CN102435304B - 声音测试方法 - Google Patents

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Abstract

一种声音测试方法，用于测试一发声设备的音频信号，一具有声卡的电脑主机与所述发声设备相连，以存储所述发声设备所发出的音频信号，所述音频测试方法包括以下步骤：开启所述发声设备；所述电脑主机对所述发声设备所发出的音频信号进行数据采样；所述电脑主机存储数据采样所得到的采样点；以及所述电脑主机根据所存储的采样点的幅值判断所述发声设备所发出的音频信号是否有失真部分。所述音频测试方法可以自动测试所述音频信号中是否具有失真部分。

Description

声音测试方法
本案是申请号为200810302233.1、申请日为2008年6月19日、发明名称为“声音测试方法”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种声音测试方法。
背景技术
多媒体机顶盒在出厂时都需要对其声音进行测试，以确保其声音的各项参数在所设定的范围内。目前，多媒体机顶盒的声音出现失真现象主要包括破音、停顿及尖锐音等。
数字音频系统是通过将声波波形转换成一串数据来再现原始声音的。实现这个步骤使用的设备是模/数转换器，它给声波拍下许多个"快照"（即进行采样），每一张快照都记录下了原始模拟声波的某一时刻的电压值，将一连串这样的快照连接起来，就形成了声波的波形。每一秒钟所拍摄的快照数目就称为采样频率（或称采样率），采样频率的单位是Hz（赫兹，即每秒钟多少次）。采样时所采用的量化精度决定了采用多少"台阶"来表示声波振幅的范围（即动态范围）。采样时量化精度为1-bit时所得到的音频信号可以提供两个台阶，即6dB（分贝）的动态范围。
请参考图1，其中A段为破音的音频波形图。破音，即超过音频动态范围的极限而发生声音失真的情况。请继续参考图2，其中B段中幅值持续接近于零的部分为停顿音的音频波形图。停顿音，即在音频输出中，持续一段时间内没有声音信号，只有一定的直流偏压。请继续参考图3，其中C段中幅值明显大于其他幅值的部分为尖锐音的音频波形图。尖锐音，即在音频输出中，在一段时间内连续出现不正常的高频声音信号。
目前在对多媒体机顶盒的声音失真现象进行检测时，大部分采用人工测试，即通过试听所述多媒体机顶盒，来判断其是否具有破音、停顿或尖锐音的现象，因此在测试过程中，需要测试者长时间的进行试听工作，这样不仅对测试者的耳朵会造成一定的伤害，还会浪费大量的时间与人力来完成测试工作。同时，在试听过程中需要测试者对声音具有较高的灵敏度，并且一旦测试者发现破音、停顿或尖锐音现象，并不能及时地录制该段声音，所以测试过程中可能会出现较多的误差，重现与定位声音失真问题也很困难。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种可以自动测试的声音测试方法。
一种声音测试方法，用于测试一发声设备的音频信号，一具有声卡的电脑主机与所述发声设备相连，以存储及运算所述发声设备所发出的音频信号，所述音频测试方法包括以下步骤：
开启所述发声设备；
所述电脑主机对所述发声设备所发出的音频信号进行数据采样；
所述电脑主机存储数据采样所得到的采样点；以及
所述电脑主机根据所存储的采样点的幅值判断所述发声设备所发出的音频信号是否有失真部分，其中，所述电脑主机通过以下步骤来判断所述发声设备所发出的音频信号是否有失真：
所述电脑主机对其存储的采样点以Mms为单位进行数据运算，其中20≦M≦30；
所述电脑主机以Mms中的采样点中每相邻的两个采样点的幅值的差值的绝对值作总和，并求出其平均值；
所述电脑主机判断所述平均值是否小于N，如果所述平均值小于N，则判断所述音频信号有失真部分，其中5≦N≦20；以及
如果所述平均值不小于N，则判断所述音频信号无失真部分。
上述声音测试方法通过对音频信号进行数据采样、运算得出该音频信号是否具有失真部分，用于代替目前的人工测试，减少了测试误差。
附图说明
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1为破音的音频波形图。
图2为停顿音的音频波形图。
图3为尖锐音的音频波形图。
图4为本发明声音测试方法的较佳实施方式的流程图。
图5为本发明声音测试方法中破音测试的流程图。
图6为本发明声音测试方法中停顿音测试的流程图。
图7为本发明声音测试方法中尖锐音测试的流程图。
具体实施方式
本发明声音测试方法的较佳实施方式中采用线路输入接口对音频信号进行数据采样，即将一发声设备如一多媒体机顶盒与一电脑主机的声卡的线路输入接口相连进行数据采样，其中量化精度为16bit，采样频率为44.1KHz，即所述电脑主机采样所得到的声波振幅范围为-32768至32767，所述电脑主机每一秒钟对所述多媒体机顶盒所发出的音频信号进行44.1                                               
Figure 2011103918793100002DEST_PATH_IMAGE001
10
Figure 2011103918793100002DEST_PATH_IMAGE002
次采样。
请参考图4，本发明声音测试方法的较佳实施方式包括以下步骤：
步骤S1：开启所述多媒体机顶盒，使其播放一段音频信号，并将其音频输出接口与所述电脑主机的声卡的线路输入接口相连。
步骤S2：所述电脑主机对所述多媒体机顶盒所发出的音频信号进行数据采样。
步骤S3：所述电脑主机存储数据采样所得到的采样点。
步骤S4：所述电脑主机对其所存储的采样点进行数据运算，以判断所述音频信号中是否存在失真信号，即是否存在破音、停顿或尖锐音。
步骤S5：如果所述音频信号中存在失真信号，所述电脑主机则将所述音频信号录制成数字音频文件，如WAV格式文件。
步骤S6：所述电脑主机将音频信号中失真部分写入日志（Log）信息，存储于所述电脑主机存储器中，此时音频测试结束。
步骤S7：如果所述音频信号中不存在失真信号，此时音频测试结束。
上述声音测试方法结束后，如果所述音频信号中存在失真信号，测试者可重复播放所述音频信号所对应的WAV格式文件，并可根据已存储的日志信息显示所述音频信号中的失真信号，以供测试者校验其失真部分或调试所述多媒体机顶盒。步骤S5及S6根据实际需要可以省略。
请继续参考图5，本发明声音测试方法的步骤S4中破音检测包括以下步骤：
步骤S11：所述电脑主机对其所存储的采样点以Xms为单位进行数据运算，其中X为5-20之间的任一值，本实施方式中取X=10，由于本实施方式中采样频率为44.1KHz，即每10ms的音频数据内具有441个采样点（44.110
