汽车噪声声音品质观评价控制
第章 绪
文研究背景
着现代社会开展高质量生活断追求车辆坐舒适性求越越高车噪声仅降低坐舒适性增加驾驶员疲劳感容易烦躁甚危行车安外影响汽车质量评价进步影响汽车销售控制改善车噪声显尤重
传统噪声控制强调噪声量级认噪声级越低越舒适车环境前采取降低车噪声声压级方法着研究断深入发现传统声压级缺乏描述汽车噪声全部特征单纯降低声压级改善汽车坐舒适性年提出声品质(Sound Quality)：声品质特定技术目标务涵中声音适宜性汽车声品质满足环境求寻求符合汽车特性产品声音声品质研究实际提出现代噪声控制理念噪声控制仅仅消极动降低噪声声压级够根顾客观评价通合理效措施特定产品噪声听仅仅安静悦耳甚调节噪声理想状态产品独特声音特性频率强度两素外声品质研究更强调心理声学非声学素等直接影响
汽车NVH
研究汽车噪声谈NVH技术汽车NVH指汽车Noise(噪声)Vibration(振动)Harshness(舒适性)研究汽车噪声振动整车性舒适性影响
Noise(噪声)指引起烦躁危害体健康声音汽车噪声增加驾驶员员疲劳影响汽车行驶安环境造成噪声污染噪声常声压级评价频率范围20Hz20kHz汽车噪声包括结构噪声(车身壁板振动产生噪声)辐射噪声(发动机排气系统制动器等辐射噪声)空气动力噪声(风噪空气摩擦车身形成噪声)等
Vibration(振动)描述系统状态参量(位移)基准值交变化程汽车低频振动危害驾驶员员身体健康时良振动会汽车零部件带损坏影响零部件寿命振动噪声产生原振动噪声研究密分
Harshness(舒适性)指振动噪声品质振动噪声相列物理概念描述体振动噪声观感觉客观测量方法直接度量声振粗糙度描述振动噪声舒服感觉称Harshness性声粗糙度常描述击鼓励产生极舒服瞬态响应称Harshness击特性总说舒适性描述振动噪声作感疲劳程度研究汽车噪声振动时通常采 NVH 指标
文容结构
声品质研究应成噪声控制研究热点开展方试图消费者观感受客观评价产品质量参数间建立联系便通观感受客观评价指标设计出声学特性满意甚令愉悦产品现噪声控制研究状况言许产品设计较成熟噪声影响感受单声级关注转听觉舒适度关注产品辐射噪声降低定程度进行降噪技术实现拟困难开展新研究新世纪追求高质量生活需基前迅速开展汽车工业确立汽车声品质目标选取适宜汽车声品质评价参数结合生理特征观感觉建立系统声品质评价方法必须系统评价方法建立进行汽车声品质改良设计根底实现汽车声品质工程根底进行汽车NVH改善设计重环文容讨汽车噪声声品质评价方法
文结构：
第章介绍声品质概念提出然简单介绍声品质汽车实验技术应技术汽车NVH实验技术
第二章介绍汽车噪声产生传播控制根底知识进步讨汽车噪声观评价奠基
第三章总体介绍声音感知模型噪声观评价研究容
第四章详细介绍噪声评价实验步骤评价方法常参量计算
第五章观评价试验总结
第二章 噪声产生传播机理控制技术
21 汽车车噪声形成
汽车车噪声指行驶汽车车厢存种噪声车噪声极易车员感疲劳汽车舒适性着重影响声源车噪声车外噪声源根相发动机噪声进排气噪声底盘噪声等噪声声源噪声空气固体两途径传进车图21示
进排气系统统
发动机
传动系
空气波动
车噪声
车身振动
风扇
气流流动
轮胎路面
固体
空气
前研究结果说明车厢外噪声车厢传播空气传播规律进行具体途径两第途径—通车厢壁板(包括板顶板四周壁板)门窗孔缝直接传入车厢称空气声第二途径—车厢外声源振动(源)动作车身壁板激发壁板振车厢辐射噪声称固体声传播程列图示
声源
孔缝传声
振动源
机体振动
壁板振动
室混响
室噪声
振源产生振动通汽车机体传递车厢机体联结处激发车厢产生强烈振动车厢辐射强烈噪声机体传车厢壁振动车厢外声波激发起车厢壁振动迭加起难区分传播途径频率特性相采取降噪措施车厢噪声实际直达声屡次反射声迭加结果未加降噪措施情况车厢噪声卸车厢相位置噪声(指未采吸声材料空车厢)
22 汽车车噪声声源机理分析
发动机噪声产生机理
发动机噪声发生机理图10kHz时激振发动机构造复杂数零件螺栓机械联接起分具数固频率独立复合起固振型相互影响引起复杂振动途径传递发动机外表辐射出噪声发动机外表声辐射结构外表振动产生发动机外表辐射声功率发动机外表振动功率成正机体缸盖直接联结油底壳齿轮室盖气门罩盖等般薄壳零件机体缸盖相刚度振动噪声辐射源
燃烧噪声源
机械噪声源
力产生
放热气缸压力
压力脉
惯性力
扭矩变动
活塞撞击
正时齿轮撞击
气门机构撞击
振动传播
汽缸盖
活塞
正时齿轮箱
连杆曲轴
轴承
缸套
噪声辐射
气门罩盖
进排气歧
曲轴皮带轮
机体
油底壳
齿轮箱盖
图发动机噪声产生程
发动机激力压力(惯性力扭振激力)基频谐波
(21)
中n—发动机转速(rmin)
τ—程数四程 τ2二程：τ1
m整数m123……
发动机运行时假设压力惯性激力谐波 直接间接受鼓励零件固频率吻合时会产生振辐射出噪声
进排气噪声
汽车发动机进排气噪声汽车空气动力性噪声源
1进气噪声
进气噪声进气门周期性开闭产生压力起伏变化形成频率范围50~5OOHz进气噪声成分
Hz (22)
式中：n—发动机转速(rmin)
i—气缸数
τ—程数四程 τ2
般讲进气噪声中f2f3f谐波成分较明显更高次谐波量逐渐减弱进气脉动外涡流成分高速气流进气门时产生量涡流形成宽带连续高频噪声涡流噪声峰值频率
Hz 〔23〕
式中：S 1 —
V—进气门处进气截面气流流速(ms)
d—进气门杆直径〔m〕
周期性进气噪声频率进气空气柱固频率致时空气柱鸣声突出中气柱振频率式计算：
〔24〕
式中c—声速(ms)
l—总长〔m〕
n123……
2 排气噪声
排气噪声汽车噪声源频率范围505000Hz排气脉动噪声道气柱振噪声废气喷注噪声等组成排气脉动计算式式(23)道气柱振噪声频率式(25)排气噪声中某频率成分恰等气柱振频率时会激发道气柱振噪声外发动机排气系统中排气系统薄壁道壳体外表振动辐
射出噪声排气系统产生振动原两
a 发动机排气歧传振动
b 排气压力波排气消声器部激发振动
排气系统振动噪声时会成汽车噪声源
风扇噪声
风扇噪声空气动力性噪声旋转噪声(叶片噪声)涡流噪声组成频率范围2002000Hz
旋转噪声风扇旋转叶片周期性拍击空气引起空气压力脉动激发出噪声基频计算式
〔25〕
式中n1—风扇转速(rmin)
z—风扇叶片数
i1—曲轴传动
n—发动机转速(rmin)
基频外高频成分2f3f……时重涡流噪声风扇旋转时叶片周围产生空气涡流形成涡流噪声频率式计算
〔26〕
式中St—斯脱罗哈数St
V—气体叶片相速度
D—叶片正面宽度垂速度面投影
K—谐波次数K123……
涡流噪声频率取决叶片气体相速度叶片圆周速度着圆心距离线性变化噪声频率连续
传动系振动噪声
汽车传动系包括发动机汽车驱动轮间系列旋转部件传动系质量弹性系统传动系固频率干扰力矩频率吻合时便会发生扭振产生强烈噪声传动系弯曲振动通支承传车身引起车身部件振动噪声
传动系(尤变速器)齿轮系噪声较明显齿轮噪声轮齿啮合强制振动造成齿轮啮合噪声齿轮固振动噪声组成
1 齿轮啮合噪声
种噪声指齿轮传动时齿齿间撞击产生噪声频率计算式
Hz (27)
式中 n—齿轮转速(rmin)
z—齿数
K—谐波次数K123……
2 齿轮固振动噪声
齿轮啮合时外激力作齿轮身会产生固振动负荷较者低速运转时噪声般较突出果齿轮啮合频率固振动频率接时会发生振产生噪声
外齿轮箱壁振动噪声般尤应防止齿轮啮合频率箱壁固振频率相吻合应足够壁厚提高箱壁固振频率适加筋
轮胎噪声
轮胎噪声包括轮胎花纹噪声弹性振动噪声
1 轮胎花纹噪声
轮胎面滚动时轮胎胎面花纹凹部包含气体离开接触面时受挤压作空气前方排出引起周围空气压力变化产生等距花纹噪声频率
Hz (28)
式中Va—车速(Kmh)
S—轮胎花纹节距数
R—轮胎滚动半径(m)
谐频2ff……
2 弹性振动噪声
车轮行驶程中轮胎弹性变化路面凸凹等原激发轮胎身
振动产生噪声频率般200Hz
23 噪声控制求评价指标
2 噪声控制求
年世界国普遍提高汽车噪声控制标准尤兴旺国家汽车噪声非常重视欧体日美国等七十年代起六年左右修订次相关法规标准汽车噪声限值幅度降低然国汽车噪声控制工作1979年开始时发布两项国家标准GB149579机动车辆允许噪声GB149679机动车辆噪声测量方法兴旺国家相存较差距直2002年国公布新汽车发动机噪声法规
GBl4952002汽车加速行驶车外噪声眼值测量方法作强制标准加实施
表11国外车辆行驶噪声限值标准拟(单位：dBA)
汽车分类
国79年标准
国02年标准
欧盟标准
85年前产
85年产
05年前产
05年产
90年R5101
96年R5102
轿车
84
82
77
74
77
74
载重汽车
8t≤载重量
≤15t
92
89
85
83
83
78
≤载重量＜8t
90
86
82
80
80
80
载重量≤
89
84
79
77
79
77
公
汽车
4t≤
载重量＜11t
89
86
85
83
83
80
载重量＜4t
88
83
78
76
78
76
轻型越野车
89
84
79
77
2 噪声评价
噪声评价指标指车外噪声值振动适应性评价方法分观评价客观评价观评价顾客车外噪声振动直观感觉声品质真实反映通常根条件采简单排序法等级评分法成拟法语义区分法进行观评价客观评价通分析测量方法噪声振动参数评价坏第四章会详细介绍
汽车噪声控制方法
国外科研员已方面进行研究目前止关车噪声控制研究综合起致分动控制动控制NVH性试验
传统噪声控制方法
早期车噪声控制途径减弱声源强度隔绝传播途径吸声处理三方面
1 声源降噪
识降低声源噪声噪声控制中根效直接途径降低汽车声源噪声量利控制车外噪声尤降低汽车发动机传动系等噪声源噪声更具重意义降低声源噪声首先必须识出噪声源弄清声源产生噪声机理规律然改良设计降低产生噪声激振力降低发声部件激振力响应达根治噪声目
隔断传播途径降噪
噪声源难进行控制时需噪声传播途径中采取措施例吸声隔声消声减振隔振等措施称源噪声控制
2 吸声降噪
噪声源周围限空间布置具吸声作材料会减少噪声量反射混响声局部降低达降噪目种方法做吸声法
工程具吸声作工程应价值材料孔性吸声材料穿孔板等具吸声作材料通常吸声结构孔吸声材料种类成型形状分制品类砂浆类材料分玻璃棉岩棉矿棉等：孔性形成机理结构状况分三种：纤维状颗粒状泡沫塑料等吸声材料部量微连通孔隙声波着材料孔隙深入材料部材料发生摩擦作声转化成热吸声结构作原理利赫姆霍兹振原理类吸声类似暖水瓶声振：声波射入赫姆霍兹振吸声器时容器口空气受鼓励产生振动容器介质产生压缩膨胀变形消耗声赫姆霍兹振吸声器达振时振动速度达噪声吸收达工程中常吸声结构空气层吸声结构薄膜振吸声结构薄板振吸声结构穿孔板吸声结构微穿孔吸声结构吸声尖劈等中简单吸声结构吸声材料留空气层吸声结构吸声材料吸声结构汽车应发动机车降噪发动机壳体通常吸声材料吸收降低声辐射般玻璃纤维泡沫毛毡类基体材料非织物进行外表处理背设计成空气层结构汽车室全部饰装吸声材料样设计效降低车噪声例汽车顶棚采吸声处理员耳朵位置处降低2 dB噪声
3 隔声降噪
隔声降噪原理：声波传播途径中遇匀质屏障物(木版金属板墙体等)时局部声屏障物反射回局部屏障物吸收局部声透屏障物辐射空间透射声仅入射声局部反射吸收降低噪声传播隔声构件隔声量材料结构声波频率关常见隔声结构单层壁双层壁两种简单隔声结构单层均匀密实壁钢板铅板砖墙钢筋混凝土墙等试验发现单层壁隔声量壁单位面积质量密切关系单位面积质量越隔声量越高样厚度钢板铝板隔声效果样材料厚度隔声效果规律称隔声质量定律双层壁双列行单层壁间留定尺寸空气层般情况空气层存提高隔声效果双层壁单层匀质壁隔声量510dBA果隔声量相双层壁总重单层壁减少213左右汽车隔声降噪应发动机发动机罩种典型隔声罩噪声辐射强烈发动机遮蔽起减少噪声透射汽车驾驶室客车车厢属隔声室类隔声装置：高速公路两旁采声屏障抑制交通噪声两旁居民干扰采种原理
阻尼降噪
汽车壳体机器护壁外罩通风道等金属薄板制成汽车行驶机器运转时金属薄板受鼓励振动时辐射噪声严重噪声源类金属薄板振动辐射噪声常采阻尼降噪技术机械物理学中阻尼指系统耗散量力减振角度机械振动量转变成热消耗量达减振目阻尼降噪技术充分运阻尼耗般规律材料工艺设计等项技术发挥阻尼减振方面潜力提高机械结构抗振性降低机械产品振动减少机械振动产生声辐射降低机械噪声噪声控制中采阻尼材料泡沫孔材料减振降噪复合型材料
2 噪声动控制
噪声动控制20年开展起种全新噪声控制方法传统降噪措施相突出优势低频噪声控制效果外具原系统附加质量占空间等特点动噪声控制通常利声波干预原理进行声消声控制两声波叠加点处振动方致频率相相位差恒定时会发生干预现象引起声波量空间重新分配时利声源(次级声源)产生声场原噪声源(初级声源)产生声场发生相干性叠加产生静区〞达降低噪声目学者尝试采动减振降低板件声辐射达消声目提出采激振器发动机支承处振动进行动控制降低车噪声种方法需消耗较量作动器布置困难没足够重视
汽车NVH试验技术
汽车NVH(NoiseVibrationHarshness)指噪声振动舒适性观点汽车鼓励源(发动机变速器等)振动传递器(悬挂系统边接件组成)噪声发射器(车身)组成系统NVH试验技术整车作研究象噪声振动舒适性角度分析车外噪声产生机理通驾驶员成员感受寻找噪声振动鼓励源鼓励源产生噪声振动机理传播途径进行分析研究找降噪减振方法达降低车外噪声提高汽车坐舒适性目NVH试验技术新车型开发现车型性改善起着重作研究方法根设定汽车NVH目标值建立数学模型进行整车仿真分析汽车系统极复杂常整车分解成子系统进行研究底盘子系统车身子系统等研究某鼓励源产生某种工况NVH特性通曲线图表形式者助虚拟现实环境关技术员专家终户提供身境般听觉触觉视觉感受提供分析结果针某种车型进行观客观评价改良设计方案
汽车NVH试验研究新车型开发现车型性改善起着重作汽车NVH特性研究贯穿新车型研发程表达现车型改良设计中
1新车型开发程中应
新车型研发中汽车NVH特性研究作建立计算机仿真分析根底汽车NVH特性设计目标种设计方法整车研发程中NVH性研究分4阶段
(1)调研确定整车目标
通政府法规求消费者求竞争车型NVH性水调研制定新开发车型NVH标准阶段般通政府法规求查阅新型消费者市场问卷调研时竞争车型进行NVH性目标值测试等手段获设计新车型NVH性目标数根数制定新型NVH目标值
(2)整车仿真分析匹配子系统目标
根整车NVH性目标值确定子系统性目标值子系统般括发动机悬架系统动力总成悬置系统车身座椅转系统等例车辆路面间产生振动通悬架系统传递车身壁板壁板产生振动形成车部噪声程中车身结构车室空腔通数学模描述通建立整车CAE模型进行仿真研究通CAE仿真结构实际道路特性子系统参数(悬架刚度等)联系起样根整车NVH性目标值确定子系统NVH目标值注意子系统目标值确实定符合试验设计性设计求
