Вычислительная схема акустической характеристики суйкинкуцу («пещеры водяной арфы»)

Работа предлагает воспроизводимую схему анализа суйкинкуцу — подземных японских резонаторов, в которых капли воды возбуждают полость и создают «водяную арфу». Это небольшой, но содержательный пример полевой акустики: авторы пытаются отделить устойчивый тембр сооружения от случайных капель, трафика, разговоров и различий записывающей аппаратуры.

Метод. Для девяти объектов записано по три дубля. Сигналы сравниваются по спектру, MFCC, RMS, спектральному центроиду, ширине полосы и контрасту; сходство MFCC измеряется косинусом, а разница внутри и между объектами проверяется перестановочным тестом. Анализ пиков разделяет основную область резонанса и низкочастотные помехи.

Результаты. Косинусное сходство MFCC высоко для всех пар — от 0,850 до 0,999, но среднее внутри одного объекта составляет около 0,99 против 0,95 между объектами; перестановочный тест даёт p<0,0001. Наиболее устойчивые спектральные пики лежат преимущественно в диапазоне 600–2000 Гц. Компоненты ниже 400 Гц чаще связываются с транспортом, ветром и голосами, а не с самой полостью.

Ограничения. Объектов всего девять, условия на месте не контролировались, использовались два типа рекордеров и нет повторных визитов в разные дни. Геометрия полостей не измерена, поэтому признаки нельзя связать с физическими параметрами резонатора. Нормировка по максимуму способна усилить фон, а признаки атак авторы исключили как нестабильные.

Фишка из статьи. Статистически значимый «отпечаток места» возникает на фоне почти полного общего сходства. Разница средних 0,99 против 0,95 мала, поэтому без строгого разбиения она легко превращается в эффект микрофона или дня записи, а не акустики сооружения.

Как это читать: метод действительно различает площадки, но запас между классами невелик. Для физической характеристики следующему исследованию нужны одинаковые микрофоны, повторные дни и геометрические измерения, иначе «почерк» объекта остаётся смесью резонанса и условий записи.