CN102103855A - 一种检测音频片段的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测音频片段的方法，用于实现对音频质量的检测。所述方法包括：按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度；根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波；对音频波进行检测，在检测音频波不符合正弦波时，确定所述音频片段有误差。本发明还公开用于实现所述方法的装置。
Description
技术领域
本发明涉及计算机及音频领域，特别是涉及检测音频片段的方法及装置。
背景技术
数字技术的出现与应用为人类带来了深远的影响，人们如今已生活在一个几乎数字化的世界之中，而数字音频技术则称得上是应用最为广泛的数字技术之一，CD、VCD等早已走进千家万户，数字化广播正在全球范围内逐步得到开展，正是这些与广大消费者密切相关的产品及应用成为该技术发展的动力。
音频是多媒体中的一种重要媒体。我们能够听见的音频信号的频率范围大约是20Hz-20kHz，其中语音大约分布在300Hz-4kHz之内，而音乐和其他自然声响是全范围分布的。声音经过模拟设备记录或再生，成为模拟音频，再经数字化成为数字音频。音频分析以数字音频信号为分析对象，以数字信号处理为分析手段。
音频检测是衡量音频质量优劣的重要手段。现有技术通常是将音频原始文件作为测试文件，通过播放器播放，由测试人员听播放效果来判断播放的音频片断是否有误差。然而，检测结果只能依靠主观判断，没有客观的标准，不同的测试人员可能得到不同的测试结果。并且，当音频片段的误差较小时，人耳是无法分辨的，导致检测结果不准确。
发明内容
本发明实施例提供一种检测音频片段的方法及装置，用于实现对音频质量的检测。
一种检测音频片段的方法，包括以下步骤：
按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度；
根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波；
对音频波进行检测，在检测音频波不符合正弦波时，确定所述音频片段有误差。
一种用于检测音频片段的装置，包括：
第一采样模块，用于按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度；
波形模块，用于根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波；
检测模块，用于对音频波进行检测，在检测音频波不符合正弦波时，确定所述音频片段有误差。
本发明实施例根据音频片段的音量生成音频波，并检测该音频波是否为正弦波，若是，则可以确定音频片段的质量合格，否则确定音频片段有误差。本发明实施例提供了一种客观的检测方法，并且相对于人耳检测更准确。
附图说明
图1为本发明实施例中检测音频片段的主要方法流程图；
图2为本发明实施例中通过频域检测音频片段的方法流程图；
图3为本发明实施例中多次采样以检测音频片段的方法流程图；
图4为本发明实施例中多次采样点进行比较来检测音频片段质量的方法流程图；
图5为本发明实施例中检测装置的主要结构图；
图6为本发明实施例中检测装置的详细结构图。
具体实施方式
本发明实施例根据音频片段的音量生成音频波，并检测该音频波是否为正弦波，若是，则可以确定音频片段的质量合格，否则确定音频片段有误差。本发明实施例提供了一种客观的检测方法，并且相对于人耳检测更准确。
参见图1，本实施例中检测音频片段的主要方法流程如下：
步骤101：按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度。本实施例中音频片段为需要进行检测的一段音频，其长度没有限制。
步骤102：根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波。该音频波的横轴表示时间，并包含多个采样点，其纵轴表示音量强度对应的幅度。
步骤103：对音频波进行检测，在检测音频波不符合正弦波时，确定所述音频片段有误差。本实施例中音频片段有误差可能是因为音频片段的数据出错，导致音频系统运行该数据时出错；也可能是音频系统本身的问题使得运行结果有误差。
在步骤103中，可以通过目测方式来检测音频波是否为正弦波，如果是，则确定音频片段质量合格，否则确定所述音频片段有误差。然而，用人眼进行目测，检测的准确性不高，并且效率较低。因此，本实施例采用正弦波失真度测量算法对音频波进行检测，提高了检测的准确性和检测效率。还可以进一步确定不符合正弦波的波形位置，该位置即为误差所在的位置，也就是噪声干扰位置。
还可以进一步检测音频波除了包含正弦波，是否还有其它波纹，若有，则该波纹可能是由噪声产生，可确定该音频片段有误差，否则确定音频片段质量合格。
还可以进一步判断误差位置是否是周期性出现，如果是，则确定音频系统不稳定或有故障，如果不是，则确定音频片段本身误差。
另外，可能音频波的波形符合正弦波，但其频率有偏差，其实该音频片段的质量是有问题的，为了检测出该问题，本实施例利用傅里叶变换得到音频片段的频域曲线，以对其频率进行检测。
参见图2，本实施例中通过频域检测音频片段的方法流程如下：
步骤201：按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度。
步骤202：根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波。