(3)通元件结构设计实现子系统整车性目标
须完成工作第确定元件详细特征特征前建模分析中没表现出连接孔工艺焊点位置等第二进子系统元件性设计目标优化设计改善汽车NVH特性保结构元件设计方案正确第三必须满足设计模型条件(极限尺寸等进行极限工况校核(悬架撞击)
(4)样车试验调整
生产出样车进行实车试验试验般试验室中者道路行通加速度传感器传声器等整车NVH目标值进行检验根试产品性设计目标间差异进行必调整修改
2现车型NVH性改善程中应
(1)户提出车辆存明异常噪声振动进行测试定客观评价结果工作求测量方法测量仪器掌握正确运
(2)根步骤(1)测试结果存噪声振动问题初步解进行噪声振动源识噪声振动源传递路径分析等试验方案制定进行试验分析分析试验结果CAE仿真计算结果进行障诊断噪声振动源识更加准确
(3)根测试分析结果进行效工程治理实施降噪减振达客户求实现降噪减振根方法
A消振动噪声产生根源涉修改产生振动噪声零部件结构例改善振动特性防止振
B切断振动噪声传递路径涉结构振动传递特性分析改良振动噪声具明显衰减作放
第三章 汽车声品质心理声学
着汽车行业快速开展生活水断提高越越参加车族汽车已单纯种交通工具追求高质量生活象征仅求汽车安静〞关心频率组成成分发动机转速关系等素考虑声音质量传统汽车噪声控制中强调噪声量级认噪声级越低越样产品已法满足消费求汽车开发程中声品质越越重甚影响汽车品牌
31 声品质概念提出
国际声品质认识首先开始20世纪80年代中期欧美汽车工业初想搞清楚什车A计权声级拟高听起舒服续研究更考虑声音信号时间历程频谱构成等时候创造声品质〞概念认识声音维性声音接收器耳听觉系统具变化性时心理声学方面研究成果引入响度锋利度粗糙度音色等概念
着研究开展研究者发现声品质研究包含许感官观素传统心理声学成果解决原：①心理声学参数数学描述目前仅建立理想声学环境中测试信号研究根底复杂声学环境包括空间分布声源应定局限性②没考虑耳声音应性功双耳听闻特性等③没统标准测量结果没性20世纪90年代中期逐步建立声品质确定含义adequacy ofthe sound of a product〞产品声学特性满意程度声品质源产品声音特性观判断说声品质仅产品声音特性客观物理量关产品认知度身生理心理状态关时听觉喜会断发生变化声品质断开展完善概念
32 声品质心理声学特征
心理学角度说声品质具三特征：
心理学中通常关适宜性问题鼓励响应相适性说明信息反响应致性视觉听觉信息鼓励响应相适性程度作出反响决定时间判
Metzger调查研究日常生活中舒适概念住处工作场表达含义研究发现舒适特定物体环境质量描述舒适环境交互作评价关试员全部表现出舒适敏感程度数显示舒适安逸放松方便安宁关外舒适关协助支持形容关时功生活质量间密切关系方面安亲密安心奢侈高雅风格等概念牵连较少Metzger出结舒适含义物质资源决定更观需利益决定假设心理声学寻求听觉感知引起种感知物理特性间关系代心理学方法尝试听觉感知作鼓励接受动搜寻诠释关动程Genuit认观(心理学)客观(声学心理声学)素决定声音事件感知Blauert&Jekosch等提出听觉鼓励感知诠释评价反响中应考虑声学心理声学参量外应考虑认知情感程影响
听声事件时明显行辨识声源倾识〞声源(指确定发声物体位置声源特征等)时会变产品开发阶段请听众辨识声音方面答复开发者解声音中否利语义涵方面声音否某厂家产品符合产品声文化〞
声品质心理声学根底
类根听觉系统
声品质研究集声品质感知评价设计体综合研究领域中声品质感知声品质评价设计根底声品质感知纯粹生理心理程类听觉系统机类听觉系统听觉器官级听觉中枢联结网络组成听觉器官通称耳结构中特殊分化细胞感受声波机械振动声转换神动准确效开展声品质评价必须类听觉系统充分认识开展生理声学心理声学神生物学等方面研究试图揭示类听觉规律取初步进展
类根听觉系统耳级听觉中枢联结网络组成耳分外耳中耳耳解剖简图见图31外耳包括耳廓耳道耳廓耳唯暴露体外局部耳廓仅具聚集声音进入外耳道功声源定位方面起着重作耳道作位外耳中耳间谐振腔振频率约35KHz间决定耳中等频率声音拟敏感
图31耳解剖简图
中耳耳膜三块中耳骨锤骨砧骨镫骨组成解剖简图见图32中耳起着阻抗匹配保护耳作声音耳膜中耳骨阻抗匹配充满空气耳道传输充满液体耳(耳蜗)液体声阻抗远空气没中耳机械阻抗匹配局部声功率原路返回传递耳低频高强度声音易耳蜗造成损害中耳通镫骨反射定程度削减低频声音耳传输中耳种反射机制低频高强度声音触发方面起着保护耳作方面降低高强度低频声音掩蔽扩展〞程度中耳传输特性常中耳传递函数(镫骨附液体声压耳膜处空气声压)描述中耳传递函数相高通滤波器程度决定耳
低频听闭
1锤骨
图32中耳剖面简图
耳埋骨中半规前庭耳蜗组成中半规前庭听觉衡器官半规三呈相互垂直关系半规前庭相连处形成
膨壶腹前庭位中部膨腔连接半规前庭阶耳蜗听觉
感受器外形蜗牛壳约呈275转(见图33)耳蜗前庭膜基膜分前庭阶鼓阶隔开形成三腔道耳蜗部充满淋巴液前庭阶
鼓阶腔部充满外淋巴液外淋巴液互相通外淋巴液营养
耳传递声波作前庭阶鼓阶蜗顶处蜗孔连通鼓阶底部中耳间
圆窗薄膜封闭前庭阶中耳间椭圆窗镫骨面板封闭
图33耳蜗剖面图
耳蜗功实现机械振动生物电鼓励转换进行听觉编码具体基膜基膜柯蒂氏器官实现耳蜗展开示意图图34示类耳蜗基膜展开长约35nnIl基膜刚度均匀越椭圆窗刚度越基膜入射声波振动基膜运动行波形式出现频率声音够激起基膜部位振动基膜椭圆窗位置感应高频敏锐愈耳蜗顶端低频愈敏感)声音强度越够激起振动幅度越基膜功相频谱分析仪够传入耳声信号频域频带进行分解
图34耳蜗展开示意图
耳蜗基膜柯蒂氏器官分布毛细细胞外毛细细胞听觉神等听觉感受细胞中毛细胞声刺激底膜引起行波机械转换神换器耳毛细胞约3500基膜排列成单列毛细细胞相连约10听觉神纤维神纤维闽值基膜运动时毛细胞触发相连神元声信号转换成神元脉信号毛细胞触发受基膜运动调制伪机信号传入声波低频时毛细胞触发锁定声信号相位声信号相位信息听觉神记录传送传入声波频率约3kHz时毛细胞锁定声信号相位声信号幅度包络信息听觉神记录传送听觉神元均触发率两神脉间相触发定时描述毛细胞听觉神间信息转化情况均触发率反映声信号强度两神脉间相触发定时携带着声信号更精细信息音节信息等毛细胞34外毛细胞相应示耳约12000基膜长度方分布外毛细胞外毛细胞起动态范围控制器作声信号声压级65分贝时压缩声鼓励信号毛细胞动态范围(约65分贝)相匹配达进行强度动态范围控制目耳接受宽达约120分贝动态范围声音毛细胞鼓励传入神传出神支配外毛细胞听觉传出神活动通外毛细胞影响基膜机械响应特性外毛细胞种动反响耳蜗敏感性频率选择特性基膜振动响应非线性耳声发射等起着关键性作耳声音信号处理程致历样程声音信号外耳耳道传达引起耳膜振动该振动连结中耳听骨传导耳蜗镫骨椭圆窗连结处扰动耳蜗中淋巴液扰动促基膜产生振荡激发毛细细胞相连神末梢产生脉透听觉神传达脑产生听觉
听觉认知根特性
声品质研究建立听觉认知根底研究听觉系统处理声音信号程特征做出定量描述心理声学研究容心理声学探讨耳听觉特征掩蔽效应特征频带双耳效应非线性等特点
图35柯蒂氏器示意图
提出响度锋利度粗糙度等客观评价量描述听觉特性
1听阈痛阈
耳听觉极灵敏频率声音信号反响差异耳通常听频率范围20Hz2OkHz范围外声鼓励强度法分辨特定频率纯音信号强度零渐次增直听者刚刚听然渐次降低直刚刚听样反复屡次取刚刚听刚刚听两声强均值作该频率纯音听阂1O00Hz纯音听闭声强声强级0分贝值作国际标准闭强度〞频率纯音作样实验图36示绝听闭曲线条
听闭曲线
8OOHz150OHz频率范围听闭没显著变化
8OOHz听觉灵敏度频率降低降低
4000Hz
4频率6000Hz灵敏度降
特定频率纯音信号强度零渐次增直刚开始感觉疼痛时声强值称痛阈图36痛阈曲线知痛阈频率变化听阈痛阈间范围称听觉区域图中标出语言音乐声强频率范围
图36耳听觉范围
耳听觉特性耳蜗声音吸收特点声音信号耳中会进行非线性加工果两种声音时存会互相干扰分辨清声音听阈受声音影响提高现象称掩蔽现象〞例吵闹工厂中彼听见方谈话语言声噪声掩蔽缘该声音听阈提高分贝数称掩蔽量定量研究掩蔽效应需测定掩蔽阈掩蔽阈指掩蔽声环境掩蔽声测试音(通常正弦纯音)听闭极情况外掩蔽阈总绝听闽果掩蔽声掩蔽声频率分开话掩蔽阈等绝听闭
掩蔽分频域掩蔽时域掩蔽谓频域掩蔽指强信号附频率弱信号(噪声)强信号掩蔽听现象频率掩蔽称时掩蔽中强音称掩蔽音掩蔽听声音信号噪声称掩蔽音根掩蔽声掩蔽声掩蔽效应致分宽带噪声纯音掩蔽窄带噪声纯音掩蔽
白噪声定义频谱连续均匀噪声典型宽带噪声白噪声纯音掩蔽图37示图中面曲线代表绝听闭曲线表示白噪声谱密度级时掩蔽阈测试音2kHz时果声压级等60dB会谱密度级等4OdB白噪声掩蔽图中出着白噪声谱级
LWN掩蔽级增白噪声掩蔽阈线性测试音高声压级方移频
5OOHZ范围掩蔽阈水高5OOHz掩蔽阈线10dB1O倍程斜率增听频率域两端掩蔽闭等绝听闭图知白噪声谱密度级LWN负值时听觉域外噪声产生掩蔽效应白噪声谱密度级频率关白噪声掩蔽阈频率相关
图37谱密度级时白噪声掩蔽阈
图38示带宽160Hz中心频率1Hkz窄带噪声声压级LCB时掩蔽阈图37样图中方曲线代表绝听阈绝听阈掩蔽阈线面分成三区域绝听闭曲线听域绝听闭掩蔽阈线间
区域掩蔽域(局部听域)掩蔽阈线局部完全听域测试音(掩蔽声)频率2kHz声压级等40dB时噪声级LCB≥8OdB掩蔽声掩蔽掉图中出低噪声级LCB≤40dB时窄带掩蔽阈关中心频称噪声级增LCB高40dB时着噪声级LCB增窄带声中心频率左侧掩蔽阈移窄带噪声中心频率右侧掩蔽阈斜率越越坦
图38 窄带噪声掩蔽阈
图37图38出频域掩蔽规律
1掩蔽声频率越接掩蔽声掩蔽量越频率相纯音掩蔽效果显著掩蔽出现掩蔽频率附
2掩蔽声声压级越高掩蔽量越掩蔽频率范围越宽
3低频声容易掩蔽高频声高频声较难掩蔽低频声
谓时域掩蔽指掩蔽效应发生掩蔽声掩蔽声时出现时候称异时掩蔽异时掩蔽分导前掩蔽滞掩蔽时域掩蔽测试声(掩蔽声)必须短时声脉假设掩蔽声音出现前段时间发生掩蔽效应称导前掩蔽假设掩蔽声音出现段时间发生掩蔽效应称滞掩蔽产生时域掩蔽原耳接收声音信息脑处理信息需花费定时间异时掩蔽着时间推移快会衰减种较弱掩蔽效应声音时域掩蔽列图39示图中出般情况导前掩蔽
3ms2Oms时间滞掩蔽持续10Oms导前掩蔽常忽略计
图39声音导前掩蔽时掩蔽滞掩蔽
掩蔽效应时域特性图310图311示反映耳延迟效应图310中虚线表示时间常数1m0s指数衰减实线掩蔽曲线图
知类听觉系统延迟效应非线性指数程初始声级2OOms掩蔽效应消失图311说明掩蔽声持续时间较长(200ms实线)持续时间较短(5ms虚线)掩蔽阈延迟时间降缓慢现象次说明类听觉系统延迟效应非线性者两图中明显出掩蔽声时间越接掩蔽声掩蔽量越掩蔽效应越强
图310 声级掩蔽声掩蔽效应
图311 掩蔽声持续时间掩蔽效应
3 界带宽中心频率
纯音频率中心频率具定带宽连续噪声掩蔽果频带噪声功率等该纯音功率该纯音处刚刚听界状态称带宽界带宽单位Bkar界带宽中心频率关系图312示掩蔽声频率低500Hz时候掩蔽曲线水直线频段界带宽均100Hz掩蔽声频率高500Hz时候界带宽约中心频率20声音分24界频带见表31中z界频带尺度f1fu分该频段限限 fc中心频率
ΔfGfc中心频率界频带带宽引入界带宽处中心频率Bkar带宽声音研究听觉系统掩蔽模式掩蔽模式频率变化变化界带宽范围掩蔽模式均似称模式频率掩蔽噪声界带宽根频率越高界带宽越听域范围界带宽频率存关系
〔31〕
图312 特征频带中心频率关系
4 双耳效应
耳听觉系统声音方位感特殊区分力耳声音定位决
三素声音达两耳时间差双耳定位高频时头部产生声影作引起双耳声强差双耳定位耳廓复杂螺旋形状造成声音耳廓耳道频率响应仰角变化类耳廓复杂形状引起频率响应变化双耳定位第三耳左右称分布声音
水方分辨率较高声音偏离正前方3°左右区分垂直方位
区分率较低10°15°区分右耳方声音敏感度图313示20OHz时敏感度入射声方关频率越高方性越明显约70°附敏感方图314入射角分30°60°90°时右耳左耳频率时声压级差低300Hz时声压级差入射角时声压级差频率
图313右耳方声音敏感度
图314右耳左耳声压级差
声波入射方计算达两耳时间差左估计相位差
图315出声波θ角入射时达两耳声程差约dsinθ时间差：
〔32〕
式中d两耳间距离c0声速中高频段头耳廓作式(32)时间差估计相位差复杂
总说频率范围相位差时间差强度差方位感起着作包含丰富频率成分声音纯音方位感强分辨率高
耳廓前方背声音尤高频声明显遮蔽作方感弱
图315达两耳声程差
达两耳声信号物理差异外类听觉系统左右耳接收信号作复杂处理确定声音方位
34声音认知程听觉感知评价模型
341声音认知程
声音认知处理包括三阶段容：知觉认知声音进行理性处理声音情感表现声音评价伴着声音认知全部程知觉认识阶段须声音做出描述建立声品质观评价指标做出声音喜价值情感判断等声品质做出观评价理性处理阶段须建立客观评价量声音特性做出评价声品质做出客观评价情感表现阶段根前面知觉阶段理性处理阶段评价结果建立处理声音流程观评价客观评价相结合进行声音处理满足声音需求
然声音认识时候非完全三阶段序进行三者间时存着相互交叉跳跃例音乐先直接跳跃情感表现阶段少先理性分析渡情感表现阶段
342听觉感知评价模型
Head Acoustics公司创始Klaus Genuit认：根听觉事件方面需求满足程度影响声品质三类变量分物理(声场)心理声学(听觉感知)心理(听觉评价)
环境
听者
听觉感知
认知程
情感程
反响
评价
汽车
汽车声音
声品质
图316汽车声音听觉感知模型
仅仅助物理心理声学测量声品质完整确切定义听者根验期观声音做出评价根底综合考虑非听觉感觉输入环境素影响建立图31示汽车声音听觉感知评价模型
35汽车声品质研究容
观国际汽车声品质研究开展历程国外学者进行研究工作汽车声品质研究工程应程度汽车声品质研究容致分三类根底性研究改良性研究设计性研究见图32早期汽车声品质研究集中根底性研究改良性研究
汽车声品质研究
根底性研究
改良型研究根底性研究
设计性研究改良型研究根底性研究
汽车声学特性
汽车结构特性
听者听觉特性汽车声学特征
声音评价方法汽车声学特征
声源诊断技术
声特性识技术技术车声学特征
声品质改良技术汽车声学特征
汽车模型声学特征
汽车声学模型
虚拟驾驶技术
汽车声音样品库
声音分解合成
图317汽车声品质研究容
①汽车声品质根底性研究包括汽车结构声音特性听者听觉特性声音评价方法等方面研究声品质评价方法研究汽车声品质工程工具声品质研究体客体联系起听者声音感知程情感反响进行量化描述建立正确声品质评价方法汽车声品质研究根底难点
