高度可配置的 Python 声学仿真框架，用于生成车内噪声定位与分离模型的合成训练数据（8 通道，48kHz，24-bit）。
简洁、可扩展的合成音频数据生成器，支持复杂车舱声学、多个并发噪声源与精确标签输出（WAV + JSON/YAML）。
- 支持多种噪声源类型：发动机、道路、风噪、HVAC、马达嗡嗡、BSR、语音、提示音等。
- 并发多源仿真（>=3），可控频域/时域特性。
- 车舱几何与频率相关的材料吸声模型。
- 基于 Image Source Method 的 RIR（可配置反射阶数与 RT60）。
- 输出：多通道（8ch）WAV（48kHz/24-bit）+ 每个样本的像素级真值标签（位置、方位、干净信号路径等）。
克隆并安装：
git clone https://github.com/yourusername/acoustic-sim-framework.git
cd acoustic-sim-framework
pip install -r requirements.txt
# 或以开发模式安装
pip install -e .运行示例（验证安装）：
python examples/run_simulation_example.py批量生成数据集示例：
python scripts/generate_dataset.py \
--config config/default.yaml \
--output output/dataset \
--num-samples 100 \
--num-workers 4 \
--seed 42示例输出（示意）：
output/example/example_001_mixed.wav— 8ch 混合信号output/example/example_001_source_*.wav— 干净源信号output/example/example_001_label.json— 标签文件
关键配置位于 config/default.yaml。以下为常用字段示例（保持原始含义）：
audio:
sampling_rate: 48000
bit_depth: 24
duration: 5.0
microphone_array:
name: "default_8mic_array"
positions:
- [0.10, 0.05, 0.0]
- [0.10, -0.05, 0.0]
# ... 6 more
room:
dimensions: [4.5, 1.8, 1.5]
absorption:
default: [0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45]
max_order: 15
rt60_range: [0.10, 0.20]提示：根据目标场景调节 rt60_range、max_order 与麦克风阵列位置以获得物理上合理的 RIR。
acoustic_sim_framework/
├── README.md
├── requirements.txt
├── setup.py
├── config/
│ └── default.yaml
├── src/
│ ├── signal_generation/
│ │ └── noise_sources.py
│ ├── propagation_model/
│ │ └── room_impulse_response.py
│ ├── array_geometry/
│ │ └── microphone_array.py
│ ├── data_synthesis/
│ │ └── mixer.py
│ └── utils/
│ ├── audio_io.py
│ └── labels.py
├── examples/
│ └── run_simulation_example.py
├── tests/
└── scripts/
└── generate_dataset.py
示例 1：自定义麦克风阵列
from src.array_geometry.microphone_array import MicrophoneArray
positions = [
[0.0, 0.1, 0.0],
[0.0, -0.1, 0.0],
[0.5, 0.5, 0.2],
[0.5, -0.5, 0.2]
]
mic_array = MicrophoneArray(positions, name="custom_4mic")
print(mic_array.visualize_array())示例 2：生成特定噪声
from src.signal_generation.noise_sources import NoiseSourceGenerator
generator = NoiseSourceGenerator(sampling_rate=48000)
engine_signal = generator.generate_source(
source_type='engine_noise',
duration=5.0,
frequency_range=(100, 3000),
volume=0.8,
rpm=2000
)示例 3：仿真声学场景
from src.propagation_model.room_impulse_response import RoomAcousticSimulator
import numpy as np
# ... 初始化 mic_array 和 engine_signal ...
room_sim = RoomAcousticSimulator(
room_dimensions=[4.0, 1.8, 1.4],
mic_array=mic_array,
sampling_rate=48000,
max_order=12
)
room_sim.add_source(position=np.array([1.5, 0.0, -0.5]), signal=engine_signal)
mixed_audio = room_sim.simulate(){
"clip_id": "sim_000001",
"audio_filepath": "/path/to/sim_000001_mixed.wav",
"sampling_rate": 48000,
"bit_depth": 24,
"mic_array_setup": {
"name": "default_8mic_array",
"positions": [[0.1, 0.05, 0.0], ...]
},
"room_properties": {
"dimensions": [4.5, 1.8, 1.5],
"rt60_s": 0.15
},
"sources": [
{
"source_id": 0,
"label": "engine_noise",
"position_xyz": [1.5, 0.2, -0.5],
"orientation_az_el": [15.0, -10.0],
"distance_m": 1.8,
"clean_signal_path": "/path/to/source_0_engine_noise.wav"
}
]
}- 单元测试：
python -m pytest tests/ - 验证策略（建议）：
- 物理验证：与真实录音比较光谱与空间特征。
- 模型验证：在合成数据上训练基线模型并在真实数据上测试。
- 混合训练：合成 + 真实数据混合以提高泛化。
常见故障排查（缺少 pytest 举例）：
# 若出现: No module named pytest
pip install pytest
# 或将 pytest 加入 requirements.txt 然后:
pip install -r requirements.txt提示：确保在 CI 中也安装开发依赖（pytest）以保证测试一致性。
- Fork 仓库
- 新建分支：
git checkout -b feature/your-feature - 提交并发起 Pull Request
MIT License — 详情请查看 LICENSE 文件。
如需我可以：
- 提供中文/英文双语版本（按需），
- 添加示例波形或声场可视化图片（请提供图片路径），
- 制作简洁教学版 README（用于演示幻灯片或 Workshop）。