车内声品质主观评价与主动控制技术研究-吉 大汽车-王登峰

吉林大学汽车工程学院
车内声品质主观评价与主动控制技术研究
吉林大学汽车工程学院 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室 王登峰 2010年12月10日

吉林大学汽车工程学院
1 、声品质概念与研究方法 1、声品质概念与研究方法 2 、汽车声品质评价的心理声学基础 2、汽车声品质评价的心理声学基础 3 、车内声品质主观评价试验与分析 3、车内声品质主观评价试验与分析 4 、声品质评价指标的客观量化描述 4、声品质评价指标的客观量化描述 5 、车内声品质主动控制技术概述 5、车内声品质主动控制技术概述 6 、车内声品质自适应主动控制方法 6、车内声品质自适应主动控制方法 7 、车内声品质主动控制系统 7、车内声品质主动控制系统 8 、研究结果与分析评价 8、研究结果与分析评价

吉林大学汽车工程学院
一、声品质概念与研究方法

吉林大学汽车工程学院
1、传统A计权声级评价标准不足
‡车内噪声是评价汽车乘坐舒适性的重要指标之一； ‡ A计权声级是以噪声响度来衡量噪声强弱的评价指标； ‡传统汽车噪声研究多以A计权声压级作为评价指标，致力 于使汽车噪声满足日益严格的限值标准和乘坐舒适性要求 ； ‡用A计权声级评价噪声品质特性，无法全面反映噪声对人 的骚扰性，常与主观感觉不符； ‡汽车内部噪声给乘坐者的主观感受对消费者的购车取向有 很大影响 。

吉林大学汽车工程学院
2、声品质概念的提出
‡ 针对噪声传统评价方法的不足，反映人体主观感受的声品质 （ Sound Quality）概念出现，并逐渐成为噪声研究的主要 评价指标之一； ‡ 声品质是在特定的技术目标或任务下对声音适宜性的描述， 强调人耳的听觉感知和主观判断； ‡ 声品质标准的提出，代表现代噪声研究的新理念，即噪声控 制不仅要降低噪声的声压级，还要能够调节其品质特性。 ‡ 汽车噪声控制的最终目标是实现有选择性的噪声控制，在消 除总体噪声中令人烦躁成分的同时，适当保留令人愉悦的成 分，使声音符合消费者主观感受的要求。

吉林大学汽车工程学院
3、声品质评价方法
‡ 有主观评价方法和客观评价方法两种； ‡ 因声品质研究是以人的主观感受为评判标准，难以直接 测量得到，需要通过主观评价试验获取主观感知数据； ‡ 主观评价试验的可重复性和一致性较差，评价结果用统 计量描述，对于进行汽车声品质的诊断和控制并没有太 大直接参考价值和指导意义，需要对声品质指标进行客 观量化的描述。 ‡ 主观评价得到的声品质与某些心理声学客观参量密切相 关。这些反映不同声音信号造成主观感受差异的客观物 理量可以直接测量和计算获取。

吉林大学汽车工程学院
声品质主观评价流程框图

吉林大学汽车工程学院
4、声品质研究趋势
‡ 提出新的声品质客观评价参量； ‡ 研究新的适用于汽车声品质主观评价方法，构建心理声学参 数计算模型； ‡ 在声品质客观量化描述的基础上，采取主被动措施进行汽车 声品质改善。 ‡ 单纯降低噪声的声级强度并不能满足声品质改善的要求，只 有对不同频段内的车内噪声实施不同程度的控制，才有可能 获得最佳的声品质。 ‡ 能对特定频段内的噪声成分进行削减的选择性噪声自适应主 动控制技术（AANC，Adaptive Active Noise Control），能根 据原始噪声特性通过改变控制系统设计，来实现选择性降 噪，还能对某些特定频段噪声完全予以保留甚至补偿，具有 独特的声品质控制优势。

吉林大学汽车工程学院
二、汽车声品质评价的心理声学基础

吉林大学汽车工程学院
1、声品质研究要注意的问题
‡ 声品质的评价与分析是一个多维的、跨学科的复杂任务， 涉及到声学、心理学、统计学和心理声学等交叉学科知识。 ‡ 掩蔽效应，即当人耳同时接收到两个不同声音时，较响亮 的声音频率成分将使相对不响亮的频率成分变得不易觉察。 这是最值得重视的听觉特性之一。 ‡ 在心理声学的研究中通常以临界频带和Bark尺度来描述人 类听觉的频率分辨力。 ‡ 还要注意双耳听觉与单耳听觉的差异。

4）频率计权声压级

声压级是评价噪声强度的常用量，声压级越高，噪声越强。但人耳对噪声的感觉，不仅与声压级有关，还与频率、持续的时间等因素有关。人耳对高频率噪声较敏感，对低频率噪声较迟钝。声压级相同而频率不同的声音，听起来是不一样的。为了反映噪声各种复杂因素对人的主观影响程度，需要有对噪声的评价指标，频率计权声压级是最常用的评价指标：

A 计权－是为模仿响度级为40 phon等响曲线的倒置曲线，它对低频声(500Hz以下)有较大衰减；

B 计权－70phon等响曲线；

C 计权－100phon等响曲线，主要用于评价特别响或低频为主的噪声；

线性计权－对原始测量信号没有施加任何计权的噪声级。

频率计权曲线

3、常用的主观评价方法及其特点

等级评分法：将声品质的某一属性划分为若干等级，每个等级中又包含不同的分值，试验中评价者根据各自主观感知程度给出对应的评价分值。其特点是：简单快捷，评价工作量相对较小，结果为等级评分数值，便于进行后续分析；但是对于未经培训、没有经验的评价者来说，直接给出准确的评分是很困难的。因此，需要让评价者至少接受最基本的听音训练，并将评分范围明确划分为适当等级。

成对比较法：将全部声音样本按排列组合方式分组，每组两个，评价者对这两个样本的某一属性进行比较并给予评价。

评价者较易把握，且排列组合分组增加了对每个样本的评价次数，提高了准确性；但该法的工作量较大，当样本数量多时无法采用。

语义区分法：一种同时对声音的多种属性进行评价的试验方法，评价者根据一系列语义相反的形容词来给予评判。能够用于判断声音的哪一种属性更为特定人群所偏好；但各形容词对的理解往往因人而异，实际效果很难把握。