②汽车声品质改良性研究包括声源诊断技术声特性识技术声品质改良技术等研究声品质改良技术声源诊断声特性识根底症药采取合理工程手段改变汽车零部件结构甚工作机理源头传递路径改变声音特性终改善汽车外声音品质
③汽车声品质设计性研究根底性研究改良性研究根底综合运现代计算机技术信号处理技术测试技术声学技术等设计出符合户声品质求汽车汽车声品质设计性研究包括汽车模型建立方法汽车声学模型建立方法虚拟驾驶技术汽车声音样库建立声音合成分解技术等研究汽车模型声学模型建立进行声品质设计根底模型建立正确否直接影响汽车声品质预测汽车生产虚拟驾驶技术计算机帮助模拟车辆种驾驶工况汽车模型施加相应鼓励边界条件预测汽车实际行驶中响应预测汽车声场声品质做准备建立汽车声音样库助建立汽车声品质目标新型汽车开发提供参考实现汽车声音合成分解提供研究资源声音合成分解技术分解汽车局部发声特性根底诊断影响汽车声品质噪声源结合汽车模型合成汽车整体零部件产生噪声汽车虚拟原型阶段实现声品质评价关键难点
第四章 汽车声品质评价方法
41心理声学评价量数学模型
作心理声学研究十年成果已根特性认适合描述听觉事件量：响度锋利度粗糙度抖晃度音调度等中响度锋利度粗糙度抖晃度拟常4心理声学评价量
响度响度级
响度(Loudness)定量反映耳声音强弱观感受程度介观客观间种评价量声品质评价中具决定性特征量般言响度值越造成烦恼程度越严重声品质越差响度噪声品质决定标准耳振动系统传递系统换系统等频率关观强弱客观强度关受频率影响反映频率声音强弱关系引出响度级概念响度级单位方(phon)数值等标准音(1kHz纯音)样响时应标准音声压级等响实验方法簇频率声压级等响曲线图41国际标准化组织(ISOR226)推荐声场测听等响曲线图中方曲线绝听阈图中出耳2kHz～5kHz声音拟敏感低频低声压级声音敏感耳中低声压级声音频率敏感高声压级声音频率敏感
图41声场测听等响曲线
响度级然定量确定响度感觉频率声压级关系声音强弱感觉成线性关系1947年国际标准化组织采观感觉轻响程度成正参量——响度(Loudness)单位宋(sone)符号N规定响度级40方1宋实验出响度响度级关系：
N 〔41〕
式中：N—响度
L—响度级
考虑时域特性响度计算目前没统国际标准稳态噪声响度计算国际标准ISO532规定AB两种计算方法A方法采斯蒂文斯(Stevens)提出计算模型倍频带13倍频带谱适坦频谱扩散声场响度计算详细容参见标准ISO532A1975ANSIS341980B方法采茨维克(Zwicker)计算模型13倍频带作根底数引入界频带概念耳掩蔽效应作相应修正适声场者扩散声场计算详细容参见标准ISO532B
4锋利度
锋利度(Sharpness)描述高频段声音成分总体声音中占例物理量声音舒适度影响反映噪声信号刺耳程度锋利度值越高感觉越刺耳锋利度单位acum符号S表示规定中心频率1kHz带宽160Hz60分贝窄带噪声锋利度1acum目前锋利度计算没统国际标准般界频带特征响度计权阶矩计算常锋利度计算模型：
1)Zwicker提出锋利度模型：
acum 〔42〕
式中S锋利度N总响度N＇(z)界频带特征响度g(z)Zwicker
界频带加权函数值：
z<16时g(z)1
z≥16时g(z)0066exp(0171z)
2)Aures提出锋利度模型：
acum (43)
式中g＇(z)Aures界频带加权函数余符号含义Zwicker
模型相
3)Bismarck提出锋利度模型：
acum (44)
式中g(z)Bismarck界频带加权函数值：
z<14时g(z)1z≥14时 g(z)
余符号含义Zwicker模型相
Head Acoustics公司ArtemiS软件中锋利度计算模型：
acum (45)
中采响度加权函数关系式未外公布
影响锋利度素窄带噪声中心频率带宽声级频谱包络研究说明具相响度计算锋利度两噪声信号噪声带宽越窄实际锋利程度越听起越刺耳
4粗糙度抖晃度(起伏度)
听觉系统调制声音感知两种描述：调制频率20Hz时感知抖晃度(Fluctuation)调制频率20~200Hz间感知粗糙度粗糙度符号R表示单位asper规定调制1声压级60dB1kHz幅值调制纯音调制频率70Hz时粗糙度1asper声音信号时域结构调制子声压级决定粗糙度反映调制幅度调制频率分布情况调制频率70Hz调制率12时粗糙度值粗糙度计算目前没统国际标准Fast1利噪声调
制频率mod级差ΔE计算粗糙度R表示：
asper 〔46〕
该方法幅值调制单频音幅值调制宽带噪声观粗糙度数相符较缺点特征频带ΔLE易精确求实验中粗糙度计算采式46数学模型抖晃度符号F表示单位vacil规定声压级60dB调制11kHz幅值调制纯音调制频率4Hz时起伏度1vacil抖晃度耳观感受声音信号响亮起伏程度描述称起伏度影响抖晃度素：信号时域结构带宽调制频率调制程度声压级等mod 特征频带包络声级差ΔL计算起伏度F表示：
vacil 〔47〕
Head Acoustics公司ArtemiS软件中采Fastl方法中抖晃度计算模型改：
vacil 〔48〕
式中分响度计通道特征响度T表示两相连
续响度短时差异
4音调度
音调度(Tonality)描述噪声中含明显单频成分现象通常称种噪声具音调特征相音调度界频带率分布带宽关着界频带率分布带宽增降低音调度出现700Hz音调度单位国际通常采tu表示符号T规定1000Hz纯音响度N4sone声压级L60dB时音调度1tu1985年Aures提出音调度计算模型式表示：
tu 〔49〕
式中W1(Δzi〕表示第i单频成分界频带差异关系W2(fi)表示第i单频成分频率关系W3〔ΔLi〕表示第i单频成分声级盈余效应
Head Acoustics公司ArtemiS软件中音调度计算模型：
tu (410)
式中C根1000Hz纯音响度N4sone声压级L60dB时音调度1tu
确定化常数指数029根验确定优化值表示音调度带宽
频率赖关系WN示单频成分响度NN单频成分响度N关系
定义：
(411)
4语言清晰度指数语言干扰级
语言清晰度指数正常语言信号听者听懂百分数语言清晰度评价常常采特定实验进行选择具正常听力男女组成特定试听队仔细选择包括意义连贯音节(汉语方块字)单句组成试听材料进行测试实验测听者音节做出正确响应发送音节总数晰度指数AI(the Articulation Index)
语言清晰度指数声音频率f关高频声低频声语言清晰度指数高次背景噪声话者间距离关般95清晰度语言通话允许交谈中距离通常背景噪声A计权声级60dB保证正常语言话背景噪声完全盖说话声音时说话声音听见时背景噪声定义限噪声符号UL (f)表示样背景噪声低定时候说15话声音完全听清楚背景噪声做限噪声LL (f)表示定义语言清晰度AI化：
AI ∑W (f )D (f)30 (412)
式中D (f)定义：
①噪声超限噪声时N (f )>UL (f)语言清晰度零时D (f)0
②噪声限噪声限噪声间LL (f )③噪声限噪声时N (f )
表41频率(13倍频程中心频率)限噪声值计权系数
频率Hz
限噪声dB
计权系数
频率Hz
限噪声dB
计权系数
200
64
1
1250
72
250
69
2
1600
70
315
71
2000
67
11
400
73
2500
65
500
75
3150
63
9
630
75
4000
60
800
75
5000
56
1000
74
6300
51
表41中列出频率限噪声值计权系数W(f)中200Hz6300Hz说话频带考虑表31中极易计算频段语言清晰度然加起总语言清晰度语言干扰级SIL(the Speech Interference Level)Beranek提出作语言清晰度指数AI简化代量中心频率600~4800Hz6倍频带声压级算术均值研究发现低600Hz低频噪声影响忽略原语言干扰级SIL作修改提出50010002000Hz中心频率三倍频带均声压级表示称更佳语言干扰级PSIL更佳语言干扰级PSIL语言干扰级SIL间关系：
PSILSIL+3 (dB) (413)
4感觉舒适度偏烦恼度
进行声品质评价时关注声音总体感觉需常评价参量进行综合考虑1984年Aures提出感觉舒适度相值计算公式似作粗糙度R锋利度S音调度T响度N四者相参考值相值：
〔414〕
响度参考值
N01sone粗糙度参考值R0 13asper锋利度参考值S0acum音调度参考值
T01tu感觉舒适度参考值P0500Hz纯音感觉舒适度频率1kHz声压级60dB纯音感觉舒适度P作1时计算感觉舒适度绝值公式：
〔415〕
1992年ZwickerWidmann提出套步骤评估心理声学烦恼度做偏烦恼度UBA单位au(annoyance unit缩写)偏烦恼度定义：排声源影响实验室条件具描述声学环境评价体令烦恼声音做出反映偏烦恼度计算模型(UBA)表示
UBA (416)
式中N10时间段超10响度值d天时间影响子(d≈l5dB2sone)考虑夜间影响时似表示SF分表示锋利度起伏度
42汽车声品质客观评价
汽车声品质评价包括客观评价观评价两方面容客观评价方法客观参量作评价终实现仪器进行动评价研究声音信号客观评价称寻求声音心理学参数物理学参数间关系〞声品质客观评价方面容十分广泛涉方面领域容目前声品质客观评价方法时频分析技术客观参数回分析技术神网络技术结合物元分析理模糊数学理等进行评价方法声品质客观评价参量数量直增加参量具般性基特定噪声问题速度阶次特定频段声级关局部学者致力提出新声品质客观量基现声品质参数提出客观综合评价参数汽车某方面声品质出评价客观值鉴文着重研究汽车声品质观评价方法客观评价做深入探讨
43汽车声品质观评价
声品质观评价质运实验心理学方法研究声音品质问题噪声变化特性差异噪声观反响复杂性噪声品质评价较复杂声品质观评价涉众领域容方实验前准备工作(包括评价员选取培训声音样预处理等)实验方法选择实验数检验处理分析等
4观评价实验前期准备
假设普通房间消声室扬声器进行听音实验房间声学特性扬声器摆放位置评价体处位置周围噪声(通风采暖设备运转声)等评价体听声音真实声音观评价实验满意结果数情况评价员通耳机监听回放评价结果受房间声学特性者评价者位置影响求背景噪声拟低防听音时受环境噪声影响评价记录背景噪声掩蔽外评价员集中注意力进行听音实验评价声音真实心理感受听音室装饰舒服然室灯光柔装饰材料特殊气味舒适座椅耳机等
声品质评价结果优劣评价体(评价员)评价容评价方法理解程度体综合表现稳定性密切相关体选择培训观评价实验结果性效性保证
1)评价体选择
首先评价体验水适应前评价务代表目标客户群验评价者评价某声音属性时会没验评价者表现更事实验评价者够专家通常会注意普通消费者说重素次评价体熟悉评价声音特性评价务应选择类型评价体完成通常公司员工作评价体局部需评价某特殊属性时应真正消费者进行听音测试方评价音响音色时选音乐爱者拟理想评价体年龄性职业文化背景济状况等素考虑老年车噪声心理需求年轻会明显差异
2)评价体数量
评价体数量取决否进行广泛体培训评价务难易程度简单评价务需体进行培训短时间量体参评价实验般说评价体数量越越消耗量时间通常公司员工作评价体时体数量25~50间拟适宜表现佳评价体评价数剔剔数占参评价数10假设消费者作评价体需选择75~100名员参评价实验消费者评价结果员工评价结果变性更表现佳员占例更高复杂评价实验实验前评价员进行适培训评价员熟悉声音样评价务通常参评价数限制10名甚少5名理体数测试结果分布状况测量需精度确定实际体测试结果分布难确定受测量时间评价方法声特性体情绪等素影响Kuwano1993年评价体构成观评价结果影响进行研究1999年HempelChouard进行类似研究选取54名体评价结果选取20名体评价结果进行分析两者均值标准偏差致认数心理声学评价测试20名体已足够
3)评价体培训
简单评价务通常求评价体针听声音做出选择数拟熟悉惯种方式根需培训果评价声音现实生活中常听声音需体进行声音辨识培训评价开始阶段通练评价体熟悉声音特性评价程声音播放连续性尤重方定例范围声音进行等级分评价者听听声音时果知道接会出现更听声音会高等级评判刚刚声音复杂评价务评价体熟悉务需通培训评价体表现达求水根务难度确定培训时间通常求周天3时者更培训结束时评价体水根提高
首先保证声音样中没额外噪声通Cool Edit等软件声音进行编辑外部噪声干扰局部声音次进行等响处理许研究说明响度差异评价结果影响相关性达90左右声音样进行响度均等抛开声音量评价者影响声品质参量正确评价结果成拟法中声音样进行等响处理十分必样长度截取般稳态声信号声音长度应该3~5s瞬态声信号方汽车关门声应该记录完整单事件通
重复播放研究声信号间细微差异
国外学者声品质评价参量做量细致研究工作初步建立系统噪声评价词汇体系国声品质研究起步较晚根参国外研究成果开展相应声品质评价工作断实验研究发现果直接国外研究中声品质参量原英文翻译成汉语会出现表达含义原文存较差异情况文化背景相接德国法国意利存细微差异进行声品质评价时建立汉语语言环境噪声声品质评价词汇体系十分必十分迫切国济学毛东兴等车噪声声品质研究中针建立某参量评价词汇体系进行具体研究鉴国外方面研究成果根底根评价实验噪声样声品质特征评价务特殊性采种方法确定终评价词汇
1)问卷调查法
声品质评价术语调查方面意义：方面声事件某观特性初步选取较描述声音该类型特性形容词方面针汽车噪声寻找适合描述车噪声评价参量问卷调查中通常采形象喻法调查中首先出事先根方面研究汉语语义搜集起引导性形容词时求调查者提供认适宜词汇
2)参量听音法
国群国外采声品质参量概念感知存较差异单纯采形象喻法词汇调查获词表预设声品质特征产生偏离词汇调查中通参加参量听音法调查参量听音法采模拟声品质某特征明显变化调查者根变化决定汉语中反映变化形容词
3)综合听音感知法
配合全面描述词问卷调查调查者做出形容词选择该方法中采声样实际运行条件采集噪声信号样噪声源运行条件样长度相保证样中包含车噪声声品质特征进行词汇体系统计分析形容词选择次数作统计分析选择次数较少形容词加剔研究说明声品质参量没必声品质参量进行样词汇调查减少工作量时针某车型采集声样定涉声品质
特征常汽车声品质属性评价参量：愉悦度活泼度明亮度力度响度粗糙度音调度烦恼度锋利度轰隆声敲击声嗡鸣声脉度稳度声源方位感等研究重点选择评价参量群分类评价参量理解
4观评价实验方法
声品质观评价言重评价结果否够代表户观点数消费者声品质专家音响爱者选择评价方法适合没声学验者说没方面培训观评价方法排序法等级分法成拟法语义细分法等优缺点没种方法适合评价根评价务选择相适应评价方法更准确评价结果
