CN102208190A - 抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涉及抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量装置。本发明技术方案是前端连接计算机、喇叭；所述前端有多通道声卡、信号采集部件、控制部件，多通道声卡、控制部件连接喇叭；所述计算机内存储有特殊噪声测试用例，连接前端中的控制部件。本发明克服了以前存在的人为的主观评估所带来的不准确和客观，以及费时费力等缺陷。本发明提供了一个装置，可以有效、客观、准确地非平稳噪声消噪的收敛时间的测量，从而解决了之前人为的主观评估非平稳噪声的消噪收敛时间的方法，从而保证了准确和客观，达到彻底消噪。
Description
技术领域
本发明涉及噪声抑制、消除、降噪、消噪通信技术，特别涉及抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量方法及装置。
技术背景
在本发明之前，现有的技术主要是集中于如何使得消噪的结果好、收敛快，然而对于降噪消噪技术性能的一个重要指标，即收敛时间的客观测量，却还没有一个明确的方法，尤其是对非平稳噪声。非平稳噪声是一个不断变化的信号，缺乏判断的参考依据。降噪技术的收敛时间直接影响到消噪效果，是噪声通信和录音中质量标准的重要指标。如果无法进行自动测量，则只能做人为的主观评估，这样不仅费时费力，而且不同的人会得出不同的结果，无法准确和客观。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，研制一种抑制非平稳噪声技术设备收敛时间的测量方法及装置。
本发明的技术方案是：
抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量装置，其主要技术特征在于前端连接计算机、喇叭；所述前端有多通道声卡、信号采集部件、控制部件，多通道声卡、控制部件连接喇叭；所述计算机内存储有特殊噪声测试用例，连接前端中的控制部件。
本发明的另一技术方案是：
抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量方法，其主要技术步骤在于：
(1)将计算机里储存的特殊噪声测试用例发送到前端的多通道声卡；
(2)特殊噪声测试用例经多通道声卡发送到喇叭中；
(3)前端中的控制部件控制特殊噪声测试用例在喇叭上的播放时序和音量；
(4)待测物设置在多个喇叭中间，待测物的信号通过电缆或无线电与前端的信号采集部件连接；
(5)前端中信号采集部件测得待测物处理后的信号；
(6)前端将该信号送到计算机；
(7)计算机对该信号进行时间对齐、分析计算，从而得出测试平稳及非平稳噪声消噪的收敛时间。
本发明的优点和效果在于提出了一个有效、客观、准确地非平稳噪声消噪的收敛时间的测量，从而解决了之前人为的主观评估非平稳噪声的消噪收敛时间的方法，从而保证了准确和客观，达到彻底消噪。
本发明的其他具体优点和效果将在下面继续说明。
附图说明
图1——本发明总体结构方框示意图。
图2——本发明中测试用例播放和接收流程示意图。
图3——本发明对收敛时间的计算方法示意图。
具体实施方式
本发明的技术思路是：
设计特殊的周期的平稳或非平稳噪声的测试用例，截取出最后一个周期或者最后某个或几个周期信号段作为参考信号，对准时间，用参考信号的功率或能量函数对消噪技术输出的每一段周期信号的功率或能量函数进行比较，并计算出功率比函数或能量比函数，此功率比函数和能量比函数再与一个预先设定的门限值比较，用于计算收敛时间。
下面是具体说明。
如图1所示：
收敛时间的测试装置主要有播放噪音的喇叭、前端硬件和后端的软件组成。
左边的喇叭是用来播放噪音的，用以模拟环境中的各种噪声，前端的硬件主要是用于系统的播放音和录音及其控制以及信号的采集，具体说，前端包括多通道声卡、信号采集、控制部件。后端的软件运行在计算机中，用于产生、存储测试用例，并分析计算消噪的收敛时间。
具体的一个例子是：
8个喇叭按照相差45度沿圆周排列，每个喇叭有一个引线，分别连接到装置的前端的多通道声卡和控制部件。计算机中的特殊噪声测试用例，通过前端的多通道声卡和控制部件，在喇叭上播放对应的噪声来模拟环境噪声。这里的喇叭根据需要，可以逐一播放噪声，也可以同时播放噪声或各种数量的喇叭组合起来播放噪声。
喇叭的数量和摆放排列方式不限于以上的例子，可以有其它的形式。
本发明的处理方法，如图2、图3所示：
1.计算机里储存有特殊设计的特殊噪声测试用例；
2.将计算机里储存的测试用例发送到前端的多通道声卡；
3.前端中的控制部件控制噪声测试用例在喇叭上的播放时序和音量；
4.前端的多通道声卡将测试用例分别发送到多个喇叭中，一个例子是采用8个喇叭，沿圆周等角度排列；
5.待测物设置在8个喇叭中间，通过电缆或无线电与前端连接；
