2025年大学《声学》专业题库—— 声学在声波场信号处理中的应用.docxVIP

2025年大学《声学》专业题库——声学在声波场信号处理中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（请将正确选项的代表字母填入括号内）

1.在声波信号处理中，傅里叶变换主要用于将信号从时域转换到：

(A)空间域

(B)相位域

(C)频域

(D)幅度域

2.对于频率为f的平面声波在理想介质中传播，其波长λ与声速v的关系是：

(A)λ=v/f

(B)λ=f/v

(C)λ=v2f

(D)λ=v/f2

3.在室内声学环境中，声音传播的主要途径不包括：

(A)直接声传播

(B)滚轮声传播

(C)反射声传播

(D)散射声传播

4.自适应噪声消除技术（如LMS算法）的核心思想是：

(A)完全消除所有频率成分

(B)利用信号和噪声的统计特性，使估计的噪声信号逐渐逼近实际噪声信号，从而从混合信号中减去噪声

(C)将噪声信号转换为可听信号

(D)增强噪声信号的主观感受度

5.波束形成技术通常用于：

(A)增强信号带宽

(B)降低信号传输功率

(C)实现空间滤波，增强特定方向信号或抑制干扰

(D)改变信号的信噪比不依赖方向信息

6.声全息技术利用了声波的：

(A)多普勒效应

(B)干涉和衍射原理

(C)衰减特性

(D)线性传播特性

7.在水声通信或探测中，声波传播的主要限制因素是：

(A)频率越高越好

(B)声速恒定

(C)介质吸收和散射导致信号衰减严重

(D)声波无法发生反射

8.下列哪种信号处理方法属于线性时不变系统？

(A)微分方程描述的系统

(B)包含非线性元件（如二极管）的系统

(C)时变系统，其特性随时间改变

(D)既有非线性又有时变特性的系统

9.空间谱估计的目的是：

(A)估计信号幅度

(B)估计信号相位

(C)估计声源在空间中的位置

(D)估计信号频率

10.语音增强技术旨在：

(A)提高语音信号的可懂度，抑制背景噪声和干扰

(B)改变语音的音色

(C)增加语音信号的带宽

(D)完全消除语音信号中的所有频率成分

二、填空题

1.声压级（SPL）是以______为参考声压，对声压进行对数标度的物理量。

2.傅里叶变换的时域和频域表示之间遵循______定理。

3.室内声学中的混响时间与房间体积、吸声材料的面积以及声源的______有关。

4.自适应滤波器系数的更新通常基于______误差（或其梯度）。

5.波束形成中，麦克风（或水听器）阵列的几何排列方式会影响其______。

6.声全息记录的是声波的______和振幅的分布。

7.在声学模式识别中，可以利用声音信号的______特征进行分类。

8.信号处理中的卷积运算在时域上等效于______运算，在频域上等效于______运算。

9.水声信道中的多径效应是由于声波在传播过程中遇到______发生反射和散射造成的。

10.评估声学信号处理算法性能时，常用的指标包括信噪比改善（SNRI）、______和计算复杂度。

三、简答题

1.简述声波从时域转换到频域的意义，并说明傅里叶变换的主要应用场景。

2.解释什么是声波的衍射现象，并简述衍射对声波场分布和信号处理可能产生的影响。

3.描述自适应滤波器（如LMS算法）的基本工作原理，并说明其适用于哪些噪声消除场景。

4.简述波束形成技术的基本思想，并说明其如何用于实现方向性控制。

5.简要说明声全息成像与普通照相的区别，并简述其记录和重建过程的关键步骤。

四、计算题

1.已知一平面简谐声波在空气中传播，声速为343m/s，频率为1000Hz。求该声波的波长。若该声波的声压幅值（未考虑介质效应）为20μPa，求其声强级（单位：dB，参考声强为1×10?12W/m2）。

2.设一个两麦克风线性阵列，麦克风间距为d=0.5米，声源位于与阵列法线成30度角的方向，声波在空气中的速度为343m/s。求该声源到达两个麦克风的时间差（时间延迟）。

3.考虑一个简单的自适应噪声消除系统，输入信号为x(n)=s(n)+n(n)，其中s(n)是期望信号，n(n)是加性白噪声。系统的自适应滤波器输出为y(n)，误差信号为e(n)=x(