排序法(Rank order)简单观评价方法实验求评价体针某者评价指标(偏性烦恼度等)听声音样进行排序声音样连续播放评价程中评价者根身需某声音样进行屡次重放然排序工作复杂性着评价样数量增加增加样数量通常拟少(6者更少)该方法缺点法出具体例尺度信息出声音A声音B更具体少知想快速某声音简单拟结果时
排序法例种方法判断声音终结果坏
等级分法(Rating scales)评价者规定评分范围听声音进行分常110级分评价中声音样序播放重放该方法简便快捷直接评分结果没声学验评价者操作起拟困难原：①听声音评价者知道该选3〞5〞②评价者侧重分范围③两极(1〞10〞)少时应注意奥利AVL LIST公司工程师应等级分法进行观评价时国际常10级分等刻度中510级局部加细化形成新20级烦躁度刻度
成拟法(Paired comparison methods)称AB拟法声音样成播放评价者做出相关评判评判相绝评价者顾忌做出评价成拟法适合验者该法缺点拟数量相样数量方增长更确切说完整全矩阵成拟法中拟数量t2中t表示样数量意味着假设量样评价势必会相冗长容易引起评价者疲劳成拟法常见声品质观评价方面外常声信号检测拟中选出包含规定信号成分声音两种方法称作强
迫选择成拟法种相似性成拟法声信号相似性评判
语义细分法(Semantic differential)评价者运意义相反形容词听声音进行等级描述属性方面形容词(安静响滑粗糙)观印象方面形容词(廉价昂贵力弱)形容词安置等级两端中间量度性副词评价者根声音观感受做出评判评价等级分5级7级者9级典型7级评价：
极度 非常 非常 极度
安静 喧闹
成拟法关注声音属性(偏性烦恼度相似性等)语义细分法进行种属性评价成拟法样语义细分法适合没验评价员
般说形容词选择定符合研究目防止普通太熟悉工程技术语意义相形容词例(安静响)(吵闹)外实际操作中形容词限制812
方法外改良性实验方法国济学毛东兴等进行参考鼓励信号语义细分法观评价实验文中鉴该实验方法日阪学提出选择描述法声品质评价中应Bodden等针齿轮箱Rattle噪声评价时提出种区分细微差异高效评价方法性化评价法
4观评价实验数分析方法
等级分法语义细分法评价者评价结果遵循例尺度进行统计分析前评价结果进行标准化处理常标准化方法百分制法规定评价者做出评分值100值0中间分值例进行转换种方法先算出评价者某样百分制评分然求出评价者该样百分制评分算术均数该样终分强迫选择成拟法首先进行数效性检验评价体重复性致性进行检验检验判计权致性系数数剔般遵循根原：①计权致性系数07保证结果较高性②约10％～20％员评价结果应予剔然分析数转化排序数简单行方法成拟法结果赋值样分该样次实验中选中次数
确定观评价获数合理性实验结果进行解释需获数进行系列统计分析常统计分析方法：
l 分布特征分析：集中趋势差异性描述分布形状分析等
l 显著性检验：F检验χ2检验t检验贝叶斯推断等
l 方差分析(ANOVA)：方差分析分析效应显著性方差齐次性
l 相关分析偏相关分析
l 回分析：根变量数目分元线性回元线性回
l 子分析：子分析实测变量转换少数相关综合指标元统计分析方法声品质评价中通子分析较少综合指标表示相应客观量观量间关系
l 相似性成拟法通常采非度量维尺度分析方法
常统计分析方法种样重够根实验务求选择适数处理分析方法合理解释实验结果统计分析方法均助统计学分析软件SPSS实现
44客观评价方法结合
声品质观评价实验实施包含方面工作参评价体导致观评价具致性重复性较差钱时间代价较实验结果观评价数直接说明问题必须通复杂续处理分析程指导声品质改善工作等系列缺点克服缺乏仪器进行动评价声品质客观评价方法应运生年长足开展显著提高评价效率降低评价钱然代观评价方面原：
l 观评价加深声信号理解获声信号较全面评价通收集现潜客户观评价结果效促进产品声品质改善提高产品市场竞争力
l 声品质客观评价技术赖观评价技术现声品质客观量噪声声品质特征完备描述新声品质客观量提出必须基量观评价实验
l 声品质客观评价结果准确性行性需通观评价实验验证
实际工作中观评价客观评价结合起寻求种综合评价方法指导声品质评价工作十分必
第五章 观评价试验总结
观评价试验
样采集选取
测量车噪声时通常驾驶员者客窗户耳朵旁边放传声器测量耳朵响应专门仪器测量模拟工头声学测量系统种专门设备分辨率非常高记录声音实验室非常逼真回放
解工况车辆车噪声规律性分选取车速(40kmh50kmh60 kmh80 kmh100kmh110 kmh)驾驶员左耳(Driver_L)处声音样次编号16选取车速(40kmh50kmh60 kmh80 kmh100 kmh110 kmh)右客右耳(R_Rear_R)处声音样次编号712选取车速(60kmh)前排客右耳(FR)左客左耳(L_Rear_L)处声音样编号1314声音回放监听截取等响处理14长度均5秒效声音样作次评价声音样实验工况样编号见表51
表51实验工况样编号
评价体选择
声品质观评价说重评价结果否够代表声音直接感受者(车辆驾驶员坐员)观点评价员选取会直接影响评价结果效性目前汽车噪声观评价评价员数目评价验等没统求选取标准样数目等样体验求样结合国外验国现状次实验选取20名校学生作评价体年龄2228岁间述均听力障碍身体状况良分评价员分成两组：验组普通组10验组员汽车专业常接触车声音参观评价实验员组成普通组员声学验员组成
评价词汇确实定
观评价实验早期工作中发现国外研究中声品质参量果直接原意翻译成汉语会出现明显评价结果表达含义原文存较差异情况种结果说明文化差异声品质词汇影响文化背景针样评价词汇理解够声品质改善工作提供指导观评价结果必须建立汉语语言体系完善声品质描述词汇根国外研究结果针车噪声声品质问题声品质参量受工作量验限制实验声品质观评价实验分析方法初步研究采集车声音样涉声品质特征结合评价声音样特点着重考察响度(Loudness)锋利度(Sharpness)粗糙度(Roughness)力度(Powerfulness)抖晃度(Fluctuation)五方面声品质特征采问卷调查形式20名评价员5类25形容词中选出代表14声音样观感受形容词描述声品质特征汉语词汇见表52
表52声品质特征描述词汇
评价词汇结果统计
评价声音样评价员观感受样评价员提供形容词词义理解程度相导致形容词选中次数样形容词数选中形容词选中词汇选中概率作统计20名评价员问卷调查结果图51图55分出响度锋利度粗糙度力度抖晃度五声品质特征参量词汇调查结果图51中直观出响度特征描述调查者中数采轰隆〞喧闹〞震耳〞定例数选择吵闹〞响亮〞说明调查者响度特征参量握较准确说明该车车噪声响度拟高十分强烈轰隆感觉锋利度特征描述图52示集中锋利〞刺耳〞锐利〞词汇选择概率拟低说明采集声音样锋利度特征明显
图51响度描述词汇统计结果 图52锋利度描述词汇统计结果
图53粗糙度描述词汇统计结果 图54力度描述词汇统计结果
图55抖晃度描述词汇统计结果 图56词汇调查统计结果排序
图53出粗糙度词汇调查结果中出调查者较致认粗糙〞描述粗糙度声品质特征说明调查者粗糙度感知相致结果调查者粗糙度概念理解模糊难找适宜形容词
图54显示数调查者力〞强劲〞描述力度特征参量劲〞击〞震撼〞选中概率根相高汉语语义力〞强劲〞含义拟接两词汇选择概率拟接时说明评价样调查者观感受表现力强劲抖晃度词汇统计结果表示图55中调查者较选择抖晃〞次选择起伏〞波动〞震颤〞脉〞选择概率相较说明调查者抖晃度含义理解较准确词汇调查结果进行排序结果图56示里列出选择概率50形容词中90认评价声音样轰隆特征显著80认粗糙特征拟明显70选择抖晃余词汇选择概率70调查者反映评价声音样沉闷感觉选择描述响度特征参量轰隆〞描述粗糙度特征参量粗糙〞描述抖晃度特征参量抖晃〞附加形容词沉闷〞作声品质观评价词汇
考虑进行声品质评价找出令舒服〞烦恼〞声音掉素改善声品质达令舒适满意效果增加综合性评价参量烦恼〞
观评价实验设计
观评价实验中成拟法语义细分法普遍采证明种拟准确简单易行评价方法均适验评价员根采集车声音样声品质特征次观评价终确定成拟法中评价烦恼度〞语义细分法中评价烦恼〞外进行轰隆〞粗糙〞抖晃〞沉闷〞四方面评价
1成拟法实验设计
实验评价声音样1414声音样排列组合两两拟1414评价矩阵影响评价实验效性根底减工作量采半矩阵评价设ij分两声样验证评价结果效性辅助设计10ii拟(声样拟)15ijji拟(回放序拟)116评价声音样时长5秒样中前两声音样播放时间间隔约2秒评价时间约12秒完成组评价约需23分钟符合国外声品质评价时长普遍验(根国外声品质评价中试验设计普遍验方法评价者次评价时间2030分钟宜长应超45分钟)样设计见表53
表53成拟法样设计
2语义细分法实验设计
语义细分法中采7级分法评价程度描述采异常〞〞拟〞样〞拟〞〞毫〞7等级等级分赋予71
间整数数值具体见表44
表54语义细分法评价程度赋值
根拟语义细分法针评价参量14声音样中选取相适中样作参考样赋值420评价员评价结果进行赋值评价词汇14声音样评价矩阵(14×20矩阵)作参考语义细分法观评价原始数局部实验通研究学编写网络版汽车声品质观评价软件实现位评价者电脑进行听音测试评价结果动传理员缩短评价时间工作量效果
52 数处理统计分析
成拟法评价数结果分析
成拟法评价参量烦恼度评价程中评价员假设认声样ij更令烦恼拟结果1假设感觉ij没差异结果0假设认ji令烦恼结果1位评价员评价结果1414矩阵终20样矩阵
根实验设计评价员两局部组成验组普通组面分析针两组员分进行误差分析数检验剔误判率高两名评价员两组剩余9名评价员组效评价员声音样选择次数进行均该组评价者评价声音样终烦恼度分值表55示
表55验组普通组烦恼度分值
图57验组烦恼度分值排序 图58普通组烦恼度分值排序
更直观展现组烦恼度分情况图52图53分出两组烦恼度分值排序图中烦恼度分值越高声音样听起越觉烦恼烦恼度分值排序出两组分值分布范围均位513间134381071112号声音样两组烦恼度分值排序完全样说明两组评价者间评判具致性声音样两组中彼间序整体样中处位置拟相例1号声音样验组排序中烦恼度分值低普通组排序中认5号声音样低1号次14声音样整体两组出1号声音样烦恼度分值低结
分考察车速(60kmh)位置位置(驾驶员左耳Driver_L)车速车速位置两组烦恼度分值关系图54图57示
图59车速60kmh时位置烦恼度分值 510车速司机左耳处烦恼度分值
图59图510分出车速(60kmh)位置处位置(Driver_L)车速两组烦恼度分值拟分析结：1)车速验组普通组车四位置处声音烦恼度评分相差认前排客(FR)处烦恼程度相位置处低验组没表现出明显优势
2)着车速增加两组评价员驾驶员左耳处声音烦恼度评分根相(50kmh)烦恼度分值均着车速增加增加
语义细分法评价结果分析
根语义细分法实验设计评价者评价结果进行1评价词汇评价结果14×20矩阵然7级分评价者间采例尺度完全表烦恼〞轰隆〞粗糙〞抖晃〞沉闷〞评价中评价者刻度统计结果
表56评价者刻度情况统计
限数例统计结果出评价词汇间存着定差异方烦恼〞评价中限限率拟高说明相次实验中词汇评价者烦恼〞理解拟清楚明确评价程中较容易做出判断整评价评价者存着轻易极限值心理倾限率55限率仅32外刻度范围差异明显整评价中满刻度评价数占总数20刻度范围≥5数例85说明数评价者较充分刻度范围进行评价评价者刻度范围差异必须评价结果做相应处理进行统计分析通常采处理方法包括：均法百分刻度变换法均法顾名思义评价者某声音样评价结果均数作该声音样终评分百分刻度变换法先评价者评价结果转化百分制令某评价者声音样评分值100值0中间值例分布0100间
目前关声质量研究噪声控制领域正开展火荼尤汽车噪声控制方面着 NVH实验技术开展噪声评价显更重相关研究国刚刚起步声质量研究具重理意义高实价值文研究汽车噪声产生控制耳听觉系统生理心理学特性根底汉语背景群评价体噪声特征提取声品质认知感知方面进行深入噪声声品质观评价方法研究面全文研究工作加总结文完成方面工作
1文研究目出发结合实际情况进行量资料搜集整理
2介绍车噪声源传播途径详细介绍种噪声产生机理噪声控制技术针噪声传播途径介绍方法：声源降噪吸声降噪隔声降噪阻尼降噪介绍动控制技术NVH实验技术
3较详细总结汽车声品质研究进展国外汽车声品质客观评价方面研究成果
4声音认知程声品质心理声学特征方面理解声品质涵引出汽车声音听觉感知评价模型阐述汽车声品质研究容新进展
5介绍响度锋利度粗糙度等心理声学评价参量定义数学模型常汽车声品质客观评价方法通阅读量国外相关文献资料系统总结声品质观评价程中具体工作考前须知包括：观评价实验前准备观评价实验方法选择观评价实验数数值化处理实验结果处理分析方法等合理效实施观评价实验正确指导声品质改善工作提供参考
6针采集车噪声样开展校学生体车声品质观评价评价词汇选择方面采问卷调查形式五类描述声品质特征词汇统计结果出评价员粗糙度概念理解十分清楚评价中较难做出准确判断终统计结果显示研究五类词汇中评价员较选轰隆〞粗糙〞抖晃〞力〞描述锋利特征词汇选择概率说明选择车噪声样锋利特征明显调查分析助选出代表声音样声品质特征评价词汇防止必评价声品质评价实验设计指明方
7评价员分成验组普通组分分析两组评价员两种评价实验中评价结果通分析发现验组成员存绝优势普通接触较少较难识声音信号验组成员便听出细微差异
8两组成员语义细分法实验中粗糙抖晃评价结果粗糙度抖晃度进行相关分析进步证明词汇问卷调查时结两组成员粗糙抖晃含义握准会影响评判结果必建立汉语语言环境声品质评价词汇体系验组粗糙理解普通组抖晃理解普通组样说明验组评价程中定总存优势
文缺乏展
声品质评价工作涉众领域容需长时间断研究量验积累国方面根底相薄弱求事方面声学工作者掌握相关知识前提进行系列细致深入研究工作实际条件学识限加时间钱限制文研究成果成熟离工程实际应距离
1)文车声品质观评价实验实施评价结果处理分析方法做初步探讨涵盖方法十分全面着研究深入相信会更简便易行评价方法提出直声品质观评价工作重点
2)观评价象匀速工况车噪声针辆车进行该实验结果否适车型工况研究应项选择择款车型进行工况车型分析款车型工况分析样声品质评价更实际意义
3)针响度锋利度粗糙度抖晃度力度五方面声品质特征开展评价词汇问卷调查没包括车声品质全部特征针方面做研究助建立汉语语言环境评价词汇体系
4)验组普通组相言谓验组真正意义声学专家群分类简单研究声品质评价中群分类种包括年龄性职业文化背景济状况等
5)文针特定群特定噪声进行车声品质观评价建立数学模型适样特定条件普遍适作该车声品质改善车声品质评价参考
综述声品质评价包含方方面面工作环节容视作独立学科研究声音采集评价体确实定评价词汇选取观评价实验设计评价实验实施续数处理分析等等项工作终评价结果密切相关选择适宜观评价实验方法正确实施观评价实验效评价结果合理解释观评价指导声品质改善
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第章 绪
