TPU 面罩声传输估算

面向全覆盖 TPU 面罩的 first-order mass-law 估算；口腔按近场语音声源处理，语音谱与说话人指向性随频率变化。

来源：data/Mask_1.0.stl

等效 mass-law 厚度

8.78mm

全局 2 x volume / area

面密度

10.53kg/m²

TPU 密度假设 1200 kg/m³

语音加权 TL

23.49dB

正常语音源谱

语音截获率

26.02%

近场指向性声源

第一腔体模态

2.27kHz

面部贴合腔体 FEM

最强模态邻近

8.0kHz

语音频带响应峰值

估算传输损失

近场语音源加权法向入射参考腔体风险参考曲线密封泄漏敏感性语音核心 300-3400 Hz

提示：紫色曲线是 estimated_tl_db 减去模态风险扣减后的参考曲线，用来提示腔体共振风险；它不是声-结构耦合仿真，也不是校准后的 TL 修正。

密封泄漏敏感性基于假设的等效漏缝 0.20 mm，对应等效漏缝面积 67.8 mm²；用于显示小开口旁路对 transmission loss 的影响，不是经过校准的 fit factor。

几何与声源摘要

网格状态水密

三角面916,764

外形尺寸150.0 x 84.8 x 116.0 mm

口腔声源128.0, 195.4, 48.7 mm

入射面积0.019225 m²

平均入射余弦0.814

第一阶段声学 FEM

刚性腔体声学模态语音频带模态响应指数语音核心 300-3400 Hz

腔体模型参数化 curved oval face

腔体尺寸83.1 x 102.8 x 52.5 mm

腔体体积257.1 cm³

平均腔体深度74.0 mm

密封周长338.9 mm

FEM 网格150 节点 / 288 四面体

第一模态2274.3 Hz

峰值频带8000 Hz 接近 7983.2 Hz

Three.js FEM 设置查看器

试听样本

试听说明 这些 WAV 把估算的频域声压衰减应用到公开 CMU ARCTIC 语音样本。single leaf 版本使用法向入射 mass-law 曲线；advanced 文件名仅用于兼容，实际对应腔体风险参考曲线。它适合做假设对比，不是经过验证的完整声-结构 FEM。如果启用了密封泄漏敏感性，报告还会给出密封泄漏试听；它同样只是参数化旁路假设。

男声样本

源样本 2.99 秒；音频文件由 auralization 脚本生成。

原始语音

single leaf 参考

腔体风险参考

密封泄漏试听

女声样本

源样本 2.89 秒；音频文件由 auralization 脚本生成。

原始语音

single leaf 参考

腔体风险参考

密封泄漏试听

语音可懂度诊断

指标说明 SII 使用 ANSI S3.5 third-octave 计算核心和 quiet threshold 假设；STOI/ESTOI 用原始 WAV 与处理后 WAV 作 clean-reference 包络相似度比较。STOI 接近 1 仍可能很小声，应与 RMS 变化和 SII 一起看。这里是模型诊断，不是听者测试、STIPA、POLQA，也不是 fit factor。

SII 与频带保留

曲线	SII	相对未遮挡	语音/入射加权 TL	300-3400 Hz	2-6.3 kHz
近场 TL	0.275	28.9%	23.5 dB	27.9 dB	41.7 dB
single leaf	0.210	22.0%	26.9 dB	31.7 dB	46.0 dB
腔体风险参考	0.279	29.2%	23.5 dB	27.8 dB	39.7 dB
密封泄漏敏感性	0.556	58.3%	21.0 dB	22.7 dB	24.5 dB

STOI / ESTOI 包络相似度

样本	曲线	STOI	ESTOI	RMS 变化	谱差
男声	single leaf	0.996	0.992	-24.9 dB	53.7 dB
男声	腔体风险参考	0.997	0.993	-21.5 dB	42.6 dB
男声	密封泄漏敏感性	0.999	0.997	-19.8 dB	24.4 dB
女声	single leaf	0.998	0.995	-26.7 dB	53.7 dB
女声	腔体风险参考	0.998	0.996	-23.3 dB	42.6 dB
女声	密封泄漏敏感性	0.999	0.999	-20.8 dB	24.4 dB

频带数据

频率	语音源	声源 DI	估算 TL	腔体参考 TL	透射率	透射语音