基于3D重建数字孪生的室内扬声器布设规划方法：从全景图像重建到直达声可听度验证

《Symmetry》：Prospect–Regret Theory-Based MCDM Method Integrating Novel Score Function and Similarity Measure for q-Rung Orthopair Fuzzy Z-Number in Medical Diagnosis

　　

摘要

如今，扬声器是室内环境中消息传递的关键组件，包括讲座、公共广播和紧急公告等场景。其物理安装位置应确保占用者服务区域内具有足够的直达声可听度，同时兼顾安装的可行性。数字孪生是一种技术，可将室内环境重建为3D模型，从而在物理安装之前通过计算机虚拟地设计和评估基础设施布局。在之前的研究中，我们提出了一种方法，利用3D高斯溅射（3DGS）和3D点云从360°度全景图像重建室内环境的3D模型，并将其应用于监控摄像头的布设。在本文中，我们通过将先前方法推广至直达声声学模拟，提出了一种基于数字孪生的室内环境扬声器布设规划工具。该工具包含四个阶段：(1)从360°度全景图像重建3D室内模型并提取地板和桌面接收器表面，(2)根据重建的地板面积分配初始扬声器预算，(3)在障碍物和边界约束下使用K-均值空间聚类在有效天花板区域确定扬声器安装位置，以及 (4)在地板和桌面接收器表面上模拟宽带直达声声压级（SPL）。为进行验证，所提出的工具部署于三个真实室内场景：篮球馆（）、家具办公室（）和非凸L形办公室（）。实验结果表明，在每个场景中，生成的布局在所有采样的物理测试位置均实现了完全的直达声可听度合规（≥60 dB地板/≥65 dB桌面），且未检测到超过的热点，SPL值保持在至之间。现场物理测量活动确认，生成的布局在真实房间条件下满足目标可听度阈值，平均绝对误差介于至之间。这些结果证实了我们方法作为室内音频基础设施部署的初始几何驱动规划工具的实用价值。