文研究背景
着现代社会开展高质量生活断追求车辆坐舒适性求越越高车噪声仅降低坐舒适性增加驾驶员疲劳感容易烦躁甚危行车安外影响汽车质量评价进步影响汽车销售控制改善车噪声显尤重
传统噪声控制强调噪声量级认噪声级越低越舒适车环境前采取降低车噪声声压级方法着研究断深入发现传统声压级缺乏描述汽车噪声全部特征单纯降低声压级改善汽车坐舒适性年提出声品质(Sound Quality)：声品质特定技术目标务涵中声音适宜性汽车声品质满足环境求寻求符合汽车特性产品声音声品质研究实际提出现代噪声控制理念噪声控制仅仅消极动降低噪声声压级够根顾客观评价通合理效措施特定产品噪声听仅仅安静悦耳甚调节噪声理想状态产品独特声音特性频率强度两素外声品质研究更强调心理声学非声学素等直接影响
汽车NVH
研究汽车噪声谈NVH技术汽车NVH指汽车Noise(噪声)Vibration(振动)Harshness(舒适性)研究汽车噪声振动整车性舒适性影响
Noise(噪声)指引起烦躁危害体健康声音汽车噪声增加驾驶员员疲劳影响汽车行驶安环境造成噪声污染噪声常声压级评价频率范围20Hz20kHz汽车噪声包括结构噪声(车身壁板振动产生噪声)辐射噪声(发动机排气系统制动器等辐射噪声)空气动力噪声(风噪空气摩擦车身形成噪声)等
Vibration(振动)描述系统状态参量(位移)基准值交变化程汽车低频振动危害驾驶员员身体健康时良振动会汽车零部件带损坏影响零部件寿命振动噪声产生原振动噪声研究密分
Harshness(舒适性)指振动噪声品质振动噪声相列物理概念描述体振动噪声观感觉客观测量方法直接度量声振粗糙度描述振动噪声舒服感觉称Harshness性声粗糙度常描述击鼓励产生极舒服瞬态响应称Harshness击特性总说舒适性描述振动噪声作感疲劳程度研究汽车噪声振动时通常采 NVH 指标
文容结构
声品质研究应成噪声控制研究热点开展方试图消费者观感受客观评价产品质量参数间建立联系便通观感受客观评价指标设计出声学特性满意甚令愉悦产品现噪声控制研究状况言许产品设计较成熟噪声影响感受单声级关注转听觉舒适度关注产品辐射噪声降低定程度进行降噪技术实现拟困难开展新研究新世纪追求高质量生活需基前迅速开展汽车工业确立汽车声品质目标选取适宜汽车声品质评价参数结合生理特征观感觉建立系统声品质评价方法必须系统评价方法建立进行汽车声品质改良设计根底实现汽车声品质工程根底进行汽车NVH改善设计重环文容讨汽车噪声声品质评价方法
文结构：
第章介绍声品质概念提出然简单介绍声品质汽车实验技术应技术汽车NVH实验技术
第二章介绍汽车噪声产生传播控制根底知识进步讨汽车噪声观评价奠基
第三章总体介绍声音感知模型噪声观评价研究容
第四章详细介绍噪声评价实验步骤评价方法常参量计算
第五章观评价试验总结
第二章 噪声产生传播机理控制技术
21 汽车车噪声形成
汽车车噪声指行驶汽车车厢存种噪声车噪声极易车员感疲劳汽车舒适性着重影响声源车噪声车外噪声源根相发动机噪声进排气噪声底盘噪声等噪声声源噪声空气固体两途径传进车图21示
进排气系统统
发动机
传动系
空气波动
车噪声
车身振动
风扇
气流流动
轮胎路面
固体
空气
前研究结果说明车厢外噪声车厢传播空气传播规律进行具体途径两第途径—通车厢壁板(包括板顶板四周壁板)门窗孔缝直接传入车厢称空气声第二途径—车厢外声源振动(源)动作车身壁板激发壁板振车厢辐射噪声称固体声传播程列图示
声源
孔缝传声
振动源
机体振动
壁板振动
室混响
室噪声
振源产生振动通汽车机体传递车厢机体联结处激发车厢产生强烈振动车厢辐射强烈噪声机体传车厢壁振动车厢外声波激发起车厢壁振动迭加起难区分传播途径频率特性相采取降噪措施车厢噪声实际直达声屡次反射声迭加结果未加降噪措施情况车厢噪声卸车厢相位置噪声(指未采吸声材料空车厢)
22 汽车车噪声声源机理分析
发动机噪声产生机理
发动机噪声发生机理图10kHz时激振发动机构造复杂数零件螺栓机械联接起分具数固频率独立复合起固振型相互影响引起复杂振动途径传递发动机外表辐射出噪声发动机外表声辐射结构外表振动产生发动机外表辐射声功率发动机外表振动功率成正机体缸盖直接联结油底壳齿轮室盖气门罩盖等般薄壳零件机体缸盖相刚度振动噪声辐射源
燃烧噪声源
机械噪声源
力产生
放热气缸压力
压力脉
惯性力
扭矩变动
活塞撞击
正时齿轮撞击
气门机构撞击
振动传播
汽缸盖
活塞
正时齿轮箱
连杆曲轴
轴承
缸套
噪声辐射
气门罩盖
进排气歧
曲轴皮带轮
机体
油底壳
齿轮箱盖
图发动机噪声产生程
发动机激力压力(惯性力扭振激力)基频谐波
(21)
中n—发动机转速(rmin)
τ—程数四程 τ2二程：τ1
m整数m123……
发动机运行时假设压力惯性激力谐波 直接间接受鼓励零件固频率吻合时会产生振辐射出噪声
进排气噪声
汽车发动机进排气噪声汽车空气动力性噪声源
1进气噪声
进气噪声进气门周期性开闭产生压力起伏变化形成频率范围50~5OOHz进气噪声成分
Hz (22)
式中：n—发动机转速(rmin)
i—气缸数
τ—程数四程 τ2
般讲进气噪声中f2f3f谐波成分较明显更高次谐波量逐渐减弱进气脉动外涡流成分高速气流进气门时产生量涡流形成宽带连续高频噪声涡流噪声峰值频率
Hz 〔23〕
式中：S 1 —
V—进气门处进气截面气流流速(ms)
d—进气门杆直径〔m〕
周期性进气噪声频率进气空气柱固频率致时空气柱鸣声突出中气柱振频率式计算：
〔24〕
式中c—声速(ms)
l—总长〔m〕
n123……
2 排气噪声
排气噪声汽车噪声源频率范围505000Hz排气脉动噪声道气柱振噪声废气喷注噪声等组成排气脉动计算式式(23)道气柱振噪声频率式(25)排气噪声中某频率成分恰等气柱振频率时会激发道气柱振噪声外发动机排气系统中排气系统薄壁道壳体外表振动辐
射出噪声排气系统产生振动原两
a 发动机排气歧传振动
b 排气压力波排气消声器部激发振动
排气系统振动噪声时会成汽车噪声源
风扇噪声
风扇噪声空气动力性噪声旋转噪声(叶片噪声)涡流噪声组成频率范围2002000Hz
旋转噪声风扇旋转叶片周期性拍击空气引起空气压力脉动激发出噪声基频计算式
〔25〕
式中n1—风扇转速(rmin)
z—风扇叶片数
i1—曲轴传动
n—发动机转速(rmin)
基频外高频成分2f3f……时重涡流噪声风扇旋转时叶片周围产生空气涡流形成涡流噪声频率式计算
〔26〕
式中St—斯脱罗哈数St
V—气体叶片相速度
D—叶片正面宽度垂速度面投影
K—谐波次数K123……
涡流噪声频率取决叶片气体相速度叶片圆周速度着圆心距离线性变化噪声频率连续
传动系振动噪声
汽车传动系包括发动机汽车驱动轮间系列旋转部件传动系质量弹性系统传动系固频率干扰力矩频率吻合时便会发生扭振产生强烈噪声传动系弯曲振动通支承传车身引起车身部件振动噪声
传动系(尤变速器)齿轮系噪声较明显齿轮噪声轮齿啮合强制振动造成齿轮啮合噪声齿轮固振动噪声组成
1 齿轮啮合噪声
种噪声指齿轮传动时齿齿间撞击产生噪声频率计算式
Hz (27)
式中 n—齿轮转速(rmin)
z—齿数
K—谐波次数K123……
2 齿轮固振动噪声
齿轮啮合时外激力作齿轮身会产生固振动负荷较者低速运转时噪声般较突出果齿轮啮合频率固振动频率接时会发生振产生噪声
外齿轮箱壁振动噪声般尤应防止齿轮啮合频率箱壁固振频率相吻合应足够壁厚提高箱壁固振频率适加筋
轮胎噪声
轮胎噪声包括轮胎花纹噪声弹性振动噪声
1 轮胎花纹噪声
轮胎面滚动时轮胎胎面花纹凹部包含气体离开接触面时受挤压作空气前方排出引起周围空气压力变化产生等距花纹噪声频率
Hz (28)
式中Va—车速(Kmh)
S—轮胎花纹节距数
R—轮胎滚动半径(m)
谐频2ff……
2 弹性振动噪声
车轮行驶程中轮胎弹性变化路面凸凹等原激发轮胎身
振动产生噪声频率般200Hz
23 噪声控制求评价指标
2 噪声控制求
年世界国普遍提高汽车噪声控制标准尤兴旺国家汽车噪声非常重视欧体日美国等七十年代起六年左右修订次相关法规标准汽车噪声限值幅度降低然国汽车噪声控制工作1979年开始时发布两项国家标准GB149579机动车辆允许噪声GB149679机动车辆噪声测量方法兴旺国家相存较差距直2002年国公布新汽车发动机噪声法规
GBl4952002汽车加速行驶车外噪声眼值测量方法作强制标准加实施
表11国外车辆行驶噪声限值标准拟(单位：dBA)
汽车分类
国79年标准
国02年标准
欧盟标准
85年前产
85年产
05年前产
05年产
90年R5101
96年R5102
轿车
84
82
77
74
77
74
载重汽车
8t≤载重量
≤15t
92
89
85
83
83
78
≤载重量＜8t
90
86
82
80
80
80
载重量≤
89
84
79
77
79
77
公
汽车
4t≤
载重量＜11t
89
86
85
83
83
80
载重量＜4t
88
83
78
76
78
76
轻型越野车
89
84
79
77
2 噪声评价
噪声评价指标指车外噪声值振动适应性评价方法分观评价客观评价观评价顾客车外噪声振动直观感觉声品质真实反映通常根条件采简单排序法等级评分法成拟法语义区分法进行观评价客观评价通分析测量方法噪声振动参数评价坏第四章会详细介绍
汽车噪声控制方法
国外科研员已方面进行研究目前止关车噪声控制研究综合起致分动控制动控制NVH性试验
传统噪声控制方法
早期车噪声控制途径减弱声源强度隔绝传播途径吸声处理三方面
1 声源降噪
识降低声源噪声噪声控制中根效直接途径降低汽车声源噪声量利控制车外噪声尤降低汽车发动机传动系等噪声源噪声更具重意义降低声源噪声首先必须识出噪声源弄清声源产生噪声机理规律然改良设计降低产生噪声激振力降低发声部件激振力响应达根治噪声目
隔断传播途径降噪
噪声源难进行控制时需噪声传播途径中采取措施例吸声隔声消声减振隔振等措施称源噪声控制
2 吸声降噪
噪声源周围限空间布置具吸声作材料会减少噪声量反射混响声局部降低达降噪目种方法做吸声法
工程具吸声作工程应价值材料孔性吸声材料穿孔板等具吸声作材料通常吸声结构孔吸声材料种类成型形状分制品类砂浆类材料分玻璃棉岩棉矿棉等：孔性形成机理结构状况分三种：纤维状颗粒状泡沫塑料等吸声材料部量微连通孔隙声波着材料孔隙深入材料部材料发生摩擦作声转化成热吸声结构作原理利赫姆霍兹振原理类吸声类似暖水瓶声振：声波射入赫姆霍兹振吸声器时容器口空气受鼓励产生振动容器介质产生压缩膨胀变形消耗声赫姆霍兹振吸声器达振时振动速度达噪声吸收达工程中常吸声结构空气层吸声结构薄膜振吸声结构薄板振吸声结构穿孔板吸声结构微穿孔吸声结构吸声尖劈等中简单吸声结构吸声材料留空气层吸声结构吸声材料吸声结构汽车应发动机车降噪发动机壳体通常吸声材料吸收降低声辐射般玻璃纤维泡沫毛毡类基体材料非织物进行外表处理背设计成空气层结构汽车室全部饰装吸声材料样设计效降低车噪声例汽车顶棚采吸声处理员耳朵位置处降低2 dB噪声
3 隔声降噪
隔声降噪原理：声波传播途径中遇匀质屏障物(木版金属板墙体等)时局部声屏障物反射回局部屏障物吸收局部声透屏障物辐射空间透射声仅入射声局部反射吸收降低噪声传播隔声构件隔声量材料结构声波频率关常见隔声结构单层壁双层壁两种简单隔声结构单层均匀密实壁钢板铅板砖墙钢筋混凝土墙等试验发现单层壁隔声量壁单位面积质量密切关系单位面积质量越隔声量越高样厚度钢板铝板隔声效果样材料厚度隔声效果规律称隔声质量定律双层壁双列行单层壁间留定尺寸空气层般情况空气层存提高隔声效果双层壁单层匀质壁隔声量510dBA果隔声量相双层壁总重单层壁减少213左右汽车隔声降噪应发动机发动机罩种典型隔声罩噪声辐射强烈发动机遮蔽起减少噪声透射汽车驾驶室客车车厢属隔声室类隔声装置：高速公路两旁采声屏障抑制交通噪声两旁居民干扰采种原理
阻尼降噪
汽车壳体机器护壁外罩通风道等金属薄板制成汽车行驶机器运转时金属薄板受鼓励振动时辐射噪声严重噪声源类金属薄板振动辐射噪声常采阻尼降噪技术机械物理学中阻尼指系统耗散量力减振角度机械振动量转变成热消耗量达减振目阻尼降噪技术充分运阻尼耗般规律材料工艺设计等项技术发挥阻尼减振方面潜力提高机械结构抗振性降低机械产品振动减少机械振动产生声辐射降低机械噪声噪声控制中采阻尼材料泡沫孔材料减振降噪复合型材料
2 噪声动控制
噪声动控制20年开展起种全新噪声控制方法传统降噪措施相突出优势低频噪声控制效果外具原系统附加质量占空间等特点动噪声控制通常利声波干预原理进行声消声控制两声波叠加点处振动方致频率相相位差恒定时会发生干预现象引起声波量空间重新分配时利声源(次级声源)产生声场原噪声源(初级声源)产生声场发生相干性叠加产生静区〞达降低噪声目学者尝试采动减振降低板件声辐射达消声目提出采激振器发动机支承处振动进行动控制降低车噪声种方法需消耗较量作动器布置困难没足够重视
汽车NVH试验技术
汽车NVH(NoiseVibrationHarshness)指噪声振动舒适性观点汽车鼓励源(发动机变速器等)振动传递器(悬挂系统边接件组成)噪声发射器(车身)组成系统NVH试验技术整车作研究象噪声振动舒适性角度分析车外噪声产生机理通驾驶员成员感受寻找噪声振动鼓励源鼓励源产生噪声振动机理传播途径进行分析研究找降噪减振方法达降低车外噪声提高汽车坐舒适性目NVH试验技术新车型开发现车型性改善起着重作研究方法根设定汽车NVH目标值建立数学模型进行整车仿真分析汽车系统极复杂常整车分解成子系统进行研究底盘子系统车身子系统等研究某鼓励源产生某种工况NVH特性通曲线图表形式者助虚拟现实环境关技术员专家终户提供身境般听觉触觉视觉感受提供分析结果针某种车型进行观客观评价改良设计方案
汽车NVH试验研究新车型开发现车型性改善起着重作汽车NVH特性研究贯穿新车型研发程表达现车型改良设计中
1新车型开发程中应
新车型研发中汽车NVH特性研究作建立计算机仿真分析根底汽车NVH特性设计目标种设计方法整车研发程中NVH性研究分4阶段
(1)调研确定整车目标
通政府法规求消费者求竞争车型NVH性水调研制定新开发车型NVH标准阶段般通政府法规求查阅新型消费者市场问卷调研时竞争车型进行NVH性目标值测试等手段获设计新车型NVH性目标数根数制定新型NVH目标值
(2)整车仿真分析匹配子系统目标
根整车NVH性目标值确定子系统性目标值子系统般括发动机悬架系统动力总成悬置系统车身座椅转系统等例车辆路面间产生振动通悬架系统传递车身壁板壁板产生振动形成车部噪声程中车身结构车室空腔通数学模描述通建立整车CAE模型进行仿真研究通CAE仿真结构实际道路特性子系统参数(悬架刚度等)联系起样根整车NVH性目标值确定子系统NVH目标值注意子系统目标值确实定符合试验设计性设计求
