1.2 当前研究与进展

1.3论文内容与结构安排

    本课题主要需要结合所学《数字信号处理》课程有关的基础理论知识，同时探讨关于室内混响时间的计算问题，深入了解室内点声源多径环境模拟的原理，掌握镜像法模型模拟室内声冲激响应的方法，并在Matlab环境下编程仿真实现该方法。针对基本互相关和广义互相关时延估计方法在多径环境下的性能进行了分析和比较，结果表明在多径比较弱的环境下，广义互相关法（GCC）的估计效果还是可以的，但当多径环境严重到一定程度，GCC法也将失效。论文的第二章介绍的主要是声线跟踪法、镜像法以及它们的混合法的基本原理以及实现方法，第三章将着重介绍镜像法在matlab环境下的模拟仿真，并且介绍几种时延估计法比较出它们在多径以及非多径情况下的性能差异。最后将进行对这一研究课题的总结与展望。文献综述

2 计算房间脉冲响应的经典方法

    从理论上来说，为了能够得到封闭空间之内声脉冲响应的解析解我们可以通过声波的传播理论来解决。但是，如果说要在复杂的边界条件解得波动方程却依然是一项浩大的工程。另一种我们所采用的传统的缩尺模型法，则被认为无论是从时间或者技术以及经济上,都存在着无法克服的缺陷。而新兴的计算机仿真技术，则使得声波室内的传播规律还有预测声学性质上面要比过去传统方法既快速又来得实惠。再加上目前来说,采用编程的方法来完成研究室内声学某些特性已经变得相当可行.，所以利用计算机模拟空间声场也就成为研究热点。利用计算机对于封闭空间点声源所产生的脉冲响应也是近些年来才慢慢发展起来的新技术。这种计算机模拟方法的基本原理就是利用计算机来模拟声音在室内传播过程中，通过各种参数反映出空间中各个反射声的能量或者延时还有方向等等参数结论，从而得到空间的脉冲响应，避免了实际实验的麻烦。

2.1声线跟踪法

    声线跟踪法认为在室内声音是以声线的方式向各个方向传播的。当我们使用声线法处理声音的能量时会考虑声能量扩散，但是我们忽略了声的波动效应，只把声音的粒子效应计算在内。这样做会使得当用算法去处理结构比较复杂的封闭空间时这种方法才会有比较高的运算效率。论文网

2.1.1 经典声线跟踪法的假设条件及基本原理

    当研究所有壁面都是平面的声学环境时，在某时刻某位置的声源向四周不断释放大量声粒子，这些粒子在与壁面碰撞反射以前都会沿直线运动，于是我们把这些声粒子以及壁面的碰撞点逐次相连所得到的的线称为声线。我们学过惠更斯原理,所以可以知道当声线碰到墙壁后，由反射定律可以知道声线会在碰撞点处会发生镜面反射,其反射方向可以用概率论知识来选取，由计算机发出，比如由随机数来决定。发生反射后，声线就会沿新方向继续前进，进而发生新的反射。由于声线由声源向周围传播的过程中会与壁面发生碰撞,每一次的碰撞都伴随着能量的衰减。当声线的能量衰减到一定的程度之后,我们就可停止跟踪，每一根都可以使用这个方法跟踪。在此过程中，我们需要记录下的就是声线穿过之前设定好的面积或者体积(计数器）时所具有的能量,同时也要记录下到达时间。最后，我们通过记录下的数据得到计数器内能量随时间的分布。当选取适当的时间间隔时，它就可以作为一定时间内的平均脉冲响应。从以上的声线法的原理可以看出，这种方法的应用必须有几个必备条件，对于房间来说第一就是室内的几何形应该要状较为规则；二，房间的尺寸应远大于声波的波长；三各个壁面都应最大限度地满足是平面这个要求。对于声源来说假设条件就是:首先声源应该能够向四周均匀地发出大量声线，换句话来说就是没有指向性;其次每一根声线都具有同样的能量，当然每根声线携带能量的平均大小是由声源的总能量及声线根数来加以确定的。