6.前端中信号采集部件测得待测物处理后的信号；
7.将该信号送到计算机中进行分析计算；
第一步，计算机产生或储存的设计好的噪声测试用例，发送到前端的多通道声卡。特殊定义的测试用例是一个周期性的噪声信号，可以是平稳噪声和/或非平稳噪声，例如，粉红色噪声代表一种平稳噪声，一个经典的包含男声和女声的周期性语音信号作为一种非平稳噪声。特殊噪声测试用例的周期没有特别的定义，即周期可短，也可长。但是，作为噪声的测试用例的总长度要足够长。总长度包含多个周期，一个例子是总长度为2分钟，周期为10秒钟。
第二步，经过前端的多声道声卡再传输到喇叭用以模拟环境噪声，喇叭的放音可以是单通道逐个播放，也可以是不同组合的多个通道播放。前端中的控制部件用以控制喇叭播放的时序和音量。
第三步，待测的消噪设备/技术放置在喇叭中间，提供消噪处理后的信号。
第四步，消噪后的信号再通过电缆或无线传输，传回前端，然后再传到计算机中进行计算消噪收敛时间的处理。
图2所示：
测试用例的具体播放和接收流程。
第一步，前端中的控制部件发出控制信号来控制所设计的特殊噪声测试用例的播放时序、播放通道和播放音量。
第二步，所设计的特殊噪声测试用例经过前端中的多通道声卡和喇叭内置或外接的功率放大器，在喇叭播放出，作为环境噪声。
第三步，待测物经过电缆或无线或其它媒介发送处理后的信号到前端信号采集部件中。
第四步，信号采集部件将采集后的信号传到计算机进行时间对齐、分析计算，从而得出测试平稳及非平稳噪声消噪的收敛时间。
图3所示：
本发明中的收敛时间的具体计算方法。
第一步，得到的从待测物传来的处理后的信号，进行第一次时间对齐，以消除播放及传输带来的延时。
第二步，截取最后一个周期的信号段或最后某段的信号，作为参考信号。因为总的信号长度足够长，如2分钟，以保证消噪技术和产品已经完全收敛(如果能收敛的话)，参考信号需要取完全收敛后的信号段才有参考的意义。
第三步，计算参考信号的功率函数。
第四步，进行第二次对齐，以将参考信号和第一个周期对齐。因为信号可能是不平稳的周期信号，所以只有对齐才能准确的比较功率，否则误差较大。周期信号和对齐正是用来克服以往无法实现对非平稳噪声消噪的收敛时间的测量
第五步，然后将参考信号一个一个周期地滑动，从第一个周期开始逐周期的进行对齐。
第六步，计算对齐的周期信号的功率函数。
第七步，用参考信号的功率函数和对齐得周期信号的功率函数，计算功率比函数。
第八步，将计算出的功率比函数与预先设定的门限值T进行比较。
第九步，如果功率比函数稳定地小于预设的门限值T，此时的时刻即计算的收敛时间。
本发明所述的周期性的特殊测试用例，最后一个周期或者最后某个或几个周期信号段作为参考，来进行收敛时间计算，时间对齐。
Claims (4)
1.抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量装置，其特征在于前端连接计算机、喇叭；所述前端有多通道声卡、信号采集部件、控制部件，多通道声卡、控制部件连接喇叭；所述计算机内存储有特殊噪声测试用例，连接前端中的控制部件。
2.根据权利要求1所述的抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量装置，其特征在于喇叭有多个，围绕在被测物周边。
3.根据上述装置的抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量方法，其步骤在于：
(1)将计算机里储存的特殊噪声测试用例发送到前端的多通道声卡；
(2)特殊噪声测试用例经多通道声卡发送到喇叭中；
(3)前端中的控制部件控制特殊噪声测试用例在喇叭上的播放时序和音量；
(4)待测物设置在多个喇叭中间，待测物的信号通过电缆或无线电与前端的信号采集部件连接；
(5)前端中信号采集部件测得待测物处理后的信号；
(6)前端将该信号送到计算机；
(7)计算机对该信号进行时间对齐、分析计算，从而得出测试平稳及非平稳噪声消噪的收敛时间。
4.根据上述装置的抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量方法，其特征在于步骤(7)中，计算机
(1)将得到的从待测物传来的信号，进行第一次时间对齐，以消除播放及传输带来的延时；
(2)截取最后一个周期的信号段或最后某段的信号，作为参考信号；
(3)计算参考信号的功率函数；
(4)进行第二次对齐，以将参考信号和第一个周期对齐；
(5)然后将参考信号一个一个周期地滑动，从第一个周期开始逐周期的进行对齐；
(6)计算对齐的周期信号的功率函数；
(7)用参考信号的功率函数和对齐得到的周期信号的功率函数，计算功率比函数；
(8)将计算出的功率比函数与预先设定的门限值T进行比较；
(9)功率比函数稳定地小于预设的门限值T，此时的时刻即计算的收敛时间。
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