[發明專利]基于傳聲器隨機采樣的封閉空間低頻聲場再現方法

有效

• 申請號: 202010109592.6
• 申請日: 2020-02-22
• 公開（公告）號: CN111272274B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 陳克安;胥健;王磊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G06F17/16
• 代理公司: 西安匠星互智知識產權代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

1.一種基于傳聲器隨機采樣的封閉空間低頻聲場再現方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：在封閉空間V中建立直角坐標系；

步驟2：在步驟1建立的直角坐標系中，隨機選取Q個測點位置，放置傳聲器，第q個測點位置矢量記為r_q＝[x_q,y_q,z_q]^T，q＝1,2,...,Q，(·)^T表示轉置；利用該Q個傳聲器對封閉空間V內的聲場進行采樣，得到頻率f下，Q個傳聲器位置處的復聲壓向量其中表示復數集；

步驟3：構造平面波空間域變換矩陣

式中s_n＝[sinθ_ncosφ_n,sinθ_nsinφ_n,cosθ_n]^T表示第n個平面波的傳播方向，n＝1,2,...,N，其中φ_n為方向角，θ_n為俯仰角，α_n是設定的與平面波離散相關常數，e表示自然底數，表示虛數單位；k＝2πf/c為波數，c為聲速；

步驟4：按照構造Lasso問題，其中是待求的平面波復幅值向量，N表示離散平面波個數；λ∈(0,||H^Hp||_∞]是稀疏度調節參數，(·)^H表示共軛轉置，||·||_∞表示無窮范數，||·||₂表示L₂范數，||·||₁表示L₁范數；

步驟5：利用SALSA求解步驟4中構造的Lasso問題，得到平面波復幅值向量w；

步驟6：利用估計頻率f下，任意場點r_m處的聲壓其中

2.根據權利要求1所述一種基于傳聲器隨機采樣的封閉空間低頻聲場再現方法，其特征在于：步驟4中，稀疏度調節參數λ數值越大，w越稀疏或者越可壓縮。

3.根據權利要求1或2所述一種基于傳聲器隨機采樣的封閉空間低頻聲場再現方法，其特征在于：步驟4中，稀疏度調節參數λ采用交叉驗證方法確定，具體過程如下：

步驟4.1：將向量p任意劃分為N_g個非重疊的子集，得到p^(g)表示p的第g個子集；

步驟4.2：在區間(0,λ_nom]上均勻選擇N_λ個值作為λ的可能值：其中λ_nom為設定的預選值上限；

步驟4.3：按照計算得到第g個子集的誤差

其中，H^(g)為H中與第g個子集p^(g)對應的列組成的矩陣；w^(-g)為λ＝λ_n時，利用SALSA求解Lasso問題得到的解，p^(-g)表示p刪除p^(g)中元素后得到的向量，H^(-g)表示H刪除H^(g)中的列后得到的矩陣；

步驟4.4：按照計算得到λ_n對應的誤差E_n；

步驟4.5：按照λ＝λ_n′確定最終參數λ，其中