采用生理响度感知机制的车内噪声声品质预测

现有车内噪声声品质预测的响度计算中没有考虑真实人耳生理解剖结构的传声特性,因此提出了一种基于生理响度感知模型的车内噪声声品质预估方法。首先,采集两款轿车的车内噪声样本,并通过主观评价试验得到车内噪声的主观评价烦恼度。之后,整合中耳集总参数模型与耳蜗传输线模型,构建生理响度模型。然后,以生理响度模型的响度计算值为主要参数,结合尖锐度、粗糙度与车内噪声的主观评价值,通过TabNet模型构建了车辆声品质预测模型。最终,对比分析了所构建声品质模型与基于现有标准响度模型所构建的声品质模型的预测效果。结果表明,采用生理响度模型的声品质预测平均误差百分比仅有4.73%,优于采用Moore响度(6.13%)与Zwicker响度(6.94%)的声品质预测结果。此外,所构建的TabNet声品质预测模型的平均误差百分比也低于基于BP神经网络模型的平均误差百分比(7.60%)。采用生理响度模型的TabNet声品质预测能够提高车内噪声声品质客观评价的准确率。

微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP原理及微流控ICP芯片进行了简要介绍,梳理总结了ICP芯片的制备技术和方法,其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP芯片的结构进行分析,进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP芯片进行了总结和讨论,列举了ICP芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而,讨论了优化ICP芯片的富集效能途径,可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段,实现对靶标物的富集效能优化。最后,针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述,指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战,需要提高富集效率和选择性,解决流体控制、混合及传输问题。可以看到,微流控ICP芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势,在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。

耳膜激振式压电作动器的设计与测试

为解决传统助听器高频增益受限及中耳植入物需侵入性手术的问题,文中设计、制作和测试了一种直接驱动耳膜的压电作动器。该作动器是一种新型的听觉假肢,融合了完全耳道式助听器的放置方式与中耳植入物的音质。作动器的前端直接激励耳膜,补偿患者的听力损失。针对压电叠堆存在输出位移不足的问题,引入了复合二级位移放大器,并采用多目标遗传算法对其位移放大比进行了优化。为优化作动器的频率特性,建立了作动器-人耳耦合力学模型,通过有限元分析确定了作动器的最佳结构参数。制作出作动器样机,并进行了测试试验,评估其听力补偿性能。结果表明:该作动器具有工作频带宽(0.1~10 kHz)、谐波失真度小(THD≤0.12%)、无需侵入性手术及高频性能优异的优点。因此,该作动器适用于耳膜激振的听损补偿,为感音神经性听力损伤的临床治疗提供一种新的方案。

双重保护的半盲彩色数字水印算法

研究了一种基于DWT与SVD相结合的半盲彩色数字水印算法,鉴于嵌入水印的实用性,原始图像与水印图像采用的都是彩色图像。在置乱变换系数和半盲水印的双重保护下,提高了水印的安全性,奇异值分解对常见的几何失真是稳健的,而小波分解可以把图像的主要能量集中到低频域中,结合它们的优点可以更好地提高水印的抗攻击性。实验结果表明,嵌入水印后的图像在加噪、滤波(如模糊、锐化)、缩放、旋转、剪切和有损压缩等攻击后,其提取水印与原始水印仍有较高的相似度与峰值信噪比,该算法具有较好的鲁棒性。

一种结合双树复小波变换和SVD分解的视频水印方法

针对传统视频水印算法鲁棒性和安全性较差的问题,提出了一种新的结合双树复小波变换(DT-CWT)和奇异值分解(SVD)的视频半盲水印方法。算法首先从视频中提取I帧,其数量和位置均由用户决定,具有良好的保密性。I帧的亮度分量经DT-CWT变换的系数有较强的鲁棒性、更佳的重构效果、灵活的水印嵌入位置以及更多的方向选择性,SVD分解后的奇异值具有良好的抗几何失真不变性。同时还生成了一个随机密钥,有效提高了视频水印的安全性。实验结果表明,该算法对视频质量的影响较小,并且能有效抵御高斯噪声、椒盐噪声、JPEG压缩、直方图均衡化、帧交换、帧删除及帧平均等多种攻击,具有较强的鲁棒性。

