小波分析与声场计算机模拟

       小波分析源于传统的信号分析，它是 !" 世纪 %" 年代以来比较热门的一个国际前沿领域。被认为是常规傅里叶分析方法的一个突破性进展。原则上讲，传统上使用博里叶分析的地方，现在都可以用小波分析取代。小波分析与窗口傅里叶分析都属于时 & 频分析，然而它们在性质上还是有颇大差异的。其中最主要的是：窗口傅里叶分析对不同的频率成分，在时域上的取样步长均相同，而小波分析利用小波的伸缩和时移特性，对不同的频率成分在时域上的取样步长是调节性的，高频者小，低频者大。因此，小波分析优于傅里叶分析的一个显著特点是小波分析在时域和频域上同时具有良好的局部化性质，由于对高频成分采用逐步精细的时域或空域取样步长，从而可以聚焦到对象的任意细节，因此它被誉为数字显微镜。目前，相对于傅里叶分析，小波分析已经或正在更有效地应用于瞬态噪声信号分析、声信号分离、声信号特征提取、声源鉴别等领域，且在声信号分析中的应用领域正在不断拓宽。

     声场计算机模拟作为一种新型的声学分析技术正日益广泛地得到应用。根据声学原理，借助于现代计算机技术，目前国内外许多研究机构开发了有关声场计算的软件。如房间或管道中声场分布计算软件，它可根据房间内声源特性及分布、房间尺寸及声学性质等计算给出室内声场三维分布，为室内噪声控制、各类厅堂、剧院、舞厅等的声学设计提供指导和依据。城市环境噪声声场分布信息系统软件，则在城市地理信息系统（给出城市建筑物、地形、地貌等的三维分布）基础上，建立城市噪声源数据库（如铁路、城市道路、船舶航运、机场、工业噪声源等各类噪声源的三维分布、源强、声源特性等），局部可计算某个工厂厂区、某个机场等小范围内的声场分布，总体上可计算整个城市范围内的环境噪声分布，并可根据城市建设或规划中噪声源增减（如新建或取消铁路、公路、机场等）等调整，实时预测现状或未来城市声环境分布，为城市规划和建设提供有力依据，目前德国等多个欧洲国家的若干个城市已建上了该系统。