基于DirectSound的3D虚拟声音技术应用研究

虚拟现实技术是计算机技术发展的一个重要方向,如何在微机上实现虚拟现实系统也是一个研究热点,同时三维虚拟声音技术能产生强烈的沉浸感。介绍了三维虚拟声音的特性、传播模型,分析了多普勒频移的原理和效应模型。介绍了D i-rectX接口中的重要组件D irectSound,讨论了在微机上使用D irectSound接口的优缺点,针对此接口的不足,提出了解决方案,介绍了多普勒效应产生频移的修正公式。最后,给出了一个在微机上实现的基于OpenGL和D irectSound接口的虚拟场景的实例,产生了逼真的三维声音效果。

基于DirectSound实现三维真实感声音生成

听觉通道是虚拟环境系统中最重要的接口之一,真实感声音模拟是构建高度真实感和沉浸感虚拟环境不可或缺的一部分。DirectSound对三维真实感声音模拟提供了很好的支持,是目前在真实感声音生成领域非常优秀的开发接口。该文简要介绍了真实感声音生成的相关理论,使用DirectSound模拟真实感声音涉及到的几个接口对象,详细论述了影响虚拟环境中三维声音听觉效果的因素,以及如何利用DirectSound程序开发接口实现这些因素对三维声音听觉效果的影响。最后给出了使用DirectSound生成三维真实感声音的具体步骤,并开发了一个简单的测试程序。

Peculiarities of Sound Wave in Moving Medium

Generalized equation for linear gravity waves in moving medium has been obtained. Sound wave is considered as a particular case and it is shown that in inhomogeneous medium at rest it is propagated in full concordance with the Doppler law and principle of motion relativity, i.e. these laws are invariant with reference to properties of medium (homogeneity or inhomogeneity). In moving medium they are fair only in the case of its homogeneity. In strongly inhomogeneous moving medium, propagation of sound is absolutely impossible.

基于多普勒信号校正和短步长波束形成的列车轴承故障检测

针对受多普勒调制的移动声源信号时域幅值畸变、频域频带展宽,且在强背景噪声下信噪比(SNR)低,难以提取其故障特征等问题,提出了一种基于多普勒信号校正和短步长波束形成的列车轴承故障检测方法。首先,由声源和麦克风的相对运动关系和莫尔斯声学理论,得到了插值时间序列和幅值还原公式,对受多普勒调制的畸变信号进行了恢复;然后,提出了基于麦克风阵列的短步长波束形成方法,分段截断了信号,并对每段信号在其期望方向上进行了增强;最后,通过仿真研究了不同信噪比情况下该方法的有效性,设计了轨边故障检测实验,对产生内圈裂纹缺陷的滚动轴承进行了实验分析,并结合仿真与实验,对该方法的有效性进行了验证。研究结果表明:相较于8个麦克风收集的原始信号,信号时域、频域均被校正,且信噪比增加了11.5 dB,在强噪声背景下,采用该方法能够恢复多普勒畸变信号,并有效提取移动声源的故障特征。

基于FPGA的水下单程声径跟踪测速系统设计与实现

针对现有水下航行体的导航存在时延大和无法同时满足跟踪测速一体化问题,提出了一种基于单程声径的水下定位测速方法。相比传统长基线的双程声径定位测距,该方法基于高精度原子钟的同步系统,实现单程声径的目标测距测速。该水下定位测速一体化系统是基于具有快速并行计算能力的FPGA实现,解算结果可在微秒内完成,时延有效降低。针对目标跟踪测速一体化问题,水下航行体在系统同步时刻周期性发射线性调频信号,水下信标接收基阵设计基于短时傅里叶变换/逆变换算法对信号进行时频域转换分析,能够准确地提取信号的到达时刻和多普勒频偏。水下信标基阵进而可在系统同步周期内解算每个接收信标单元相对于水下航行体的径向速度和径向距离,实现目标的跟踪测速。仿真实验表明,该方法的跟踪相对误差控制在0.2%,测速相对误差控制在0.8 m/s。湖试试验结果表明,该方法跟踪相对误差控制在5%,测速相对误差控制在0.3 m/s。

