外场声源识别(HD Acoustic Camera)

2.2 图形捕捉及网格定义

点击Camera preview键，交互调整麦克风阵列相对被测物的位置，然后再点击Camera picture捕捉图片。

在捕捉图片的同时，系统将使用阵列上的红外测距传感器自动检测测试物到阵列的间距。用户也可以手动输入间距。

最后得到的图形包含了如下信息：

（1）红色点标识代表阵列上各麦克风的位置

（2）黄色方框为准备进行声源识别的区域（用户可拖曳该方框的顶角端进行区域的调整）

（3）网格代表进行声源识别计算的点数

2.3 参数定义说明

图3 参数定义说明

（1）Wide：选框，是否选择使用相机的广角效果。

（2）Camera angles：相机的角度范围，该值一般选择相机的默认值。

广角模式角度范围：垂直方向87.6°，水平方向104°

非广角模式角度范围：垂直方向46.8°，水平方向60°

（3）Array：当前所使用的麦克风阵列模板名称

（4）Sensors (*not array member)：为非阵列传感器，即不参与声源识别计算的传感器。用于当某个传感器/通道出现故障时，或该传感器为参考传感器时，将其排除出声源识别计算。

（5）Microphone size：麦克风尺寸。由于红外测距传感器与麦克风传感器不在一个平面，该处设定麦克风尺寸，以对麦克风阵列到被测物的间距进行修正。软件默认的是丹麦GRAS 40PH的麦克风尺寸。如果需要修改该数值，可以到MapdB.ini文件中修改z0项数值；该文件中的y0 和x0 数值表征摄像头不在阵列中心。

（6）Symetrisation选框：勾选标识计算时考虑地面反射。

（7）Calculation step：定义沿水平/垂直方向的计算网格数。

最终的设置文件将保存为.bdd文件。

（1）如果在该设置界面重新点击New，l会自动激活Camera preview，生成新的包含图形及网格信息的bdd文件。

（2）如果要使用相同的图形及网格，进行不同工况的测试，应当在下一个测试界面点击New，创建新的项目文件。

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HDCam 测试界面

3.1 数据文件定义/管理

在测试界面可以：

（1）直接使用设置界面得到的bdd文件，点击Record开始进行测试，每一组数据文件均对应一个bdd文件，第二组及之后的文件会在文件名后自动以数字更新。

（2）点击New，重新建立一个bdd文件，点击Record开始进行测试，测试数据将与设置界面的图形及网格信息一同存储到新的bdd文件中。

（3）点击Open，选择Simcenter TDF (*.idx)，直接调用已有的TDF数据文件，将数据文件和设置界面得到的图形和网格信息共同存储在与TDF文件名相同的bdd文件中。

3.2 信号采集

点击Record键，开始信号采集。测试过程中，软件会切换Testlab的Measure界面。测试完成后，软件将自动返回到HD Acoustic Camera界面，等到Record键下方的指示灯变绿后，表示数据存储完毕。

如果对于移动声源，勾选Movie during acquisition，l与数据同步记录视频信息。 

3.3 数据检查

（1） 界面左上图代表某通道传声器的原始波形信号。

（2） 界面左下图代表某通道传声器的平均频谱，如果选择OAL array，l显示

（3） 阵列上所有麦克风的总晕值。

（4） 界面右上图显示通道信号状态，其含义如下：

绿色代表阵列麦克风信号正常；

蓝色代表非阵列麦克风信号正常；

红色代表通道未激活；

黄色代表则试进行中或状态更新中。

（5） 界面右下图为麦克风阵列示意图（阵列背面试图），其上的红色点标志与左下的频谱通道以及右上通道信号状态图相关联，以便于用户直接定位到故障麦克风及通道。

（6） 通过点击中的按钮对各个通道的信号进行频谱显示，如发现有通道频谱异常，定位找到阵列上的哪个麦克风，以便检查。

（7） Duration，Sampling Frequency，Trigger，Delay等显示测试的相关参数。

（8） Weighting可以在线性频谱和A计权频谱之间切换。

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HDCam 测试界面

点击测试界面的Preview键，会弹出测试预览界面，如下图所示。

点击Start开始预览：

（1） 在Spectrum或者Third Octave中使用鼠标拖动或单选某个所关心的频率或倍频程；

（2） 在Map中显示噪声源分布云图；

（3） 对关心的云图可以使用Snapshot键进行截图。

图 6 HDCam 测试预览界面——Spectrum

图 7 HDCam 测试预览界面——Third Octave

如果在线预览性能不好时，可以尝试如下手段：

（1） 在Testlab Measurement Setting → Acquisition Parameters界面选择较小的带宽(Bandwidth)或者较少的谱线数(Spectral Lines)；

（2） 在Testlab Measurement Setting → Acquisition Control中使用Overlap；

（3） 检查CamSuite 软件中的Webcam属性的video设置中是否选择的是30fps。

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HDCam后处理数据分析界面

5.1 界面说明

界面左上图代表某通道传声器的原始波形信号。通道选择在Time data后的下拉菜单中选择。

界面左下图代表原始波形所对应通道传声器的三维频谱(color map图)。

界面右上图代表某通道传声器的平均频谱。通道选择在Spectrum后的下拉菜单中选择。如果选择Array，l显示阵列上所有麦克风平均的频谱界面右下图显示在选定频段和时段的噪声源云图。时段和频段可以直接在上述原始波形、三维频谱、平均频谱中使用鼠标拖选，也可以在界面右侧Time selection (s)和Range selection (Hz) 中手动输入数值定义。

5.2 声源定位算法说明

选定进行声源识别的时段和频段后，点击Display键后，软件会自动根据频率范围以及测试物与阵列间距，选择合适的算法进行声源识别，并将噪声云图显示出来。算法选择：

（1） 对于远场测试（间距≥30cm），软件自动使用远场Beamforming算法；

（2） 对于近场测试（间距

（3） 对于近场低频成分的声源识别，当Focalization空间分辨率不够时，可以选择使用iNAH算法以提高分辨率。此时先点击Process iNah，开始iNAH计算。当iNah选框可选时，表示计算完成，此时勾选iNah前的选框，此时得到的噪声源云图即为iNAH的分析结果。

图 8 分析结果示意图

5.3 参数定义说明

（1） Weighting：选择计权方式(A计权和Linear线性)。

（2） Resolution：频率分辨率，其决定了做一次谱分析的时间长度(time window= 1 / resolution)。

（3） Spectrum overlap：进行谱分析的重叠率。

（4） Frequency window size：定义用于按照频率变化的噪声源云图动画模拟的频率步长。

（5） Time window size：定义用于按照时间变化的噪声源云图动画模拟的时间范围。

（6） Video synchro. recovery delay：视频同步延迟设定。对于移动声源识别时， 一般来说，视频会在第一个采样点前开始采集，在最后一个采样点后停止采集。客户可以在这里微调其同步关系。默认值为0。对于非移动声源的静态图片声源识别，该值必须为0。

（7） Map averaging: 噪声云图计算的平均模式，有三种：

Spectrum：用于相关源的识别，计算速度快。但不适合于对不相关的源（如异响）进行识别。

PCA：用于进行相关源或者不相关源的识别，计算速度相对Sepctrum较慢。适合于瞬态啋声、空气动力啋声、SquealRattel的异响识别。

Hologram：旧的声源识别算法，已经为PCA替代。

Reference：此处可以选择一个非阵列的参考通道，用于在声源识别计算过程中，通过平均消除与该参考通道不相关的因素。