(3)通元件结构设计实现子系统整车性目标
须完成工作第确定元件详细特征特征前建模分析中没表现出连接孔工艺焊点位置等第二进子系统元件性设计目标优化设计改善汽车NVH特性保结构元件设计方案正确第三必须满足设计模型条件(极限尺寸等进行极限工况校核(悬架撞击)
(4)样车试验调整
生产出样车进行实车试验试验般试验室中者道路行通加速度传感器传声器等整车NVH目标值进行检验根试产品性设计目标间差异进行必调整修改
2现车型NVH性改善程中应
(1)户提出车辆存明异常噪声振动进行测试定客观评价结果工作求测量方法测量仪器掌握正确运
(2)根步骤(1)测试结果存噪声振动问题初步解进行噪声振动源识噪声振动源传递路径分析等试验方案制定进行试验分析分析试验结果CAE仿真计算结果进行障诊断噪声振动源识更加准确
(3)根测试分析结果进行效工程治理实施降噪减振达客户求实现降噪减振根方法
A消振动噪声产生根源涉修改产生振动噪声零部件结构例改善振动特性防止振
B切断振动噪声传递路径涉结构振动传递特性分析改良振动噪声具明显衰减作放
第三章 汽车声品质心理声学
着汽车行业快速开展生活水断提高越越参加车族汽车已单纯种交通工具追求高质量生活象征仅求汽车安静〞关心频率组成成分发动机转速关系等素考虑声音质量传统汽车噪声控制中强调噪声量级认噪声级越低越样产品已法满足消费求汽车开发程中声品质越越重甚影响汽车品牌
31 声品质概念提出
国际声品质认识首先开始20世纪80年代中期欧美汽车工业初想搞清楚什车A计权声级拟高听起舒服续研究更考虑声音信号时间历程频谱构成等时候创造声品质〞概念认识声音维性声音接收器耳听觉系统具变化性时心理声学方面研究成果引入响度锋利度粗糙度音色等概念
着研究开展研究者发现声品质研究包含许感官观素传统心理声学成果解决原：①心理声学参数数学描述目前仅建立理想声学环境中测试信号研究根底复杂声学环境包括空间分布声源应定局限性②没考虑耳声音应性功双耳听闻特性等③没统标准测量结果没性20世纪90年代中期逐步建立声品质确定含义adequacy ofthe sound of a product〞产品声学特性满意程度声品质源产品声音特性观判断说声品质仅产品声音特性客观物理量关产品认知度身生理心理状态关时听觉喜会断发生变化声品质断开展完善概念
32 声品质心理声学特征
心理学角度说声品质具三特征：
心理学中通常关适宜性问题鼓励响应相适性说明信息反响应致性视觉听觉信息鼓励响应相适性程度作出反响决定时间判
Metzger调查研究日常生活中舒适概念住处工作场表达含义研究发现舒适特定物体环境质量描述舒适环境交互作评价关试员全部表现出舒适敏感程度数显示舒适安逸放松方便安宁关外舒适关协助支持形容关时功生活质量间密切关系方面安亲密安心奢侈高雅风格等概念牵连较少Metzger出结舒适含义物质资源决定更观需利益决定假设心理声学寻求听觉感知引起种感知物理特性间关系代心理学方法尝试听觉感知作鼓励接受动搜寻诠释关动程Genuit认观(心理学)客观(声学心理声学)素决定声音事件感知Blauert&Jekosch等提出听觉鼓励感知诠释评价反响中应考虑声学心理声学参量外应考虑认知情感程影响
听声事件时明显行辨识声源倾识〞声源(指确定发声物体位置声源特征等)时会变产品开发阶段请听众辨识声音方面答复开发者解声音中否利语义涵方面声音否某厂家产品符合产品声文化〞
声品质心理声学根底
类根听觉系统
声品质研究集声品质感知评价设计体综合研究领域中声品质感知声品质评价设计根底声品质感知纯粹生理心理程类听觉系统机类听觉系统听觉器官级听觉中枢联结网络组成听觉器官通称耳结构中特殊分化细胞感受声波机械振动声转换神动准确效开展声品质评价必须类听觉系统充分认识开展生理声学心理声学神生物学等方面研究试图揭示类听觉规律取初步进展
类根听觉系统耳级听觉中枢联结网络组成耳分外耳中耳耳解剖简图见图31外耳包括耳廓耳道耳廓耳唯暴露体外局部耳廓仅具聚集声音进入外耳道功声源定位方面起着重作耳道作位外耳中耳间谐振腔振频率约35KHz间决定耳中等频率声音拟敏感
图31耳解剖简图
中耳耳膜三块中耳骨锤骨砧骨镫骨组成解剖简图见图32中耳起着阻抗匹配保护耳作声音耳膜中耳骨阻抗匹配充满空气耳道传输充满液体耳(耳蜗)液体声阻抗远空气没中耳机械阻抗匹配局部声功率原路返回传递耳低频高强度声音易耳蜗造成损害中耳通镫骨反射定程度削减低频声音耳传输中耳种反射机制低频高强度声音触发方面起着保护耳作方面降低高强度低频声音掩蔽扩展〞程度中耳传输特性常中耳传递函数(镫骨附液体声压耳膜处空气声压)描述中耳传递函数相高通滤波器程度决定耳
低频听闭
1锤骨
图32中耳剖面简图
耳埋骨中半规前庭耳蜗组成中半规前庭听觉衡器官半规三呈相互垂直关系半规前庭相连处形成
膨壶腹前庭位中部膨腔连接半规前庭阶耳蜗听觉
感受器外形蜗牛壳约呈275转(见图33)耳蜗前庭膜基膜分前庭阶鼓阶隔开形成三腔道耳蜗部充满淋巴液前庭阶
鼓阶腔部充满外淋巴液外淋巴液互相通外淋巴液营养
耳传递声波作前庭阶鼓阶蜗顶处蜗孔连通鼓阶底部中耳间
圆窗薄膜封闭前庭阶中耳间椭圆窗镫骨面板封闭
图33耳蜗剖面图
耳蜗功实现机械振动生物电鼓励转换进行听觉编码具体基膜基膜柯蒂氏器官实现耳蜗展开示意图图34示类耳蜗基膜展开长约35nnIl基膜刚度均匀越椭圆窗刚度越基膜入射声波振动基膜运动行波形式出现频率声音够激起基膜部位振动基膜椭圆窗位置感应高频敏锐愈耳蜗顶端低频愈敏感)声音强度越够激起振动幅度越基膜功相频谱分析仪够传入耳声信号频域频带进行分解
图34耳蜗展开示意图
耳蜗基膜柯蒂氏器官分布毛细细胞外毛细细胞听觉神等听觉感受细胞中毛细胞声刺激底膜引起行波机械转换神换器耳毛细胞约3500基膜排列成单列毛细细胞相连约10听觉神纤维神纤维闽值基膜运动时毛细胞触发相连神元声信号转换成神元脉信号毛细胞触发受基膜运动调制伪机信号传入声波低频时毛细胞触发锁定声信号相位声信号相位信息听觉神记录传送传入声波频率约3kHz时毛细胞锁定声信号相位声信号幅度包络信息听觉神记录传送听觉神元均触发率两神脉间相触发定时描述毛细胞听觉神间信息转化情况均触发率反映声信号强度两神脉间相触发定时携带着声信号更精细信息音节信息等毛细胞34外毛细胞相应示耳约12000基膜长度方分布外毛细胞外毛细胞起动态范围控制器作声信号声压级65分贝时压缩声鼓励信号毛细胞动态范围(约65分贝)相匹配达进行强度动态范围控制目耳接受宽达约120分贝动态范围声音毛细胞鼓励传入神传出神支配外毛细胞听觉传出神活动通外毛细胞影响基膜机械响应特性外毛细胞种动反响耳蜗敏感性频率选择特性基膜振动响应非线性耳声发射等起着关键性作耳声音信号处理程致历样程声音信号外耳耳道传达引起耳膜振动该振动连结中耳听骨传导耳蜗镫骨椭圆窗连结处扰动耳蜗中淋巴液扰动促基膜产生振荡激发毛细细胞相连神末梢产生脉透听觉神传达脑产生听觉
听觉认知根特性
声品质研究建立听觉认知根底研究听觉系统处理声音信号程特征做出定量描述心理声学研究容心理声学探讨耳听觉特征掩蔽效应特征频带双耳效应非线性等特点
图35柯蒂氏器示意图
提出响度锋利度粗糙度等客观评价量描述听觉特性
1听阈痛阈
耳听觉极灵敏频率声音信号反响差异耳通常听频率范围20Hz2OkHz范围外声鼓励强度法分辨特定频率纯音信号强度零渐次增直听者刚刚听然渐次降低直刚刚听样反复屡次取刚刚听刚刚听两声强均值作该频率纯音听阂1O00Hz纯音听闭声强声强级0分贝值作国际标准闭强度〞频率纯音作样实验图36示绝听闭曲线条
听闭曲线
8OOHz150OHz频率范围听闭没显著变化
8OOHz听觉灵敏度频率降低降低
4000Hz
4频率6000Hz灵敏度降
特定频率纯音信号强度零渐次增直刚开始感觉疼痛时声强值称痛阈图36痛阈曲线知痛阈频率变化听阈痛阈间范围称听觉区域图中标出语言音乐声强频率范围
图36耳听觉范围
耳听觉特性耳蜗声音吸收特点声音信号耳中会进行非线性加工果两种声音时存会互相干扰分辨清声音听阈受声音影响提高现象称掩蔽现象〞例吵闹工厂中彼听见方谈话语言声噪声掩蔽缘该声音听阈提高分贝数称掩蔽量定量研究掩蔽效应需测定掩蔽阈掩蔽阈指掩蔽声环境掩蔽声测试音(通常正弦纯音)听闭极情况外掩蔽阈总绝听闽果掩蔽声掩蔽声频率分开话掩蔽阈等绝听闭
掩蔽分频域掩蔽时域掩蔽谓频域掩蔽指强信号附频率弱信号(噪声)强信号掩蔽听现象频率掩蔽称时掩蔽中强音称掩蔽音掩蔽听声音信号噪声称掩蔽音根掩蔽声掩蔽声掩蔽效应致分宽带噪声纯音掩蔽窄带噪声纯音掩蔽
白噪声定义频谱连续均匀噪声典型宽带噪声白噪声纯音掩蔽图37示图中面曲线代表绝听闭曲线表示白噪声谱密度级时掩蔽阈测试音2kHz时果声压级等60dB会谱密度级等4OdB白噪声掩蔽图中出着白噪声谱级
LWN掩蔽级增白噪声掩蔽阈线性测试音高声压级方移频
5OOHZ范围掩蔽阈水高5OOHz掩蔽阈线10dB1O倍程斜率增听频率域两端掩蔽闭等绝听闭图知白噪声谱密度级LWN负值时听觉域外噪声产生掩蔽效应白噪声谱密度级频率关白噪声掩蔽阈频率相关
图37谱密度级时白噪声掩蔽阈
图38示带宽160Hz中心频率1Hkz窄带噪声声压级LCB时掩蔽阈图37样图中方曲线代表绝听阈绝听阈掩蔽阈线面分成三区域绝听闭曲线听域绝听闭掩蔽阈线间
区域掩蔽域(局部听域)掩蔽阈线局部完全听域测试音(掩蔽声)频率2kHz声压级等40dB时噪声级LCB≥8OdB掩蔽声掩蔽掉图中出低噪声级LCB≤40dB时窄带掩蔽阈关中心频称噪声级增LCB高40dB时着噪声级LCB增窄带声中心频率左侧掩蔽阈移窄带噪声中心频率右侧掩蔽阈斜率越越坦
图38 窄带噪声掩蔽阈
图37图38出频域掩蔽规律
1掩蔽声频率越接掩蔽声掩蔽量越频率相纯音掩蔽效果显著掩蔽出现掩蔽频率附
2掩蔽声声压级越高掩蔽量越掩蔽频率范围越宽
3低频声容易掩蔽高频声高频声较难掩蔽低频声
谓时域掩蔽指掩蔽效应发生掩蔽声掩蔽声时出现时候称异时掩蔽异时掩蔽分导前掩蔽滞掩蔽时域掩蔽测试声(掩蔽声)必须短时声脉假设掩蔽声音出现前段时间发生掩蔽效应称导前掩蔽假设掩蔽声音出现段时间发生掩蔽效应称滞掩蔽产生时域掩蔽原耳接收声音信息脑处理信息需花费定时间异时掩蔽着时间推移快会衰减种较弱掩蔽效应声音时域掩蔽列图39示图中出般情况导前掩蔽
3ms2Oms时间滞掩蔽持续10Oms导前掩蔽常忽略计
图39声音导前掩蔽时掩蔽滞掩蔽
掩蔽效应时域特性图310图311示反映耳延迟效应图310中虚线表示时间常数1m0s指数衰减实线掩蔽曲线图
知类听觉系统延迟效应非线性指数程初始声级2OOms掩蔽效应消失图311说明掩蔽声持续时间较长(200ms实线)持续时间较短(5ms虚线)掩蔽阈延迟时间降缓慢现象次说明类听觉系统延迟效应非线性者两图中明显出掩蔽声时间越接掩蔽声掩蔽量越掩蔽效应越强
图310 声级掩蔽声掩蔽效应
图311 掩蔽声持续时间掩蔽效应
3 界带宽中心频率
纯音频率中心频率具定带宽连续噪声掩蔽果频带噪声功率等该纯音功率该纯音处刚刚听界状态称带宽界带宽单位Bkar界带宽中心频率关系图312示掩蔽声频率低500Hz时候掩蔽曲线水直线频段界带宽均100Hz掩蔽声频率高500Hz时候界带宽约中心频率20声音分24界频带见表31中z界频带尺度f1fu分该频段限限 fc中心频率
ΔfGfc中心频率界频带带宽引入界带宽处中心频率Bkar带宽声音研究听觉系统掩蔽模式掩蔽模式频率变化变化界带宽范围掩蔽模式均似称模式频率掩蔽噪声界带宽根频率越高界带宽越听域范围界带宽频率存关系
〔31〕
图312 特征频带中心频率关系
4 双耳效应
耳听觉系统声音方位感特殊区分力耳声音定位决
三素声音达两耳时间差双耳定位高频时头部产生声影作引起双耳声强差双耳定位耳廓复杂螺旋形状造成声音耳廓耳道频率响应仰角变化类耳廓复杂形状引起频率响应变化双耳定位第三耳左右称分布声音
水方分辨率较高声音偏离正前方3°左右区分垂直方位
区分率较低10°15°区分右耳方声音敏感度图313示20OHz时敏感度入射声方关频率越高方性越明显约70°附敏感方图314入射角分30°60°90°时右耳左耳频率时声压级差低300Hz时声压级差入射角时声压级差频率
图313右耳方声音敏感度
图314右耳左耳声压级差
声波入射方计算达两耳时间差左估计相位差
图315出声波θ角入射时达两耳声程差约dsinθ时间差：
〔32〕
式中d两耳间距离c0声速中高频段头耳廓作式(32)时间差估计相位差复杂
总说频率范围相位差时间差强度差方位感起着作包含丰富频率成分声音纯音方位感强分辨率高
耳廓前方背声音尤高频声明显遮蔽作方感弱
图315达两耳声程差
达两耳声信号物理差异外类听觉系统左右耳接收信号作复杂处理确定声音方位
34声音认知程听觉感知评价模型
341声音认知程
声音认知处理包括三阶段容：知觉认知声音进行理性处理声音情感表现声音评价伴着声音认知全部程知觉认识阶段须声音做出描述建立声品质观评价指标做出声音喜价值情感判断等声品质做出观评价理性处理阶段须建立客观评价量声音特性做出评价声品质做出客观评价情感表现阶段根前面知觉阶段理性处理阶段评价结果建立处理声音流程观评价客观评价相结合进行声音处理满足声音需求
然声音认识时候非完全三阶段序进行三者间时存着相互交叉跳跃例音乐先直接跳跃情感表现阶段少先理性分析渡情感表现阶段
342听觉感知评价模型
Head Acoustics公司创始Klaus Genuit认：根听觉事件方面需求满足程度影响声品质三类变量分物理(声场)心理声学(听觉感知)心理(听觉评价)
环境
听者
听觉感知
认知程
情感程
反响
评价
汽车
汽车声音
声品质
图316汽车声音听觉感知模型
仅仅助物理心理声学测量声品质完整确切定义听者根验期观声音做出评价根底综合考虑非听觉感觉输入环境素影响建立图31示汽车声音听觉感知评价模型
35汽车声品质研究容
观国际汽车声品质研究开展历程国外学者进行研究工作汽车声品质研究工程应程度汽车声品质研究容致分三类根底性研究改良性研究设计性研究见图32早期汽车声品质研究集中根底性研究改良性研究
汽车声品质研究
根底性研究
改良型研究根底性研究
设计性研究改良型研究根底性研究
汽车声学特性
汽车结构特性
听者听觉特性汽车声学特征
声音评价方法汽车声学特征
声源诊断技术
声特性识技术技术车声学特征
声品质改良技术汽车声学特征
汽车模型声学特征
汽车声学模型
虚拟驾驶技术
汽车声音样品库
声音分解合成
图317汽车声品质研究容
①汽车声品质根底性研究包括汽车结构声音特性听者听觉特性声音评价方法等方面研究声品质评价方法研究汽车声品质工程工具声品质研究体客体联系起听者声音感知程情感反响进行量化描述建立正确声品质评价方法汽车声品质研究根底难点