多模态超声在单侧周围性面瘫诊断及针灸治疗效果评估中的应用价值

目的探讨多模态超声[肌骨超声(MSKUS)、能量多普勒超声(PDUS)及声触诊弹性成像(STE)]在单侧周围性面瘫(PFP)诊断及针灸治疗疗效评估中的应用价值。方法选取单侧PFP患者和健康者各60例分别为PFP组和对照组,收集2组受检者入组时的一般临床资料[年龄、性别及体质量指数(BMI)];PFP组受检者面部行针炙治疗(疗程4周,5 d/周,1次/d,30穴/次,留针30 min/次),采用MSKUS、PDUS及STE分别检测对照组受检者体检时和PFP组受检者治疗前和治疗后第1、2、3、4周两侧面神经颅外段内径及回声、面神经周围血流信号及面部表情肌(额肌、颧大肌、降口角肌及降下唇肌)杨氏模量值,采用ROC曲线分析PFP组患者两侧面神经内径和面部表情肌杨氏模量值对PFP临床诊断及针炙治疗效果的预测价值。结果PFP组患者治疗前患侧面神经内径大于健侧及对照组(P<0.05),患侧面部表情肌杨氏模量值低于健侧及对照组(P<0.05);PFP患者治疗前两侧面神经周围血流信号分级与对照组比较,差异有统计学意义(P<0.05);ROC分析显示,面神经内径及面部表情肌杨氏模量值诊断PFP曲线下面积均>0.90,诊断性能较好;随着针灸治疗的进行,PFP组患侧面神经内径呈下降趋势,面部表情肌杨氏模量呈上升趋势(P<0.01)。结论多模态超声不仅能为PFP的诊断提供客观、可量化、可重复性好的影像学依据,还能动态评估PFP针灸治疗的疗效。

基于激光多普勒测速技术的超声驻波声场特性的研究

文章首先阐述了超声波在医学诊断、治疗、材料加工、质量检测等方面的关键作用;然后详细分析了国内外超声波技术的研究现状和发展动态,强调了激光多普勒测速技术在提高声场测量精度方面的优势;最后探讨了基于激光多普勒测速技术的超声驻波声场特性研究对促进科技进步和产业升级的潜在影响,以及面临的挑战和未来发展趋势。

彩色多普勒超声对乳腺癌前哨淋巴结微转移的诊断价值

目的:评价彩色多普勒超声对乳腺癌前哨淋巴结(SLN)微转移的诊断价值。方法:回顾性分析行乳房单纯切除/保乳+SLN活检术的患者167例,术后对139例术中快速冷冻病理检查为阴性的314枚SLN行病理超薄切片和免疫组化检查,结合患者彩超结果,分析彩色多普勒超声对存在乳腺癌微转移的SLN诊断的准确性及声像学特点。结果:有淋巴结微转移的19例患者的彩色多普勒成像中,15例有丰富的形态学改变或血流显示,且有12例获得动脉血流频谱。淋巴结微转移组淋巴结长短径比(L/S)为1.43±0.31,周边血流峰值流速(Vmax)为(18.29±2.70)cm/s,阻力指数(RI)为0.72±0.13。SLN微转移组淋巴结的L/S明显小于正常淋巴结组(P=0.024),Vmax、RI均高于正常淋巴结组(均P<0.05),但与宏转移组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:彩色多普勒超声对存在微转移的乳腺癌淋巴结有可观的诊断指征。结合示踪剂引导SLN活检,可提高SLN的发现率及活检率。

青藏高原那曲地区雨季雷达回波、降水和部分热力参量的统计特征

利用 1998年青藏高原地面雷达资料、探空资料和地面降水资料 ,计算分析了青藏高原的雷达回波、层结热力参量及其降水的统计特征。结果表明 ,在 6月中旬青藏高原雨季来临之后 ,云中对流活动明显增强 ,雷达回波强度增大 ,回波顶高和回波面积增加 ,层结热力参量明显改变 ,对流凝结高度下降 ,气块能量增加 。

