6期
摘要：
采用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)对多元混合气体中的非线性声衰减进行数值模拟,提出了一种不依赖于经验参数的声衰减的理论预测模型。通过DSMC数值模拟方法获得了包括氮气、氧气、二氧化碳、甲烷和水蒸气在内的多种多元混合气体的声衰减谱,研究的声波频率范围从8MHz到232MHz。与弛豫衰减的DL模型和经典衰减的Stokes-Kirchhoff公式的结果比较表明,该模型的声衰减预测结果与之相符,其预测精度取决于对产生声衰减的分子碰撞过程的正确认识。另外数值模拟结果还表明,不同频率声波的声衰减对包含不同气体成分的混合气体特征不同,这将使得开发能够定量的检测不同环境和过程中的气体成分的智能声气体传感器成为可能。
采用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)对多元混合气体中的非线性声衰减进行数值模拟,提出了一种不依赖于经验参数的声衰减的理论预测模型。通过DSMC数值模拟方法获得了包括氮气、氧气、二氧化碳、甲烷和水蒸气在内的多种多元混合气体的声衰减谱,研究的声波频率范围从8MHz到232MHz。与弛豫衰减的DL模型和经典衰减的Stokes-Kirchhoff公式的结果比较表明,该模型的声衰减预测结果与之相符,其预测精度取决于对产生声衰减的分子碰撞过程的正确认识。另外数值模拟结果还表明,不同频率声波的声衰减对包含不同气体成分的混合气体特征不同,这将使得开发能够定量的检测不同环境和过程中的气体成分的智能声气体传感器成为可能。
2008, 33(6): 491-497.
DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2008.06.002
摘要：
为满足声辐射力更广泛的应用,克服传统辐射力理论仅适合简单理想声场及规则形状散射体的局限性,建立丁任意入射声场中非规则形状Rayleigh散射体的声辐射力计算理论。针对任意声场中流体质点沿曲线轨迹振动以及非规则散射体空间姿态随机取向的特点,在散射场计算中同时计入散射体质心平移与姿态转动的影响,得到了更为普适性的散射场速度势函数。在此基础上,推导出适于任意声场中非规则散射体的声辐射力计算公式。实例研究表明,本文方法不仅完全满足简单声场规则散射体的辐射力计算,而且还适合于任意声场非规则散射体辐射力的应用,规则散射体的计算结果与传统方法完全一致,而对于非规则散射体证实了其旋转角速度不为零,且声辐射力随姿态不同而变化。
为满足声辐射力更广泛的应用,克服传统辐射力理论仅适合简单理想声场及规则形状散射体的局限性,建立丁任意入射声场中非规则形状Rayleigh散射体的声辐射力计算理论。针对任意声场中流体质点沿曲线轨迹振动以及非规则散射体空间姿态随机取向的特点,在散射场计算中同时计入散射体质心平移与姿态转动的影响,得到了更为普适性的散射场速度势函数。在此基础上,推导出适于任意声场中非规则散射体的声辐射力计算公式。实例研究表明,本文方法不仅完全满足简单声场规则散射体的辐射力计算,而且还适合于任意声场非规则散射体辐射力的应用,规则散射体的计算结果与传统方法完全一致,而对于非规则散射体证实了其旋转角速度不为零,且声辐射力随姿态不同而变化。
摘要：
运用恒定刺激法测量了主观混响感的差别阈限,并通过一系列的实验检验了数据的有效性。实验素材为中国民族器乐中典型弹拨乐器、拉弦乐器、吹奏乐器独奏作品,受试人为音响技师、音响工程专业学生、声学所研究生。实验发现主观混响感的差别阈限为25%左右,受试人群体的类型对实验结果有影响,实验素材对结果的影响不显著。
运用恒定刺激法测量了主观混响感的差别阈限,并通过一系列的实验检验了数据的有效性。实验素材为中国民族器乐中典型弹拨乐器、拉弦乐器、吹奏乐器独奏作品,受试人为音响技师、音响工程专业学生、声学所研究生。实验发现主观混响感的差别阈限为25%左右,受试人群体的类型对实验结果有影响,实验素材对结果的影响不显著。
摘要：
