耿胜远 胡乾勇 李加力 张学勇通讯作者

1.安徽建筑大学数理学院 安徽 合肥 230601 2.安徽省建筑声环境重点实验室 安徽 合肥 230601

引言

随着研究的深入开展，人们对噪声的要求也越来越严格。近场声全息技术(Near―field acoustic holography，NAH)发展于上个世纪80年代，目前仍然是研究噪声的一项非常关键的技术，该项技术能够精确识别噪声数量以及噪声位置。本文首先介绍了近场声全息六种声场重建算法，包括快速傅里叶法(Fast Fourier transform，FFT)、统计最优法(Statistical optimization near―field acoustic holography，SONAH)、边界元法(Boundary element method，BEM)、等效源法(Equivalent source method，ESM)和压缩感知法(Compressed sensing，CS)，并各个算法的优势与缺点总进行总结，最后对该技术的发展进行了展望。

1 规则声源的声场重建技术

1.1 基于快速傅里叶变换的近场声全息 1980年，Williams等人[1]采用麦克风阵列进行实验，成功重构了声源的声场，这标志了基于FFT的NAH技术被正式提出。Veronesi和Maynard[2]在1987年主要研究了近场全息图像重建的数值实现过程，并从理论上解释了误差来源，经过实验表明，对空间波数域中的高波数区的耗散波会被急剧放大，重建图像的分辨率极大降低。为了降低高波数区时倏逝波以及其他因素对声场重建和声源识别的误差，基于空间波数域滤波的方法便诞生了，这种方法的原理通过在波数域中加入指数窗的方式减小声场重建的误差。基于FFT变换的NAH技术应用范围越来越广。

该技术发展至今，在测量时要求声源面和全息面都是规则形状的，这在实际中很难满足，其自身固有缺陷无法修复，因此限制了这项技术的应用。基于FFT算法的NAH在处理声辐射逆向过程中会将高空间频率的倏逝波放大指数倍，全息测量面上很小的测量误差也可能对重建结果产生很大的影响，因而重建声场具有不稳定性。……