术中超声辅助下腔外瓣膜成形术治疗原发性下肢深静脉瓣膜功能不全

目的探讨术中超声辅助下腔外瓣膜成形术对原发性下肢深静脉瓣膜功能不全（PDVI）的治疗效果和应用价值。方法回顾性分析我院从2004年10月至2009年2月PDVI患者63例（74条肢体），CEAP分级：C274条肢体，C317条肢体，C436条肢体，c513条肢体，C68条肢体。下肢顺行静脉造影提示深静脉返流Ⅱ～Ⅳ级，浅静脉迂曲扩张。在术中超声辅助下行腔外瓣膜成形术，同时行大隐静脉激光烧灼术及小腿交通静脉点状剥脱术。结果术后所有患者症状全部消失，下肢慢性溃疡者在2～4周愈合，色素沉着逐渐改善。术后6个月进行患肢VCSS评分，表明症状明显缓解，术后6个月复查彩超表明瓣膜成形处直径及返流时间与术前比较差异有统计学意义（P〈0．01），48例患者术后随访1～5年无复发。结论术中超声辅助下腔外瓣膜成形术治疗PDVI，方法客观，疗效确切。

旋转点声源空间声场的频域精确解

在任意运动点源声辐射频域解的基础上，推导了旋转点声源在空间任一点处的声压计算公式，该公式不需要附加条件，适合于任何近场或远场；由此讨论了简谐源作旋转运动时的声场方向性特征，研究了源频率及旋转频率等对声场声压的影响．研究表明：声场分布具有强的空间指向性；旋转频率的变化将伴随着多普勒效应的出现；源自身频率的变化将改变谐波范围．

电离层侧向散射探测试验研究

随着高频通信、探测技术的发展,开展电离层侧向散射的研究具有重要意义.搭建了电离层侧向散射探测试验平台,基于该试验平台,进行了侧向散射探测试验,获得了群距离-频率-幅度的三维侧向散射电离图和地、海侧向散射来波谱图.试验结果表明,基于该试验平台,能够获取电离层侧向散射探测结果,为后续电离层侧向散射信道特性、地海杂波特性的深入研究奠定了基础.

基于小波分析的声全息识别运动声源的方法

在声全息法识别运动声源理论的基础上,建立了基于小波变换消除多普勒效应的方法。给出了声全息法识别运动声源的理论模型,并对识别过程中的多普勒效应问题进行了分析,提出了相应的解决方法。实验结果表明:该方法能够准确识别运动声源,而且比传统方法更符合声源实际位置,有效地解决了原方法中需要预先已知声源的真实频率才能完全消除多普勒效应的缺点,提高了运动声源的识别精度和计算效率。

应用武汉电离层斜向返回探测系统测量回波相位

电离层作为时空随机变化介质,除了规则变化外还存在着不规则结构和随机变化,即电离层不稳定性,其直接影响是经过电离层传播的电波产生相位随机起伏。利用垂测仪和信标接收机测量精确相位数据的各种方法已被广泛应用,而应用具有大范围电离层探测能力的高频天波超视距雷达测量回波相位的方法还没有文献提出。文中提出了一种从相位编码脉冲压缩体制电离层探测雷达测量的电离层信道双时响应中提取相位数据的理论。此理论被成功地应用于自行研制的武汉电离层斜向返回探测系统中,探测获得了有效的回波相位数据。

导管吸栓术与Fogart导管取栓术治疗重症下肢深静脉血栓形成对比研究

目的通过对导管吸栓术与Fogavt导管取栓术治疗重症下肢深静脉血栓形成的临床对比研究，探讨2种术式在安全性与临床疗效方面的差异。方法重症下肢深静脉血栓形成患者随机分成A、B两组，A组16例采用导管吸栓术，B组16例采用Fogart导管取栓术。2组均置入下腔静脉滤器并辅以置管溶栓，根据术后溶栓情况酌情取出滤器，所有病例术后维持抗凝及压力治疗6—12个月。结果A组术后3h患肢周径变化、术后镇痛治疗时间、术后腹股沟区淋巴漏发生率、术后滤器置留时间等指标均明显优于B组（P〈0．05）；术后随访6个月血栓形成后遗症发生率A组与B组差异无统计学意义（P〉0．05）。结论导管吸栓术较Fogart导管取栓术治疗重症下肢深静脉血栓形成具有更微创、更高效的临床特点，具有很高的临床应用价值。