提出了一种对测量得到头相关传输函数(HRTF)的低频特性进行修正的方法。通过头部的刚球模型对HRTF的低频特性进行分析,证明了无论对远场或近场HRTF,大约在400 Hz以下,其幅度趋于恒定,而相位接近线性。因而只要通过实验测量得到400 Hz以上的HRTF特性,即可采用理论的结果对其进行修正。理论计算和主观实验证明,所提出的方法是切实可行的。
提出了一种对测量得到头相关传输函数(HRTF)的低频特性进行修正的方法。通过头部的刚球模型对HRTF的低频特性进行分析,证明了无论对远场或近场HRTF,大约在400 Hz以下,其幅度趋于恒定,而相位接近线性。因而只要通过实验测量得到400 Hz以上的HRTF特性,即可采用理论的结果对其进行修正。理论计算和主观实验证明,所提出的方法是切实可行的。
摘要：
血管内超声(IVUS)图像的仿真有助于检验诸如图像分割等图像处理算法的性能。提出一种IVUS图像仿真的方法。该方法在极坐标图像生成模型中引入环晕、导丝伪影,并分别对粥样硬化斑块的纤维、脂质、钙化三个区域进行模拟,实现静态图像的仿真;运用血管随心脏搏动的变化规律,实现序列图像的仿真。通过对15例真实IVUS图像、每例各50次的实验表明,相对于传统的极坐标图像生成模型,该方法仿真的图像与真实图像的相关系数提高了56.9%,互信息提高了24.3%,其仿真效果更加接近真实图像。
血管内超声(IVUS)图像的仿真有助于检验诸如图像分割等图像处理算法的性能。提出一种IVUS图像仿真的方法。该方法在极坐标图像生成模型中引入环晕、导丝伪影,并分别对粥样硬化斑块的纤维、脂质、钙化三个区域进行模拟,实现静态图像的仿真;运用血管随心脏搏动的变化规律,实现序列图像的仿真。通过对15例真实IVUS图像、每例各50次的实验表明,相对于传统的极坐标图像生成模型,该方法仿真的图像与真实图像的相关系数提高了56.9%,互信息提高了24.3%,其仿真效果更加接近真实图像。
摘要：
为了解决传统特征在重音检测中鲁棒性不高的问题,根据重音的定义,以单词为单位,考察词内各音素携带基音同步动态短时帧能量的差异,同时引入非线性加权因子,提出非线性加权能量特征。使用非线性加权能量特征以及与传统特征的特征组合对英语连续语音的实验结粜表明,非线性加权能量特征比传统特征鲁棒性更高,联合使用新特征与传统特征,可使系统误识率下降3.58%。
为了解决传统特征在重音检测中鲁棒性不高的问题,根据重音的定义,以单词为单位,考察词内各音素携带基音同步动态短时帧能量的差异,同时引入非线性加权因子,提出非线性加权能量特征。使用非线性加权能量特征以及与传统特征的特征组合对英语连续语音的实验结粜表明,非线性加权能量特征比传统特征鲁棒性更高,联合使用新特征与传统特征,可使系统误识率下降3.58%。
2008, 33(6): 526-533.
DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2008.06.012
摘要：
针对网络中越来越多的语音数据,人们迫切地需要基于语义内容的快速、准确的语音检索技术。本文在基于音节Lattice的汉语语音检索研究中,针对传统的向量空间模型检索方法的不足,提出了一种基于词检出实现的语音检索方法。并针对Lattice索引存在的信息冗余问题,提出了一种基于音节后验概率直方图的索引去冗余方法。实验结果表明,本文的检索方法在性能上明显优于向量空间模型方法;而提出的索引去冗余方法达到了大规模缩减索引尺寸加快检索速度的目的。
针对网络中越来越多的语音数据,人们迫切地需要基于语义内容的快速、准确的语音检索技术。本文在基于音节Lattice的汉语语音检索研究中,针对传统的向量空间模型检索方法的不足,提出了一种基于词检出实现的语音检索方法。并针对Lattice索引存在的信息冗余问题,提出了一种基于音节后验概率直方图的索引去冗余方法。实验结果表明,本文的检索方法在性能上明显优于向量空间模型方法;而提出的索引去冗余方法达到了大规模缩减索引尺寸加快检索速度的目的。
2008, 33(6): 534-541.
DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2008.06.005
摘要：
揭示了时间反转技术的本质,指出时反不仅是一个物理过程,更是一种信号处理方法,进而提出“时反波束形成”的概念。针对时反空时聚焦特性受到环境不确实性限制的问题,研究了用模型探查源(MS)代替实探查源(PS)的发射时反波束形成实现发射聚焦,以及用对角线加载的宽容性MVDR接收时反波束形成实现接收聚焦,并最后用于目标检测。水池实验的结果表明了该发射聚焦和接收聚焦在不确实环境下用于目标检测及其距离估计的有效性。
揭示了时间反转技术的本质,指出时反不仅是一个物理过程,更是一种信号处理方法,进而提出“时反波束形成”的概念。针对时反空时聚焦特性受到环境不确实性限制的问题,研究了用模型探查源(MS)代替实探查源(PS)的发射时反波束形成实现发射聚焦,以及用对角线加载的宽容性MVDR接收时反波束形成实现接收聚焦,并最后用于目标检测。水池实验的结果表明了该发射聚焦和接收聚焦在不确实环境下用于目标检测及其距离估计的有效性。
摘要：
研究了有PS(Probe Source)源发-收时间反转在强混响背景下对掩埋目标的检验问题。所提出的发-收互动时反处理是:在目标处放一个PS声源产生引导信号,SRA(source Receiver Array)接收引导信号,并对接收到的信号做物理时反(即多路径补偿反波束形成),将声能聚焦在目标位置处,对SRA接收到的目标散射回波做与发射聚焦互动的接收聚焦(即多路径补偿波束形成),得到聚焦后的目标回波,实现发-收互动的聚焦。并对常规BS(Broadside)发射检测(没有时间反转)和时间反转检测两种方法各自的性能进行了比较。实验室波导掩埋目标实验数据处理验证了理论分析的结论,并证明时间反转检测比常规BS发射检测可得到更大的信混比,从而提高了掩埋目标的检测概率。
研究了有PS(Probe Source)源发-收时间反转在强混响背景下对掩埋目标的检验问题。所提出的发-收互动时反处理是:在目标处放一个PS声源产生引导信号,SRA(source Receiver Array)接收引导信号,并对接收到的信号做物理时反(即多路径补偿反波束形成),将声能聚焦在目标位置处,对SRA接收到的目标散射回波做与发射聚焦互动的接收聚焦(即多路径补偿波束形成),得到聚焦后的目标回波,实现发-收互动的聚焦。并对常规BS(Broadside)发射检测(没有时间反转)和时间反转检测两种方法各自的性能进行了比较。实验室波导掩埋目标实验数据处理验证了理论分析的结论,并证明时间反转检测比常规BS发射检测可得到更大的信混比,从而提高了掩埋目标的检测概率。
摘要：
物体入水声是一种瞬态信号,其波形由击水声和若干气泡脉动组成。传统的矢量信号处理方法对此类瞬态信号的检测和测向会出现困难,尤其是在信噪比较低时检测不到入水声信号。经验模态分解是一种突出信号局部瞬态特性的非线性分析方法,将矢量传感器接收的声压、振速信息分解为不同的固有模态函数,利用文中提出的模态声强器的方位估计算法,可以实现瞬态信号的检测和测向。湖试和海试结果表明该方法能把本地干扰和入水声分解到不同的模态函数中,利用模态声强器可以在本地强干扰下有效检测到入水声信号出现的时间,并可以实现测向。
物体入水声是一种瞬态信号,其波形由击水声和若干气泡脉动组成。传统的矢量信号处理方法对此类瞬态信号的检测和测向会出现困难,尤其是在信噪比较低时检测不到入水声信号。经验模态分解是一种突出信号局部瞬态特性的非线性分析方法,将矢量传感器接收的声压、振速信息分解为不同的固有模态函数,利用文中提出的模态声强器的方位估计算法,可以实现瞬态信号的检测和测向。湖试和海试结果表明该方法能把本地干扰和入水声分解到不同的模态函数中,利用模态声强器可以在本地强干扰下有效检测到入水声信号出现的时间,并可以实现测向。
摘要：
研究了非整数维超声相控阵聚焦特性以及在石油井下的扫描探测方法,首先对1.25D,1.5D和1.75D相控阵聚焦声场进行了分析,对如何提高仰角方向分辨率及减少动态阵元数等问题进行了深入的讨论;然后,研究了环形和分割环形相控阵列聚焦声场及声束偏转等特性,并和2D面阵进行了对比分析;论文还对1.25D、1.5D、1.75D、环形和分割环形相控阵列在石油测井中的应用方法进行了研究和讨论,为超声相控阵技术在井下应用提供了理论基础。
研究了非整数维超声相控阵聚焦特性以及在石油井下的扫描探测方法,首先对1.25D,1.5D和1.75D相控阵聚焦声场进行了分析,对如何提高仰角方向分辨率及减少动态阵元数等问题进行了深入的讨论;然后,研究了环形和分割环形相控阵列聚焦声场及声束偏转等特性,并和2D面阵进行了对比分析;论文还对1.25D、1.5D、1.75D、环形和分割环形相控阵列在石油测井中的应用方法进行了研究和讨论,为超声相控阵技术在井下应用提供了理论基础。
摘要：
提出一种声呐发射换能器的设计思路。设计激光声产生系统,获取并测量激光声信号,求出激光声信号的功率谱、模糊函数、水中的距离分辨力、多普勒分辨常数。基于激光声的产生、传播、时域波形和频率特性提出声呐发射换能器的概念性设计思路。从理论上初步证明了该换能器具有良好的距离分辨力和指向性,可作为高分辨力声呐的声源。
提出一种声呐发射换能器的设计思路。设计激光声产生系统,获取并测量激光声信号,求出激光声信号的功率谱、模糊函数、水中的距离分辨力、多普勒分辨常数。基于激光声的产生、传播、时域波形和频率特性提出声呐发射换能器的概念性设计思路。从理论上初步证明了该换能器具有良好的距离分辨力和指向性,可作为高分辨力声呐的声源。