②汽车声品质改良性研究包括声源诊断技术声特性识技术声品质改良技术等研究声品质改良技术声源诊断声特性识根底症药采取合理工程手段改变汽车零部件结构甚工作机理源头传递路径改变声音特性终改善汽车外声音品质
③汽车声品质设计性研究根底性研究改良性研究根底综合运现代计算机技术信号处理技术测试技术声学技术等设计出符合户声品质求汽车汽车声品质设计性研究包括汽车模型建立方法汽车声学模型建立方法虚拟驾驶技术汽车声音样库建立声音合成分解技术等研究汽车模型声学模型建立进行声品质设计根底模型建立正确否直接影响汽车声品质预测汽车生产虚拟驾驶技术计算机帮助模拟车辆种驾驶工况汽车模型施加相应鼓励边界条件预测汽车实际行驶中响应预测汽车声场声品质做准备建立汽车声音样库助建立汽车声品质目标新型汽车开发提供参考实现汽车声音合成分解提供研究资源声音合成分解技术分解汽车局部发声特性根底诊断影响汽车声品质噪声源结合汽车模型合成汽车整体零部件产生噪声汽车虚拟原型阶段实现声品质评价关键难点
第四章 汽车声品质评价方法
41心理声学评价量数学模型
作心理声学研究十年成果已根特性认适合描述听觉事件量：响度锋利度粗糙度抖晃度音调度等中响度锋利度粗糙度抖晃度拟常4心理声学评价量
响度响度级
响度(Loudness)定量反映耳声音强弱观感受程度介观客观间种评价量声品质评价中具决定性特征量般言响度值越造成烦恼程度越严重声品质越差响度噪声品质决定标准耳振动系统传递系统换系统等频率关观强弱客观强度关受频率影响反映频率声音强弱关系引出响度级概念响度级单位方(phon)数值等标准音(1kHz纯音)样响时应标准音声压级等响实验方法簇频率声压级等响曲线图41国际标准化组织(ISOR226)推荐声场测听等响曲线图中方曲线绝听阈图中出耳2kHz～5kHz声音拟敏感低频低声压级声音敏感耳中低声压级声音频率敏感高声压级声音频率敏感
图41声场测听等响曲线
响度级然定量确定响度感觉频率声压级关系声音强弱感觉成线性关系1947年国际标准化组织采观感觉轻响程度成正参量——响度(Loudness)单位宋(sone)符号N规定响度级40方1宋实验出响度响度级关系：
N 〔41〕
式中：N—响度
L—响度级
考虑时域特性响度计算目前没统国际标准稳态噪声响度计算国际标准ISO532规定AB两种计算方法A方法采斯蒂文斯(Stevens)提出计算模型倍频带13倍频带谱适坦频谱扩散声场响度计算详细容参见标准ISO532A1975ANSIS341980B方法采茨维克(Zwicker)计算模型13倍频带作根底数引入界频带概念耳掩蔽效应作相应修正适声场者扩散声场计算详细容参见标准ISO532B
4锋利度
锋利度(Sharpness)描述高频段声音成分总体声音中占例物理量声音舒适度影响反映噪声信号刺耳程度锋利度值越高感觉越刺耳锋利度单位acum符号S表示规定中心频率1kHz带宽160Hz60分贝窄带噪声锋利度1acum目前锋利度计算没统国际标准般界频带特征响度计权阶矩计算常锋利度计算模型：
1)Zwicker提出锋利度模型：
acum 〔42〕
式中S锋利度N总响度N＇(z)界频带特征响度g(z)Zwicker
界频带加权函数值：
z<16时g(z)1
z≥16时g(z)0066exp(0171z)
2)Aures提出锋利度模型：
acum (43)
式中g＇(z)Aures界频带加权函数余符号含义Zwicker
模型相
3)Bismarck提出锋利度模型：
acum (44)
式中g(z)Bismarck界频带加权函数值：
z<14时g(z)1z≥14时 g(z)
余符号含义Zwicker模型相
Head Acoustics公司ArtemiS软件中锋利度计算模型：
acum (45)
中采响度加权函数关系式未外公布
影响锋利度素窄带噪声中心频率带宽声级频谱包络研究说明具相响度计算锋利度两噪声信号噪声带宽越窄实际锋利程度越听起越刺耳
4粗糙度抖晃度(起伏度)
听觉系统调制声音感知两种描述：调制频率20Hz时感知抖晃度(Fluctuation)调制频率20~200Hz间感知粗糙度粗糙度符号R表示单位asper规定调制1声压级60dB1kHz幅值调制纯音调制频率70Hz时粗糙度1asper声音信号时域结构调制子声压级决定粗糙度反映调制幅度调制频率分布情况调制频率70Hz调制率12时粗糙度值粗糙度计算目前没统国际标准Fast1利噪声调
制频率mod级差ΔE计算粗糙度R表示：
asper 〔46〕
该方法幅值调制单频音幅值调制宽带噪声观粗糙度数相符较缺点特征频带ΔLE易精确求实验中粗糙度计算采式46数学模型抖晃度符号F表示单位vacil规定声压级60dB调制11kHz幅值调制纯音调制频率4Hz时起伏度1vacil抖晃度耳观感受声音信号响亮起伏程度描述称起伏度影响抖晃度素：信号时域结构带宽调制频率调制程度声压级等mod 特征频带包络声级差ΔL计算起伏度F表示：
vacil 〔47〕
Head Acoustics公司ArtemiS软件中采Fastl方法中抖晃度计算模型改：
vacil 〔48〕
式中分响度计通道特征响度T表示两相连
续响度短时差异
4音调度
音调度(Tonality)描述噪声中含明显单频成分现象通常称种噪声具音调特征相音调度界频带率分布带宽关着界频带率分布带宽增降低音调度出现700Hz音调度单位国际通常采tu表示符号T规定1000Hz纯音响度N4sone声压级L60dB时音调度1tu1985年Aures提出音调度计算模型式表示：
tu 〔49〕
式中W1(Δzi〕表示第i单频成分界频带差异关系W2(fi)表示第i单频成分频率关系W3〔ΔLi〕表示第i单频成分声级盈余效应
Head Acoustics公司ArtemiS软件中音调度计算模型：
tu (410)
式中C根1000Hz纯音响度N4sone声压级L60dB时音调度1tu
确定化常数指数029根验确定优化值表示音调度带宽
频率赖关系WN示单频成分响度NN单频成分响度N关系
定义：
(411)
4语言清晰度指数语言干扰级
语言清晰度指数正常语言信号听者听懂百分数语言清晰度评价常常采特定实验进行选择具正常听力男女组成特定试听队仔细选择包括意义连贯音节(汉语方块字)单句组成试听材料进行测试实验测听者音节做出正确响应发送音节总数晰度指数AI(the Articulation Index)
语言清晰度指数声音频率f关高频声低频声语言清晰度指数高次背景噪声话者间距离关般95清晰度语言通话允许交谈中距离通常背景噪声A计权声级60dB保证正常语言话背景噪声完全盖说话声音时说话声音听见时背景噪声定义限噪声符号UL (f)表示样背景噪声低定时候说15话声音完全听清楚背景噪声做限噪声LL (f)表示定义语言清晰度AI化：
AI ∑W (f )D (f)30 (412)
式中D (f)定义：
①噪声超限噪声时N (f )>UL (f)语言清晰度零时D (f)0
②噪声限噪声限噪声间LL (f )
表41频率(13倍频程中心频率)限噪声值计权系数
频率Hz
限噪声dB
计权系数
频率Hz
限噪声dB
计权系数
200
64
1
1250
72
250
69
2
1600
70
315
71
2000
67
11
400
73
2500
65
500
75
3150
63
9
630
75
4000
60
800
75
5000
56
1000
74
6300
51
表41中列出频率限噪声值计权系数W(f)中200Hz6300Hz说话频带考虑表31中极易计算频段语言清晰度然加起总语言清晰度语言干扰级SIL(the Speech Interference Level)Beranek提出作语言清晰度指数AI简化代量中心频率600~4800Hz6倍频带声压级算术均值研究发现低600Hz低频噪声影响忽略原语言干扰级SIL作修改提出50010002000Hz中心频率三倍频带均声压级表示称更佳语言干扰级PSIL更佳语言干扰级PSIL语言干扰级SIL间关系：
PSILSIL+3 (dB) (413)
4感觉舒适度偏烦恼度
进行声品质评价时关注声音总体感觉需常评价参量进行综合考虑1984年Aures提出感觉舒适度相值计算公式似作粗糙度R锋利度S音调度T响度N四者相参考值相值：
〔414〕
响度参考值
N01sone粗糙度参考值R0 13asper锋利度参考值S0acum音调度参考值
T01tu感觉舒适度参考值P0500Hz纯音感觉舒适度频率1kHz声压级60dB纯音感觉舒适度P作1时计算感觉舒适度绝值公式：
〔415〕
1992年ZwickerWidmann提出套步骤评估心理声学烦恼度做偏烦恼度UBA单位au(annoyance unit缩写)偏烦恼度定义：排声源影响实验室条件具描述声学环境评价体令烦恼声音做出反映偏烦恼度计算模型(UBA)表示
UBA (416)
式中N10时间段超10响度值d天时间影响子(d≈l5dB2sone)考虑夜间影响时似表示SF分表示锋利度起伏度
42汽车声品质客观评价
汽车声品质评价包括客观评价观评价两方面容客观评价方法客观参量作评价终实现仪器进行动评价研究声音信号客观评价称寻求声音心理学参数物理学参数间关系〞声品质客观评价方面容十分广泛涉方面领域容目前声品质客观评价方法时频分析技术客观参数回分析技术神网络技术结合物元分析理模糊数学理等进行评价方法声品质客观评价参量数量直增加参量具般性基特定噪声问题速度阶次特定频段声级关局部学者致力提出新声品质客观量基现声品质参数提出客观综合评价参数汽车某方面声品质出评价客观值鉴文着重研究汽车声品质观评价方法客观评价做深入探讨
43汽车声品质观评价
声品质观评价质运实验心理学方法研究声音品质问题噪声变化特性差异噪声观反响复杂性噪声品质评价较复杂声品质观评价涉众领域容方实验前准备工作(包括评价员选取培训声音样预处理等)实验方法选择实验数检验处理分析等
4观评价实验前期准备
假设普通房间消声室扬声器进行听音实验房间声学特性扬声器摆放位置评价体处位置周围噪声(通风采暖设备运转声)等评价体听声音真实声音观评价实验满意结果数情况评价员通耳机监听回放评价结果受房间声学特性者评价者位置影响求背景噪声拟低防听音时受环境噪声影响评价记录背景噪声掩蔽外评价员集中注意力进行听音实验评价声音真实心理感受听音室装饰舒服然室灯光柔装饰材料特殊气味舒适座椅耳机等
声品质评价结果优劣评价体(评价员)评价容评价方法理解程度体综合表现稳定性密切相关体选择培训观评价实验结果性效性保证
1)评价体选择
首先评价体验水适应前评价务代表目标客户群验评价者评价某声音属性时会没验评价者表现更事实验评价者够专家通常会注意普通消费者说重素次评价体熟悉评价声音特性评价务应选择类型评价体完成通常公司员工作评价体局部需评价某特殊属性时应真正消费者进行听音测试方评价音响音色时选音乐爱者拟理想评价体年龄性职业文化背景济状况等素考虑老年车噪声心理需求年轻会明显差异
2)评价体数量
评价体数量取决否进行广泛体培训评价务难易程度简单评价务需体进行培训短时间量体参评价实验般说评价体数量越越消耗量时间通常公司员工作评价体时体数量25~50间拟适宜表现佳评价体评价数剔剔数占参评价数10假设消费者作评价体需选择75~100名员参评价实验消费者评价结果员工评价结果变性更表现佳员占例更高复杂评价实验实验前评价员进行适培训评价员熟悉声音样评价务通常参评价数限制10名甚少5名理体数测试结果分布状况测量需精度确定实际体测试结果分布难确定受测量时间评价方法声特性体情绪等素影响Kuwano1993年评价体构成观评价结果影响进行研究1999年HempelChouard进行类似研究选取54名体评价结果选取20名体评价结果进行分析两者均值标准偏差致认数心理声学评价测试20名体已足够
3)评价体培训
简单评价务通常求评价体针听声音做出选择数拟熟悉惯种方式根需培训果评价声音现实生活中常听声音需体进行声音辨识培训评价开始阶段通练评价体熟悉声音特性评价程声音播放连续性尤重方定例范围声音进行等级分评价者听听声音时果知道接会出现更听声音会高等级评判刚刚声音复杂评价务评价体熟悉务需通培训评价体表现达求水根务难度确定培训时间通常求周天3时者更培训结束时评价体水根提高
首先保证声音样中没额外噪声通Cool Edit等软件声音进行编辑外部噪声干扰局部声音次进行等响处理许研究说明响度差异评价结果影响相关性达90左右声音样进行响度均等抛开声音量评价者影响声品质参量正确评价结果成拟法中声音样进行等响处理十分必样长度截取般稳态声信号声音长度应该3~5s瞬态声信号方汽车关门声应该记录完整单事件通
重复播放研究声信号间细微差异
国外学者声品质评价参量做量细致研究工作初步建立系统噪声评价词汇体系国声品质研究起步较晚根参国外研究成果开展相应声品质评价工作断实验研究发现果直接国外研究中声品质参量原英文翻译成汉语会出现表达含义原文存较差异情况文化背景相接德国法国意利存细微差异进行声品质评价时建立汉语语言环境噪声声品质评价词汇体系十分必十分迫切国济学毛东兴等车噪声声品质研究中针建立某参量评价词汇体系进行具体研究鉴国外方面研究成果根底根评价实验噪声样声品质特征评价务特殊性采种方法确定终评价词汇
1)问卷调查法
声品质评价术语调查方面意义：方面声事件某观特性初步选取较描述声音该类型特性形容词方面针汽车噪声寻找适合描述车噪声评价参量问卷调查中通常采形象喻法调查中首先出事先根方面研究汉语语义搜集起引导性形容词时求调查者提供认适宜词汇
2)参量听音法
国群国外采声品质参量概念感知存较差异单纯采形象喻法词汇调查获词表预设声品质特征产生偏离词汇调查中通参加参量听音法调查参量听音法采模拟声品质某特征明显变化调查者根变化决定汉语中反映变化形容词
3)综合听音感知法
配合全面描述词问卷调查调查者做出形容词选择该方法中采声样实际运行条件采集噪声信号样噪声源运行条件样长度相保证样中包含车噪声声品质特征进行词汇体系统计分析形容词选择次数作统计分析选择次数较少形容词加剔研究说明声品质参量没必声品质参量进行样词汇调查减少工作量时针某车型采集声样定涉声品质
特征常汽车声品质属性评价参量：愉悦度活泼度明亮度力度响度粗糙度音调度烦恼度锋利度轰隆声敲击声嗡鸣声脉度稳度声源方位感等研究重点选择评价参量群分类评价参量理解
4观评价实验方法
声品质观评价言重评价结果否够代表户观点数消费者声品质专家音响爱者选择评价方法适合没声学验者说没方面培训观评价方法排序法等级分法成拟法语义细分法等优缺点没种方法适合评价根评价务选择相适应评价方法更准确评价结果
排序法(Rank order)简单观评价方法实验求评价体针某者评价指标(偏性烦恼度等)听声音样进行排序声音样连续播放评价程中评价者根身需某声音样进行屡次重放然排序工作复杂性着评价样数量增加增加样数量通常拟少(6者更少)该方法缺点法出具体例尺度信息出声音A声音B更具体少知想快速某声音简单拟结果时