Figure 41372DEST_PATH_IMAGE001
10
Figure 308405DEST_PATH_IMAGE001
10
Figure 2011103918793100002DEST_PATH_IMAGE003
=441）。
步骤S12：所述电脑主机取所述441个采样点的最大幅值与最小幅值，分别记为Max及Min，并存储于所述电脑主机的存储器内。
步骤S13：所述电脑主机取出Max及Min的绝对值，并判断其绝对值是否等于32767或32768，如果Max及Min的绝对值均小于32767，所述电脑主机则判断该10ms的音频信号内不具有破音部分，此时破音测试结束，并进入步骤S7或者转而检测停顿音或者尖锐音。
步骤S14：如果Max或Min的绝对值等于32767或32768，所述电脑主机则进一步判断该Max或Min是否为连续的大于或等于Y个的采样点的幅值，其中Y为3-10之间的任一值，本实施方式中取Y=5。
步骤S15：如果该Max或Min为连续的大于或等于5个的采样点的幅值，所述电脑主机则判断该10ms的音频内具有破音部分，此时破音测试结束，并进入步骤S5或者转而检测停顿音或尖锐音。
步骤S16：如果该Max或Min为连续小于5个的采样点的幅值，所述电脑主机则判断该10ms的音频信号内不具有破音部分，此时破音测试结束，并进入步骤S7或者转而检测停顿音或尖锐音。
其中，步骤S11中“以10ms为单位进行数据运算”是为了平衡测试时间与测试精度，设计者可以根据需要进行变更。步骤S14中连续的采样点的个数Y是根据人耳所能辨别的破音来设定，设计者也可以根据需要选择不同的Y值，比如Y=3或10均可。
请继续参考图6，本发明声音测试方法的步骤S4中停顿音检测包括以下步骤：
步骤S21：所述电脑主机对其所存储的采样点以Mms为单位进行数据运算，其中M为20-30之间的任一值，本实施方式中取M=20，由于本实施方式中采样频率为44.1KHz，即每20ms内具有882个采样点（44.1
Figure 320355DEST_PATH_IMAGE001
10
Figure 989234DEST_PATH_IMAGE002
Figure 44914DEST_PATH_IMAGE001
20
Figure 799244DEST_PATH_IMAGE001
10
Figure 536256DEST_PATH_IMAGE003
=882）。
步骤S22：所述电脑主机取882个采样点中每相邻两个采样点的幅值的差值的绝对值作总和，记为SUM，并求出其平均值即SUM/881后存储于所述电脑主机的存储器中。
步骤S23：所述电脑主机判断所述平均值即SUM/881是否小于N，其中N为5-20之间的任一值，本实施方式中取N=10。
步骤S24：若所得平均值小于10，即（SUM/881）
Figure 2011103918793100002DEST_PATH_IMAGE004
10，所述电脑主机则判断该20ms音频信号内具有停顿音部分，此时停顿音测试结束，并进入步骤S5或者转而检测破音或尖锐音。
步骤S25：若所得平均值不小于N，即（SUM/881）
Figure 2011103918793100002DEST_PATH_IMAGE005
10，所述电脑主机则判断该20ms音频信号内不具有停顿音部分，此时停顿音测试结束，并进入步骤S7或者转而检测破音或尖锐音。
其中，步骤S21中M为20-30之间的任一值是根据人耳所能辨别的停顿音来设定，一般小于20ms的停顿音人耳并不能识别。步骤S23中N的值理论上应该设为0，此处N为5-20之间的任一值是由于考虑到直流偏压的作用，设计者可以根据需要对M及N的值进行变更，比如M=30，N=5或20均可。
请继续参考图7，本发明声音测试方法的步骤S4中尖锐音检测包括以下步骤：
步骤S31：所述电脑主机对其所存储的采样点以Pms为单位进行数据运算，其中P为3-10之间的任一值，本实施方式中取P=5，由于本实施方式中采样频率为44.1KHz，即每5ms内约有220个采样点（44.1
Figure 872690DEST_PATH_IMAGE001
10
Figure 606477DEST_PATH_IMAGE001
5
Figure 881600DEST_PATH_IMAGE001
10
Figure 525071DEST_PATH_IMAGE003
=220.5）。
步骤S32：所述电脑主机取220个采样点中每相邻两采样点的幅值的差值的绝对值作总和，并将其存储于所述电脑主机的存储器中。
步骤S33：所述电脑主机判是否完成对Q个5ms中的采样点进行数据运算，若完成则至步骤S34，若没有完成则至步骤S31，其中Q为5-10之间的任一值，本实施方式中取Q=10。
步骤S34：所述电脑主机取10个总和中的最大值与最小值，分别记为Max及Min，并将其存储于所述电脑主机的存储器中。
步骤S35：所述电脑主机判断Max/Min是否大于S，其中S为20-30之间的任一值，本实施方式中取S=20。
步骤S36：若Max/Min大于S，所述电脑主机则判断该Q
Figure 673287DEST_PATH_IMAGE001
Pms内音频信号具有尖锐音部分，此时尖锐音测试结束，并进入步骤S5或者转而检测破音或停顿音。
步骤S37：若Max/Min不大于S，所述电脑主机则判断该Q
Figure 402209DEST_PATH_IMAGE001
Pms内音频信号不具有尖锐音部分，此时尖锐音测试结束，并进入步骤S7或者转而检测破音或停顿音。
其中，步骤S31中取P=5、步骤S33中取Q=10是为了平衡测试时间与测试精度，设计者可以根据需要进行变更。步骤S35中S为20-30之间的任一值是根据人耳所能辨别的尖锐音来设定，设计者可以根据需要进行变更，比如S=25或30均可。
上述声音测试方法中步骤中“失真信号检测”包括破音、停顿音及尖锐音的检测是为了能全面地检测所述多媒体机顶盒所发出的音频信号，设计者可以根据需要选择所要测试的项目或者变更测试项目的测试顺序。并且，上述声音测试方式除了应用于所述多媒体机顶盒之外，还可以用于其它发声设备，如MP3、DVD及手机等。同时，为了降低由所述发声设备所发出的音频信号中的噪音，可以在所述电脑主机与发声设备之间连接一衰减电路，以降低噪音。
上述声音测试方法通过对音频信号进行采样、运算得出该音频信号中是否具有破音、停顿音或尖锐音，用于代替目前的人工测试，减少了测试误差；同时，所述声音测试方法在发现音频信号中具有失真现象时即将该失真部分记录下来，从而给后续的校验及调试工作带来了很大的方便。