步骤203：判断音频波是否符合正弦波，若是，则继续步骤205，否则继续步骤204。
步骤204：确定所述音频片段有误差。
步骤205：对正弦波做傅里叶变换，得到音频片段的峰值频率。本实施例中的傅里叶变换包括快速傅里叶变换等，只要能将时域转换为频域即可。
步骤206：判断标准频率是否与峰值频率相同，若相同，则继续步骤207，否则继续步骤204。本实施例中标准频率为1KHz和500Hz。发明人经过统计发现，这两个频率是出现次数最多的频率，如果得到的频率曲线在1KHz和500Hz处没有峰值，或者说得到的峰值频率不包含1KHz或500Hz，则确定音频片段有误差。
步骤207：确定音频片段的质量合格。
在步骤206之后，还可以进一步判断是否有未超过频率阈值的峰值频率，若有，则未超过频率阈值的峰值频率可能是有噪音产生，确定所述音频片段有误差。和/或，进一步判断频率曲线中是否有多次谐波，若有，则确定所述音频片段有误差。
可能存在这种情况，第一采样频率以500Hz为例，则每0.2ms采样一次，但是实际上第2与第3采样点之间的间隔为0.19ms，第3与第4采样点之间的间隔为0.21ms，则对其形成的音频波进行傅里叶变换后，其峰值频率与标准频率吻合，无法检测出其中的采样误差。为解决该问题，得到采样点的真实频率，本实施例利用检测系统的时钟和第二采样频率重新对音频片段采样，并继续后续的检测过程。
参见图3，本实施例中多次采样以检测音频片段的方法流程如下：
步骤301：按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度。音频系统主要由信号发生、音频数字接口、音量调节、模数转换(ADC)等模块组成。主要用于传输外部音频设备(模拟或数字麦克风)信号至PC主机，并对音频信号做一定的处理(如音量调节、滤波等)，并同时提供音频采集的基准信号，即文档中的第一采样频率信号，作为外部数字麦克风的基准时钟(CLK)和内部音频ADC的基准CLK。
步骤302：根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波。
步骤303：判断音频波是否符合正弦波，若是，则继续步骤305，否则继续步骤304。
步骤304：确定所述音频片段有误差。
步骤305：按时间顺序和检测系统的第二采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度。其中，第二采样频率大于第一采样频率。基于硬件等原因，检测系统的采样时钟比音频系统的采样时钟准确。检测系统能产生准确的高频信号，并用此信号对第一采用频率的CLK进行采样，并保存采样结果以备后续处理。本实施例中此高频信号的频率是第一采样信号的3000倍以上，确保对第一频率信号采样的足够精度。
步骤306：根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波。
步骤307：判断音频波是否符合正弦波，若是，则继续步骤308，否则继续步骤304。
步骤308：确定音频片段的质量合格。
图3所示的流程需要多次采样和检测才能较准确的判断音频片段的质量是否合格。还可以有相对简单的实现方式，将根据第二采样频率得到的采样点与根据第一采样频率得到的采样点进行比较，来确定音频系统的采样时钟是否有误差。
参见图4，本实施例中多次采样点进行比较来检测音频片段质量的方法流程如下：
步骤401：按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度。
步骤402：根据多个采样点的音量强度确定该多个第一采样点的幅度，并生成音频波。
步骤403：判断音频波是否符合正弦波，若是，则继续步骤405，否则继续步骤404。
步骤404：确定所述音频片段有误差。
步骤405：按时间顺序和检测系统的第二采样频率对第一采样频率的时钟信号进行采样，获得多个第二采样点。其中，第二采样频率为第一采样频率的n倍，n为大于1的整数。n也可以是大于1的小数，但为了便于两次采样点的匹配方便，本实施例中n采用整数。
步骤406：判断每n个第二采样点与第一采样点是否重合一次，若是，则继续步骤407，否则继续步骤404。
步骤407：确定音频片段的质量合格。
例如，第一采样频率为500Hz，第二采样频率为480MHz。从第1个第二采样点开始判断，如果与第一采样点重合则记为1，如果不重合则记为0。并对0进行计数，是否有959个0后面出现一个1，若是，则确定第1个第一采样点准确，将计数清0，继续对0进行计数，以此类推。对于整个音频片段，如果每960个第二采样点出现一次1，则确定音频片段的质量合格，如果不是，则确定音频片段有误差，并且根据1出现的错误位置确定误差出现的位置。
图2、图3和图4所示的检测方法可同时应用到对一个音频片段的检测，如果多种检测均合格，则确定音频片段的质量合格，否则有误差。
以上描述了检测音频片段的方法实现流程，该方法可由检测装置实现，下面对该检测装置的内部结构和功能进行介绍。
参见图5，本实施例中检测装置包括：第一采样模块501、波形模块502和检测模块503。
第一采样模块501，包括音频系统，用于按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度；
波形模块502用于根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波；