我国新一代天气雷达网监测系统

简要介绍了我国正在布网的雷达的特点和功能以及雷达气象产品及其气象应用软件 ,给出了冰雹云识别和跟踪、中尺度气旋、暴雨等产品的个例。新一代天气雷达系统具有较强的对灾害性天气监测、预警能力 ,对较大范围内降水 (台风 )进行定量估测的能力 ,以及获取回波信号中风场信息的能力 ,是综合探测、分析、预测、预警功能为一体的智能型系统。

阴道三维彩色多普勒超声对子宫腺肌症的诊断价值

目的分析与探讨阴道三维彩色多普勒超声对子宫腺肌症的临床诊断价值与意义,为子宫腺肌症的诊断提供科学依据与指导方法。方法选取保定市第一医院2010年8月至2012年8月期间收治的子宫腺肌症患者共88例,采取经阴道三维彩色多普勒超声和腹部超声进行检查,所有结果均与患者病理学或手术结果相对比,以比较两种检查方法的准确率。结果腹部超声53例符合,16例误诊,19例漏诊,阴道三维彩色多普勒超声76例符合,8例误诊,4例漏诊。阴道三维彩色多普勒超声的灵敏度(84.61%)、特异度(88.89%)、准确度(86.36%)、阳性预测值(91.67%)、阴性预测值(80.00%)均高于腹部超声(64.44%,55.81%,60.23%,39.58%,60.00%)。子宫腺肌症患者阴道三维彩色多普勒超声的影像学特点主要为子宫增大、肌层内部存在稍强回声并伴有增强回声光斑、病灶内存在短条或短枝状血流信号等。结论对于子宫腺肌症患者,采用阴道三维彩色多普勒超声检查具有较高的准确性,且检查安全无创,患者耐受性强。

非相干多普勒激光雷达探测风廓线精度分析

多普勒激光雷达在晴空大气风场探测中具有高精度和高时空分辨率的特点。中国气象局气象探测中心的车载非相干多普勒激光雷达基于高光谱技术,可以进行大气风廓线、水平风场和扇形风场的探测。2011年3月～4月,用该激光雷达在北京南郊观象台与L波段探空雷达进行了同步对比观测,得到50组可对比风廓线数据,平均有效探测高度为6038 m。在能见度较好的情况下,有效探测距离可达10 km;共得到30240对风速风向可对比统计点,风速的相关系数为0.82,系统差、标准差分别为0.586 m、5.38 m/s;风向的相关系数为0.94,系统差、标准差分别为5.93°、37.98°,两者的一致性较好。把5 km高度以下的数据按1000 m一层进行分层,分析各层风速、风向的相关系数、系统差和标准差显示。结果表明在1000～2000 m高度层激光雷达探测风廓线与L波段探空雷达的一致性最好,并对产生原因进行了分析。对于非相干多普勒激光雷达,探测数据的精度同时受到回波信号信噪比及低空气溶胶迅速变化的影响。

台风激发的声重力波的可探测性研究

通过对北京大学高频多普勒台站(39.4°N,116．2°E)多年的观测资料及相关台风资料的统计分析,着重研究了高频多普勒探测手段对由台风引起的扰动电离层响应的可探测性问题．通过对台风登陆前后的高频多普勒观测记录的细致分析及与宁静条件下记录的对比研究,表明高频多普勒观测手段可以很好地探测由台风激发的声重力波,尤其是对台风登陆前后所激发的扰动具有较高的可探测性．在所分析的24次台风事件中有明显扰动记录的高达22次(22/24)．结合观测事实与Huang等的统计结果(2/12)进行了比较,并进行了可能的原因分析．通过数值模拟的方法对观测到的主要扰动的非线性传播过程进行了模拟再现,结果基本上与观测结果及线性传播理论一致．确认了～般情况下高可探测性这一事实,但同时也表明可探测性和台风激发源与探测位置及中尺度TIDs在电离层中的传播模式有密切关系．

电离层垂直探测中扰动观测模式研究

电离层高频反射回波的多普勒频移观测是研究电离层扰动的一个重要方法。利用电离层垂直探测中的组合脉冲控制和回波相位测量分析方法,开发并实现了一种电离层扰动观测模式。实验观测表明,新开发的观测模式在电离层高频反射回波为窄带信号的情况下,可实时获得高精度多普勒频高图,并给出电离层扰动速度的时空变化曲线,能够满足电离层扰动观测研究的需要。