Claims (5)

1.一种声音测试方法，用于测试一发声设备的音频信号，一具有声卡的电脑主机与所述发声设备相连，以存储及运算所述发声设备所发出的音频信号，所述音频测试方法包括以下步骤：
开启所述发声设备；
所述电脑主机对所述发声设备所发出的音频信号进行数据采样；
所述电脑主机存储数据采样所得到的采样点；以及
所述电脑主机根据所存储的采样点的幅值判断所述发声设备所发出的音频信号是否有失真部分，其中，所述电脑主机通过以下步骤来判断所述发声设备所发出的音频信号是否有失真：
所述电脑主机对其存储的采样点以Mms为单位进行数据运算，其中20≦M≦30；
所述电脑主机以Mms中的采样点中每相邻的两个采样点的幅值的差值的绝对值作总和，并求出其平均值；
所述电脑主机判断所述平均值是否小于N，如果所述平均值小于N，则判断所述音频信号有失真部分，其中5≦N≦20；以及
如果所述平均值不小于N，则判断所述音频信号无失真部分。
2.如权利要求1所述的声音测试方法，其特征在于：所述电脑主机与发声设备之间还连接一衰减电路，所述衰减电路用于降低由所述发声设备所发出的音频信号中的噪音。
3.如权利要求1所述的声音测试方法，其特征在于：M=20，N=10。
4.如权利要求1-3中任一项所述的声音测试方法，其特征在于：如果所述音频信号有失真部分，所述声音测试方法还包括以下步骤：
所述电脑主机则将对所述音频信号进行录制，并存储于所述电脑主机的存储器内。
5.如权利要求4所述的声音测试方法，其特征在于：步骤“所述电脑主机对所述音频信号进行录制”之后还包括以下步骤：
所述电脑主机将音频信号的失真部分写入日志信息，并存储于所述电脑主机存储器中。
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