相对接近度 2D / 3D

相对接近度(Relative Approach)按人耳的方式评价声音:不看绝对电平,而看它偏离听觉预期的程度。 分析过程持续地根据每个频带自身的近期历史以及相邻频带的情况,预测该频带"应该"有的电平, 然后只输出实测电平与预测电平之差。稳态背景噪声因此被抵消,冲击、音调起振、"咔哒"声、 "滴答"声等不规则结构则突显出来。这使相对接近度成为在响亮但均匀的背景中找出主观烦扰成分的最有效工具之一。

理论

图案预测与残差

信号先被分解为分数倍频程频带,每个频带转换为电平-时间曲线。回归(图案)估计器沿每条曲线运行, 给出一条平滑的"预期电平"预测。分析的输出是残差 —— 即实测电平中估计器无法预测的那一部分:

RA(t, f) = 实测电平(t, f) − 预测电平(t, f)

完全稳态的声音是完全可预测的,因此无论多响,其残差都接近零。而带有突然起振或孤立音调成分的声音, 恰好会在不规则处产生很大的残差。

实测电平 vs. 预测图案 → 残差 电平 实测 预测图案 RA [cPa] 时间 事件 1 事件 2

图案方向

预测可以沿时间轴、沿频率轴,或两者兼顾。选择不同方向,强调的不规则类型也不同:

处理链

  1. 通道重采样到统一的内部采样率,并施加一小段淡入以避免启动瞬态。
  2. 分数倍频程滤波器组把信号分解为频带(默认 1/12 倍频程)。
  3. 各频带电平按所选时间常数平滑,并抽取到内部帧率。
  4. 回归估计器在频带矩阵上运行。开头的零点几秒用于初始化估计器,不予输出, 因此结果起点略晚于录音的起始时刻。
  5. 2D:把各频带合并为一条曲线。3D:保留频带矩阵,并沿时间轴归并到所要求的时间点数。

2D 与 3D 两种形式

相对接近度 2D相对接近度 3D
结果类型单条随时间变化的曲线彩色图,时间 × 频带
频带如何合并跨全部频带能量求和(每帧 1 个值)不合并 —— 保留每个频带
时间分辨率完整内部帧率归并到 Max Nbr of Time Values(每格取峰值)
单位cPacPa
典型用途快速筛查:不规则何时发生诊断:何时、在哪个频率发生
结果单位 cPa(厘帕,10−2 Pa)是一种压缩压力标度。 相对接近度数值不是声压级,不能与 dB(SPL) 数字比较 —— 只能与其他相对接近度结果相互比较。

参数

参数取值 / 范围默认值说明
Base Analysis(基础分析)Filter nth Octave、FFT nth Octave、Loudness FFTFilter nth Octave 频带矩阵的生成方式。滤波器组方式最贴近人耳的时间特性。
Band Resolution(频带分辨率)1/3、1/6、1/12、1/24 倍频程1/12 倍频程 分析频带的宽度。分辨率越细越能分开靠近的音调,但计算量增加。
Spectral Weighting(频谱计权)None、A、B、C、D、G,以及振动计权 Wb、Wc、Wd、We、Wf、Wh、Wj、Wk、WmNone 频带分析前施加的频率计权。
Time Constant Fs0.005 s 预测沿频率轴进行时所用的电平平滑时间常数。
Time Constant Ts0.005 s 预测沿时间轴进行时所用的电平平滑时间常数。
Variation Analysis(变化分析)Regression、Prominence 3DRegression 用于导出"偏离预期图案"的方法。
Regression Algorithm(回归算法)Time Pattern、Frequency Pattern、Frequency-Time PatternTime Pattern 预测的方向(见上文)。
Weighting F0 – 10.5 组合算法中频率方向预测所占的比重。
Weighting T0 – 10.5 组合算法中时间方向预测所占的比重。
Max Nbr of Time Values(最大时间点数)整数(仅 3D)600 彩色图的列数。每列取其覆盖帧的最大值,因此归并不会丢失短促事件。

结果解读

典型应用

使用建议

相对接近度有意抑制稳态成分。一个很响但完全平稳的成分只会得到很小的相对接近度值。 切勿单独用本分析判断总体响度 —— 请与电平或响度分析配合使用。

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