基于人耳生理结构的响度感知预测模型研究

为便于研究人体听觉系统生理结构及生理响应与响度感知之间的关系,构建了一种基于人耳生理结构的响度感知预测模型。首先,通过整合外耳滤波器、中耳等效电路模型及耳蜗传输线模型,构建了基于人耳生理结构的听觉外周传声模块,将外部的声输入转变为耳蜗内基底膜响应;其次,通过兴奋模式、特定响度、响度的计算,构建了模型的后端处理模块,将基底膜响应该物理响应转变为与神经发放相关的响度感知;再次,通过对比中耳压强增益、基底膜特征频率及品质因子,验证模型生理传声特性模拟的可靠性;最后,通过响度增长曲线、等响曲线、响度临界带宽的对比,证明模型在响度感知预测上的可信度。研究结果表明,所构建的响度感知预测模型不仅能够较好地模拟人耳生理结构的传声特性,还能够有效预测响度感知特性。

基于散射体模型的单站无源定位算法

提出了基于二次散射模型下,采用机动的单观测站来实现对MS的定位算法。该算法利用不同观测点获得伪目标的运动轨迹,运用圆拟合法联合估计多个第二层散射体的位置和第二层散射体到MS之间的散射距离,从而将单站定位转换成多站定位;其次将第二层散射体视为伪基站,利用成熟的多站定位算法估计第一层散射体位置;最后利用第一层散射体的位置和信号发射角估计MS的位置。其仿真结果验证了该算法的有效性。

BIM技术的精益建造在精细化管理转型中的应用

随着中国现代化建筑建造体系的逐步完善和发展,建筑企业要保持持久的竞争力,必须达到业主对设施建造质量的要求和总包方成本可控的双重要求,故如何实现建造要求和施工质量的精细化管理是一个值得深入研究的问题。本文以中建三局第一建设工程有限责任公司在各项目中出现的问题展开论述,从设计、工序、开发、施工的角度分析了造成资源浪费、成本增加的因素,构建了基于BIM技术的精细化管理模式,并通过案例分析表明当代建筑企业实现精细化管理转型的必要性。

耳膜激振式人工中耳压电作动器设计与实验

针对现有耳膜激振式人工中耳的作动器存在不能适应患者个体耳道尺寸差异、高频增益不足、受电磁干扰的问题,设计了一种新型悬浮式压电作动器。首先,结合人耳解剖结构,对作动器的机械结构及宏观尺寸进行了初步设计;其次,针对压电叠堆存在输出位移不足的问题,引入了位移放大器,并采用粒子群优化算法对其位移放大倍数进行了优化;随后,构建了压电作动器-人耳耦合力学模型,分析了金属壳体的质量和压电叠堆的层数对作动器听损补偿性能的影响,并确定了最佳的设计参数;最后,基于优化的参数制造出作动器样机,并对其听力补偿性能进行了测试。结果表明,该作动器具有工作频带宽(0.2 kHz~10 kHz)、谐波失真低(THD≤2%)、高频性能优越的优点。该作动器适用于耳膜激振的听损补偿,为听力损失的临床治疗提供了新的解决方案。

一种基于量化索引调制的视频盲水印算法

针对传统视频水印算法鲁棒性较差、计算复杂度较高的问题,结合伪三维DCT(discrete cosine transform)变换,提出了一种新的基于量化索引调制的非压缩域视频盲水印方法。该算法随机选择帧提取亮度分量,进行伪三维DCT变换,并计算交流分量的权值和,利用量化索引调制与人类视觉系统特性将水印嵌入视频,还生成了一个随机密钥,有效提高了视频水印的安全性。提取水印时不需要原始视频序列,减少了算法运行时间。实验结果表明,该算法对视频质量的影响较小,并且能有效抵御旋转、缩放、剪切、加噪、滤波、帧交换、帧删除及帧平均等多种攻击,具有较强的鲁棒性。