2024/08/20 15:00-16:00 噪聲源識別網絡研討會

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波束形成聲源識別技術是利用一組傳聲器構成的陣列測量聲壓信號，基于特定方法后處理測得的聲壓信號來獲取被測對象表面的聲學成像圖，通過匹配光學照片等方式來確定聲源，又名“聲學照相機”，具有測量速度快、因適宜中遠距離測量而易于布置等優勢，在噪聲源識別、目標探測、故障診斷等領域被廣泛應用，自1974年由 Billingsley 和Kinns提出至今一直備受關注。

傳聲器陣列的結構形式決定波束形成聲源識別的空間范圍和應用場景。平面和球面是最常用的傳聲器陣列結構形式。平面傳聲器陣列的所有傳聲器共平面，幾何形狀有矩形網格形、圓環形、螺旋形、Fibonacci形、扇形輪形等；球面傳聲器陣列的所有傳聲器共球面，幾何形狀有開口球和剛性球。

平面傳聲器陣列適宜識別陣列前方局部區域內聲源，典型應用場景包括發動機噪聲源識別、道路及軌道車輛通過噪聲源識別等。憑借旋轉對稱性好和聲場記錄全面，球面傳聲器陣列能360°全景識別聲源，適宜在艙室等封閉環境內使用，典型應用場景包括汽車及高速列車車內噪聲源識別等。

傳聲器陣列測量聲壓信號的后處理方法決定波束形成聲源識別的性能。延遲求和（delay and sum, DAS）和球諧函數波束形成（spherical harmonics beamforming，SHB）是常用的傳統方法。平面傳聲器陣列采用DAS；球面傳聲器陣列理論上既可采用DAS 可采用SHB，實際上主要采用SHB（低頻表現更佳）。

兩種方法均離散目標聲源區域形成一組聚焦網格點，聚焦各網格點時，DAS根據聚焦點位置或方向對各傳聲器測量的聲壓信號進行“相位對齊”和“求和運算”，SHB根據聚焦點位置或方向對傳聲器測量聲壓信號的各階次球傅里葉變換系數進行“模態強度及球諧函數縮放”和“求和運算”，基于“一組復數加和的模在各復數同相位時最大”的原理和球諧函數的正交性，二者均能在聲源位置或方向輸出極大值。這些極大值雖能指示聲源，但與非聲源位置或方向處的輸出值差異不顯著，最終導致圍繞聲源位置或方向形成具有一定寬度的“主瓣”且在其他位置或方向形成高水平的“旁瓣”，主瓣寬度影響空間分辨能力，旁瓣形成寄生虛假聲源，使結果分析承受不確定性，故DAS和SHB均可看作低性能方法。

突破DAS和SHB的性能局限、發展高性能方法對提高聲源識別精度和完善聲源識別功能具有重要意義。自波束形成技術誕生至今，對高性能聲源識別方法的探索從未間斷且方興未艾，包括本文作者在內的大批國內外學者都致力于該主題的研究并取得豐碩成果。

8月20日（周二）下午3:00-4:00，褚教授將主講《噪聲源識別》網絡研討會，屆時將介紹聲強及選擇性聲強、平面傳聲器陣列聲源識別技術、球面傳聲器陣列聲源識別技術及其他新型聲源識別技術。

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2024/08/20 15:00-16:00

8月20日噪聲源識別網絡研討會

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