排序法例种方法判断声音终结果坏
等级分法(Rating scales)评价者规定评分范围听声音进行分常110级分评价中声音样序播放重放该方法简便快捷直接评分结果没声学验评价者操作起拟困难原：①听声音评价者知道该选3〞5〞②评价者侧重分范围③两极(1〞10〞)少时应注意奥利AVL LIST公司工程师应等级分法进行观评价时国际常10级分等刻度中510级局部加细化形成新20级烦躁度刻度
成拟法(Paired comparison methods)称AB拟法声音样成播放评价者做出相关评判评判相绝评价者顾忌做出评价成拟法适合验者该法缺点拟数量相样数量方增长更确切说完整全矩阵成拟法中拟数量t2中t表示样数量意味着假设量样评价势必会相冗长容易引起评价者疲劳成拟法常见声品质观评价方面外常声信号检测拟中选出包含规定信号成分声音两种方法称作强
迫选择成拟法种相似性成拟法声信号相似性评判
语义细分法(Semantic differential)评价者运意义相反形容词听声音进行等级描述属性方面形容词(安静响滑粗糙)观印象方面形容词(廉价昂贵力弱)形容词安置等级两端中间量度性副词评价者根声音观感受做出评判评价等级分5级7级者9级典型7级评价：
极度 非常 非常 极度
安静 喧闹
成拟法关注声音属性(偏性烦恼度相似性等)语义细分法进行种属性评价成拟法样语义细分法适合没验评价员
般说形容词选择定符合研究目防止普通太熟悉工程技术语意义相形容词例(安静响)(吵闹)外实际操作中形容词限制812
方法外改良性实验方法国济学毛东兴等进行参考鼓励信号语义细分法观评价实验文中鉴该实验方法日阪学提出选择描述法声品质评价中应Bodden等针齿轮箱Rattle噪声评价时提出种区分细微差异高效评价方法性化评价法
4观评价实验数分析方法
等级分法语义细分法评价者评价结果遵循例尺度进行统计分析前评价结果进行标准化处理常标准化方法百分制法规定评价者做出评分值100值0中间分值例进行转换种方法先算出评价者某样百分制评分然求出评价者该样百分制评分算术均数该样终分强迫选择成拟法首先进行数效性检验评价体重复性致性进行检验检验判计权致性系数数剔般遵循根原：①计权致性系数07保证结果较高性②约10％～20％员评价结果应予剔然分析数转化排序数简单行方法成拟法结果赋值样分该样次实验中选中次数
确定观评价获数合理性实验结果进行解释需获数进行系列统计分析常统计分析方法：
l 分布特征分析：集中趋势差异性描述分布形状分析等
l 显著性检验：F检验χ2检验t检验贝叶斯推断等
l 方差分析(ANOVA)：方差分析分析效应显著性方差齐次性
l 相关分析偏相关分析
l 回分析：根变量数目分元线性回元线性回
l 子分析：子分析实测变量转换少数相关综合指标元统计分析方法声品质评价中通子分析较少综合指标表示相应客观量观量间关系
l 相似性成拟法通常采非度量维尺度分析方法
常统计分析方法种样重够根实验务求选择适数处理分析方法合理解释实验结果统计分析方法均助统计学分析软件SPSS实现
44客观评价方法结合
声品质观评价实验实施包含方面工作参评价体导致观评价具致性重复性较差钱时间代价较实验结果观评价数直接说明问题必须通复杂续处理分析程指导声品质改善工作等系列缺点克服缺乏仪器进行动评价声品质客观评价方法应运生年长足开展显著提高评价效率降低评价钱然代观评价方面原：
l 观评价加深声信号理解获声信号较全面评价通收集现潜客户观评价结果效促进产品声品质改善提高产品市场竞争力
l 声品质客观评价技术赖观评价技术现声品质客观量噪声声品质特征完备描述新声品质客观量提出必须基量观评价实验
l 声品质客观评价结果准确性行性需通观评价实验验证
实际工作中观评价客观评价结合起寻求种综合评价方法指导声品质评价工作十分必
第五章 观评价试验总结
观评价试验
样采集选取
测量车噪声时通常驾驶员者客窗户耳朵旁边放传声器测量耳朵响应专门仪器测量模拟工头声学测量系统种专门设备分辨率非常高记录声音实验室非常逼真回放
解工况车辆车噪声规律性分选取车速(40kmh50kmh60 kmh80 kmh100kmh110 kmh)驾驶员左耳(Driver_L)处声音样次编号16选取车速(40kmh50kmh60 kmh80 kmh100 kmh110 kmh)右客右耳(R_Rear_R)处声音样次编号712选取车速(60kmh)前排客右耳(FR)左客左耳(L_Rear_L)处声音样编号1314声音回放监听截取等响处理14长度均5秒效声音样作次评价声音样实验工况样编号见表51
表51实验工况样编号
评价体选择
声品质观评价说重评价结果否够代表声音直接感受者(车辆驾驶员坐员)观点评价员选取会直接影响评价结果效性目前汽车噪声观评价评价员数目评价验等没统求选取标准样数目等样体验求样结合国外验国现状次实验选取20名校学生作评价体年龄2228岁间述均听力障碍身体状况良分评价员分成两组：验组普通组10验组员汽车专业常接触车声音参观评价实验员组成普通组员声学验员组成
评价词汇确实定
观评价实验早期工作中发现国外研究中声品质参量果直接原意翻译成汉语会出现明显评价结果表达含义原文存较差异情况种结果说明文化差异声品质词汇影响文化背景针样评价词汇理解够声品质改善工作提供指导观评价结果必须建立汉语语言体系完善声品质描述词汇根国外研究结果针车噪声声品质问题声品质参量受工作量验限制实验声品质观评价实验分析方法初步研究采集车声音样涉声品质特征结合评价声音样特点着重考察响度(Loudness)锋利度(Sharpness)粗糙度(Roughness)力度(Powerfulness)抖晃度(Fluctuation)五方面声品质特征采问卷调查形式20名评价员5类25形容词中选出代表14声音样观感受形容词描述声品质特征汉语词汇见表52
表52声品质特征描述词汇
评价词汇结果统计
评价声音样评价员观感受样评价员提供形容词词义理解程度相导致形容词选中次数样形容词数选中形容词选中词汇选中概率作统计20名评价员问卷调查结果图51图55分出响度锋利度粗糙度力度抖晃度五声品质特征参量词汇调查结果图51中直观出响度特征描述调查者中数采轰隆〞喧闹〞震耳〞定例数选择吵闹〞响亮〞说明调查者响度特征参量握较准确说明该车车噪声响度拟高十分强烈轰隆感觉锋利度特征描述图52示集中锋利〞刺耳〞锐利〞词汇选择概率拟低说明采集声音样锋利度特征明显
图51响度描述词汇统计结果 图52锋利度描述词汇统计结果
图53粗糙度描述词汇统计结果 图54力度描述词汇统计结果
图55抖晃度描述词汇统计结果 图56词汇调查统计结果排序
图53出粗糙度词汇调查结果中出调查者较致认粗糙〞描述粗糙度声品质特征说明调查者粗糙度感知相致结果调查者粗糙度概念理解模糊难找适宜形容词
图54显示数调查者力〞强劲〞描述力度特征参量劲〞击〞震撼〞选中概率根相高汉语语义力〞强劲〞含义拟接两词汇选择概率拟接时说明评价样调查者观感受表现力强劲抖晃度词汇统计结果表示图55中调查者较选择抖晃〞次选择起伏〞波动〞震颤〞脉〞选择概率相较说明调查者抖晃度含义理解较准确词汇调查结果进行排序结果图56示里列出选择概率50形容词中90认评价声音样轰隆特征显著80认粗糙特征拟明显70选择抖晃余词汇选择概率70调查者反映评价声音样沉闷感觉选择描述响度特征参量轰隆〞描述粗糙度特征参量粗糙〞描述抖晃度特征参量抖晃〞附加形容词沉闷〞作声品质观评价词汇
考虑进行声品质评价找出令舒服〞烦恼〞声音掉素改善声品质达令舒适满意效果增加综合性评价参量烦恼〞
观评价实验设计
观评价实验中成拟法语义细分法普遍采证明种拟准确简单易行评价方法均适验评价员根采集车声音样声品质特征次观评价终确定成拟法中评价烦恼度〞语义细分法中评价烦恼〞外进行轰隆〞粗糙〞抖晃〞沉闷〞四方面评价
1成拟法实验设计
实验评价声音样1414声音样排列组合两两拟1414评价矩阵影响评价实验效性根底减工作量采半矩阵评价设ij分两声样验证评价结果效性辅助设计10ii拟(声样拟)15ijji拟(回放序拟)116评价声音样时长5秒样中前两声音样播放时间间隔约2秒评价时间约12秒完成组评价约需23分钟符合国外声品质评价时长普遍验(根国外声品质评价中试验设计普遍验方法评价者次评价时间2030分钟宜长应超45分钟)样设计见表53
表53成拟法样设计
2语义细分法实验设计
语义细分法中采7级分法评价程度描述采异常〞〞拟〞样〞拟〞〞毫〞7等级等级分赋予71
间整数数值具体见表44
表54语义细分法评价程度赋值
根拟语义细分法针评价参量14声音样中选取相适中样作参考样赋值420评价员评价结果进行赋值评价词汇14声音样评价矩阵(14×20矩阵)作参考语义细分法观评价原始数局部实验通研究学编写网络版汽车声品质观评价软件实现位评价者电脑进行听音测试评价结果动传理员缩短评价时间工作量效果
52 数处理统计分析
成拟法评价数结果分析
成拟法评价参量烦恼度评价程中评价员假设认声样ij更令烦恼拟结果1假设感觉ij没差异结果0假设认ji令烦恼结果1位评价员评价结果1414矩阵终20样矩阵
根实验设计评价员两局部组成验组普通组面分析针两组员分进行误差分析数检验剔误判率高两名评价员两组剩余9名评价员组效评价员声音样选择次数进行均该组评价者评价声音样终烦恼度分值表55示
表55验组普通组烦恼度分值
图57验组烦恼度分值排序 图58普通组烦恼度分值排序
更直观展现组烦恼度分情况图52图53分出两组烦恼度分值排序图中烦恼度分值越高声音样听起越觉烦恼烦恼度分值排序出两组分值分布范围均位513间134381071112号声音样两组烦恼度分值排序完全样说明两组评价者间评判具致性声音样两组中彼间序整体样中处位置拟相例1号声音样验组排序中烦恼度分值低普通组排序中认5号声音样低1号次14声音样整体两组出1号声音样烦恼度分值低结
分考察车速(60kmh)位置位置(驾驶员左耳Driver_L)车速车速位置两组烦恼度分值关系图54图57示
图59车速60kmh时位置烦恼度分值 510车速司机左耳处烦恼度分值
图59图510分出车速(60kmh)位置处位置(Driver_L)车速两组烦恼度分值拟分析结：1)车速验组普通组车四位置处声音烦恼度评分相差认前排客(FR)处烦恼程度相位置处低验组没表现出明显优势
2)着车速增加两组评价员驾驶员左耳处声音烦恼度评分根相(50kmh)烦恼度分值均着车速增加增加
语义细分法评价结果分析
根语义细分法实验设计评价者评价结果进行1评价词汇评价结果14×20矩阵然7级分评价者间采例尺度完全表烦恼〞轰隆〞粗糙〞抖晃〞沉闷〞评价中评价者刻度统计结果
表56评价者刻度情况统计
限数例统计结果出评价词汇间存着定差异方烦恼〞评价中限限率拟高说明相次实验中词汇评价者烦恼〞理解拟清楚明确评价程中较容易做出判断整评价评价者存着轻易极限值心理倾限率55限率仅32外刻度范围差异明显整评价中满刻度评价数占总数20刻度范围≥5数例85说明数评价者较充分刻度范围进行评价评价者刻度范围差异必须评价结果做相应处理进行统计分析通常采处理方法包括：均法百分刻度变换法均法顾名思义评价者某声音样评价结果均数作该声音样终评分百分刻度变换法先评价者评价结果转化百分制令某评价者声音样评分值100值0中间值例分布0100间
目前关声质量研究噪声控制领域正开展火荼尤汽车噪声控制方面着 NVH实验技术开展噪声评价显更重相关研究国刚刚起步声质量研究具重理意义高实价值文研究汽车噪声产生控制耳听觉系统生理心理学特性根底汉语背景群评价体噪声特征提取声品质认知感知方面进行深入噪声声品质观评价方法研究面全文研究工作加总结文完成方面工作
1文研究目出发结合实际情况进行量资料搜集整理
2介绍车噪声源传播途径详细介绍种噪声产生机理噪声控制技术针噪声传播途径介绍方法：声源降噪吸声降噪隔声降噪阻尼降噪介绍动控制技术NVH实验技术
3较详细总结汽车声品质研究进展国外汽车声品质客观评价方面研究成果
4声音认知程声品质心理声学特征方面理解声品质涵引出汽车声音听觉感知评价模型阐述汽车声品质研究容新进展
5介绍响度锋利度粗糙度等心理声学评价参量定义数学模型常汽车声品质客观评价方法通阅读量国外相关文献资料系统总结声品质观评价程中具体工作考前须知包括：观评价实验前准备观评价实验方法选择观评价实验数数值化处理实验结果处理分析方法等合理效实施观评价实验正确指导声品质改善工作提供参考
6针采集车噪声样开展校学生体车声品质观评价评价词汇选择方面采问卷调查形式五类描述声品质特征词汇统计结果出评价员粗糙度概念理解十分清楚评价中较难做出准确判断终统计结果显示研究五类词汇中评价员较选轰隆〞粗糙〞抖晃〞力〞描述锋利特征词汇选择概率说明选择车噪声样锋利特征明显调查分析助选出代表声音样声品质特征评价词汇防止必评价声品质评价实验设计指明方
7评价员分成验组普通组分分析两组评价员两种评价实验中评价结果通分析发现验组成员存绝优势普通接触较少较难识声音信号验组成员便听出细微差异
8两组成员语义细分法实验中粗糙抖晃评价结果粗糙度抖晃度进行相关分析进步证明词汇问卷调查时结两组成员粗糙抖晃含义握准会影响评判结果必建立汉语语言环境声品质评价词汇体系验组粗糙理解普通组抖晃理解普通组样说明验组评价程中定总存优势
文缺乏展
声品质评价工作涉众领域容需长时间断研究量验积累国方面根底相薄弱求事方面声学工作者掌握相关知识前提进行系列细致深入研究工作实际条件学识限加时间钱限制文研究成果成熟离工程实际应距离
1)文车声品质观评价实验实施评价结果处理分析方法做初步探讨涵盖方法十分全面着研究深入相信会更简便易行评价方法提出直声品质观评价工作重点
2)观评价象匀速工况车噪声针辆车进行该实验结果否适车型工况研究应项选择择款车型进行工况车型分析款车型工况分析样声品质评价更实际意义
3)针响度锋利度粗糙度抖晃度力度五方面声品质特征开展评价词汇问卷调查没包括车声品质全部特征针方面做研究助建立汉语语言环境评价词汇体系
4)验组普通组相言谓验组真正意义声学专家群分类简单研究声品质评价中群分类种包括年龄性职业文化背景济状况等
5)文针特定群特定噪声进行车声品质观评价建立数学模型适样特定条件普遍适作该车声品质改善车声品质评价参考
综述声品质评价包含方方面面工作环节容视作独立学科研究声音采集评价体确实定评价词汇选取观评价实验设计评价实验实施续数处理分析等等项工作终评价结果密切相关选择适宜观评价实验方法正确实施观评价实验效评价结果合理解释观评价指导声品质改善
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