Page 78 - 《应用声学》2023年第2期
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266 2023 年 3 月
模型在 4 个房间中的估计误差箱线图如图 6 所 真实数据、GAN分别在短、中、长混响时间下效果最
示。从图 6 中可以看出，在低混响时间场景下 (房间 佳；由于在真实数据集中，中等混响时间数据显著多
1)，4 个模型的误差和方差与其他场景下相比最小， 于短混响时间和长混响时间数据，使用真实数据训
4 个模型均存在高估混响时间的趋势；在中等混响 练的模型的估计集中在中等混响时间，因而模型在
时间场景下 (房间 2、房间 3)，真实数据训练的模型 中等混响时间下性能最优异。
和方差较小，而所提方法训练的模型误差和偏差较
表 3 不同混响时间下，两两模型之间的 Fisher
大；在长混响时间场景下 (房间 4)，所提方法训练的
LSD 事后检验
模型误差和方差最小，4 个模型均存在低估混响时
Table 3 Results of Fisher LSD post hoc
间的趋势。
test between four methods in different re-
verberation time
400
200 0 混响 RMSE/ms p 值
ͥᝠឨࣀ/ms -200 时间/s 真实数据 (I) 均值 ± 标准差 I II III
方法
121 ± 63
-400
-600 ᄾࠄ ᘿູข Schroder 32 ± 71 < 0.01
ஷᎭॴവی ၷੇࠫઈᎪፏ 0.32
-800 模型 (II)
ᫎ1 ᫎ2 ᫎ3 ᫎ4 虚源法 (III) 67 ± 87 < 0.01 < 0.01
ᫎ
GAN(IV) 67 ± 76 < 0.01 < 0.01 0.980
图 6 4 种方法训练的混响时间盲估计模型在不同
真实数据 (I) 63 ± 49
房间中的估计误差箱线图。房间的尺寸与声学参数
Schroder
见表 1 0.82∼0.83 模型 (II) 173 ± 109 < 0.01
Fig. 6 Estimation errors of four methods and
虚源法 (III) 90 ± 88 < 0.01 < 0.01
baselines in different rooms. The details of the
GAN(IV) 149 ± 113 < 0.01 < 0.01 < 0.01
room configuration are shown in Table 1
真实数据 (I) 500 ± 117
为了探究在不同混响时间下各个模型的估 Schroder
计性能的影响，将模型和混响时间作为自变量， 1.51 模型 (II) 308 ± 109 < 0.01
RMSE 作为因变量进行双因素方差分析 (Analy- 虚源法 (III) 269 ± 92 < 0.01 < 0.01
sisof variance, ANOVA)。统计结果表明：不同模 GAN(IV) 127 ± 82 < 0.01 < 0.01 < 0.01
型 [F(3, 11996) = 794.86; p < 0.01] 和不同混响时
间 [F(2, 11997) = 5596.41; p < 0.01] 对模型估计的 为了探究使用本方法所生成的 RIR 对真实数
RMSE 均存在显著性影响；模型和混响时间存在 据增广的效果，使用 GAN 模拟混响时间大于 0.8 s
显著的交互作用 [F(6, 11988) = 1207.11; p < 0.01]。 的RIR 对真实数据集进行增广，使真实数据集的长
表 3 展示了在不同混响时间下，两两模型之间的 混响数据与中短混响数据数量接近。使用增广后的
Fisher LSD 事后检验。统计结果表明：随着混响时 混合 RIR 数据集作为训练集训练盲混响估计模型，
间的增加，模型的性能总体上有所下降。在短混响 并在相同的测试集下测试盲混响估计模型的性能。
时间的情景下，Schroder 模型具有最小的估计误差 混合数据、真实数据与 GAN 模拟数据训练的混响
和方差，除了虚源法和 GAN 方法之外，其他方法均 时间盲估计模型在不同信噪比的真实测试集下的
存在显著的统计学差异；在中等混响时间的情景下， 性能如表 4 所示。可以看出，混合模型在高信噪比
真实数据具有最小的估计误差和方差，所有方法均 条件(10 dB、15 dB、20 dB)下具有最小的均方根误
存在显著的统计学差异；在长混响时间的情景下，本 差和最大的皮尔森相关系数，表明了混合模型在高
文提出的GAN显著优于其他模型。 信噪比下具有优势，而基于 GAN 的模型在低信噪
从以上统计结果中可以看出，随着混响时间的 比下更具有优势。为了探究 3 个模型在具有不同混
增加，混响时间估计任务的难度更大，在不同的混响 响时间的房间中的性能，模型在 4 个房间中的估计
时间下不同的模型取得最优性能。Schroder 模型、 误差箱线图如图7所示。