检测模块503用于对音频波进行检测，在检测音频波不符合正弦波时，确定所述音频片段有误差，在检测符合正弦波时确定音频片段质量合格。较佳的，检测模块503根据正弦波失真度测量算法对音频波进行检测。检测模块503还用于确定误差位置，并对误差位置是否符合周期性做判断。
检测装置还包括变换模块504、第二采样模块505和第三采样模块506，参见图6所示。
变换模块504用于在检测音频波符合正弦波时，对正弦波做傅里叶变换，得到音频片段的峰值频率。检测模块503还用于将峰值频率与预设的标准频率进行比较，在比较结果不一致时，确定所述音频片段有误差。
第二采样模块505，包含检测系统，用于在检测音频波符合正弦波时，根据检测系统的第二采样频率对第一采样频率的时钟信号进行采样。检测模块503还用于根据采样结果判断依据第一采样频率得到的采样点是否有误差，在确定采样点有误差时，确定所述音频片段有误差；其中，第二采样频率为第一采样频率的n倍，n为大于1的整数。
第三采样模块506，包含检测系统，用于在检测音频波符合正弦波时，根据检测系统的第二采样频率再次对音频片段进行采样。
本实施例中检测装置中的各模块可由不同的物理设备实现。
用于实现本发明实施例的软件可以存储于软盘、硬盘、光盘和闪存等存储介质。
本发明实施例根据音频片段的音量生成音频波，并检测该音频波是否为正弦波，若是，则可以确定音频片段的质量合格，否则确定音频片段有误差。本发明实施例提供了一种客观的检测方法，并且相对于人耳检测更准确。本发明实施例还对音频片段的频率进行检测，以及进行多次采样检测，来进一步提高检测的准确度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种检测音频片段的方法，其特征在于，包括以下步骤：
按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度；
根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波；
对音频波进行检测，在检测音频波不符合正弦波时，确定所述音频片段有误差。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对音频波进行检测的步骤包括：根据正弦波失真度测量算法对音频波进行检测。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在检测音频波符合正弦波时，进一步对正弦波做傅里叶变换，得到音频片段的峰值频率；
将峰值频率与预设的标准频率进行比较，在比较结果不一致时，确定所述音频片段有误差。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，还包括：
在检测音频波符合正弦波时，进一步根据检测系统的第二采样频率对第一采样频率的时钟信号进行采样，其中，所述第二采样频率为第一采样频率的n倍，n大于1；
根据采样结果判断依据第一采样频率得到的采样点是否有误差；
在确定采样点有误差时，确定所述音频片段有误差。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在检测音频波符合正弦波时，进一步根据检测系统的第二采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度，其中，所述第二采样频率为第一采样频率的n倍，n大于1；
根据第二采样频率获得的多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并再次生成音频波；
对再次生成的音频波进行检测，在检测音频波不符合正弦波时，确定所述音频片段有误差。
6.一种用于检测音频片段的装置，其特征在于，包括：
第一采样模块，用于按时间顺序和音频系统的第一采样频率对音频片段进行采样，获得多个采样点的音量强度；
波形模块，用于根据多个采样点的音量强度确定该多个采样点的幅度，并生成音频波；
检测模块，用于对音频波进行检测，在检测音频波不符合正弦波时，确定所述音频片段有误差。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，检测模块根据正弦波失真度测量算法对音频波进行检测。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：变换模块，用于在检测音频波符合正弦波时，对正弦波做傅里叶变换，得到音频片段的峰值频率；
检测模块还用于将峰值频率与预设的标准频率进行比较，在比较结果不一致时，确定所述音频片段有误差。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：第二采样模块，用于在检测音频波符合正弦波时，根据检测系统的第二采样频率对第一采样频率的时钟信号进行采样；
检测模块还用于根据采样结果判断依据第一采样频率得到的采样点是否有误差，在确定采样点有误差时，确定所述音频片段有误差；其中，第二采样频率为第一采样频率的n倍，n大于1。
10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：第三采样模块，用于在检测音频波符合正弦波时，根据检测系统的第二采样频率再次对音频片段进行采样。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20130807 Termination date: 20191216 |
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