CN102685658A - 实际噪声场的实验室回放装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及实际噪声场的实验室回放装置和方法。本发明前端分别连接计算机、喇叭；计算机通过喇叭发出噪声，或采集后送至计算机中的处理部件，校准和测试等阶段。本发明解决了过去存在的噪声不具有明确的方向性、足够的散射性且是静止的、覆盖面不够等缺陷。本发明噪声回放能有效覆盖通信终端使用环境的实际噪声场，从有明确方向性的点噪声源一直到无方向的散射噪声，从而提供一个有效、客观、准确的通信终端消噪性能测量的噪声环境，使实验室噪声场回放准确地与实际噪声场一致，从而准确测量通信终端的消噪性能，保证了准确、有效和客观。

Description

实际噪声场的实验室回放装置和方法

技术领域

本发明涉及噪声回放装置，特别涉及实际噪声场的实验室回放装置和方法。

技术背景

麦克风消噪方案已经被越来越多的手机等通信终端应用，其消噪性能也是通信终端的一个非常重要的指标，而实际噪声环境的实验室回放是手机等通信终端音频和消噪性能测量的一个重要前提。

在本发明之前，实际噪声场的实验室回放都是基于一个双声道的噪声数据，这些噪声场的回放与实际的噪声环境有很大的差距，其原因是这些噪声不具有明确的方向性和足够的散射性，且都是静止的，所以覆盖面不够，无法准确和全面地测出通信终端的消噪性能。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，研制一种实际噪声场的实验室回放装置。

本发明的技术方案是：

实际噪声场的实验室回放装置，其主要技术特征在于前端分别连接计算机、喇叭。

本发明的另一技术方案是：

实际噪声场的实验室回放方法，其主要技术步骤在于：

(1)计算机中的播放部件控制预先存储的噪声文件通过多声道声卡，多通道声卡通过所有的8喇叭按照预定的程序发出噪声；

(2)计算机中预先存储的噪声包括具有从各个方向传来的有明确方向性的单个点噪声；计算机中存储的噪声还包括全散射噪声，即没有方向性的噪声；计算机中存储的噪声还包括具有明确方向性的噪声和散射噪声的混合，即部分方向性且部分散射性噪声，混合的比例可变，涵盖实际手机使用的噪声场；计算机中存储的噪声包括实际手机等通信终端所能遇到的噪声，如人讲话、汽车、地铁、工地、幼儿园、机场、车站声音；

或

(1)计算机中的播放部件控制前端中的多通道声卡，多通道声卡控制10个喇叭发出噪声；

(2)计算机中存储的噪声包括从各个方向传来的具有明确方向性的单个点噪声；计算机中存储的噪声还包括全散射噪声，即没有方向性的噪声；计算机中存储的噪声还包括具有明确方向性的噪声和散射噪声的混合，即部分方向性且部分散射性噪声，也就是部分有方向性的噪声，混合的比例可变，以涵盖实际手机使用的噪声场；计算机中存储的噪声包括实际手机等通信终端所能遇到的噪声，如人讲话、汽车、地铁、工地、幼儿园、机场、车站声音；

(3)计算机中的播放部件通过前端中的近端声卡在人工嘴播放近端语音，该近端语音也是预先存储在计算机中的；

(4)麦克风接收到上述噪声和近端语音，将其通过前端中的信号采集部件采集后送至计算机中的处理部件；

(5)测量的过程包括校准和测试等阶段；

(6)在校准阶段，计算机通过多通道声卡在喇叭中依次播放各种噪声，同时计算机将接收到的噪声和近端语音为参考进行音量和均衡频率响应的校准，以达到噪声在不同房间、用不同喇叭等播放都能达到一致的回放声场，计算机将校准的信息存储起来，以便在测试阶段应用；

(7)在测试阶段，计算机将校准的信息作用于噪声信号，并计算不同的音量，并通过多通道声卡在喇叭以计算的不同音量播放经过校准后的噪声信号，以便喇叭产生的噪声回放能满足不同的信噪比，从而测量在不同信噪比下的语音质量。

本发明的优点和效果在于实验室的噪声回放能有效覆盖通信终端使用环境的实际噪声场，从有明确方向性的点噪声源一直到无方向的散射噪声，从而提供一个有效、客观、准确的通信终端消噪性能测量的噪声环境，这样解决了之前的实验室噪声场回放无法准确地与实际噪声场一致的问题，从而准确测量通信终端的消噪性能，保证了准确、有效和客观。

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--本发明结构方框示意图。

图2--本发明噪声播放过程示意图。

图3--本发明另一种总体结构方框示意图。

图4--本发明中顺时针运动噪声播放的示意图。

图5--本发明中逆时针运动噪声播放的示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示：

前端分别连接计算机、喇叭；前端中有多通道声卡、控制部件，多通道声卡连接喇叭，控制部件连接多通道声卡；计算机包括播放部件；计算机连接前端中的控制部件和多通道声卡。

8个喇叭在一个平面上按照相差45度沿圆周排列，平面的高度约有一人高，喇叭内置或外接功率放大器；每个喇叭有一个引线，分别连接到前端中的多通道声卡。

如图2所示的噪声回放过程：

1.计算机中的播放部件控制预先存储的噪声文件通过多声道声卡，多通道声卡控制所有的8个喇叭按照预定的程序发出噪声；

2.如果需要模拟运动噪声，需要计算或调用运动轨迹和效应，从而产生合适的运动噪声；

3.计算机中存储的噪声包括具有从各个方向传来的有明确方向性的单个点噪声；计算机中存储的噪声还包括全散射噪声，即没有方向性的噪声；计算机中存储的噪声还包括具有明确方向性的噪声和散射噪声的混合，即部分方向性且部分散射性噪声，混合的比例可变，涵盖实际手机使用的噪声场；计算机中存储的噪声包括实际手机等通信终端所能遇到的噪声，如人讲话声音、汽车声音、地铁声音、工地声音、幼儿园声音、机场声音、车站声音等等。

实施例2：

如图3所示：

前端分别连接计算机、喇叭、(标准)麦克风、人工头，人工头上设置人工嘴；前端中有多通道声卡、近端声卡、信号采集部件、控制部件，多通道声卡连接喇叭，控制部件连接多通道声卡和信号采集部件；计算机包括播放部件和处理部件；计算机连接前端中的控制部件、多通道声卡、近端声卡和信号采集部件。

10个喇叭，其中8个喇叭在一个平面上按照相差45度沿圆周排列，平面的高度与人工头上设置的人工嘴的高度相平齐，即该8个喇叭放置在人工嘴周边同一平面上；第9个喇叭放置在人工头的圆心的顶上，处于8个喇叭所在同一平面中心上端，第10个喇叭放置在地上，处于人工头下方，也即处于8个喇叭所在同一平面中心下方；喇叭内置或外接功率放大器；每个喇叭有一个引线，分别连接到前端中的多通道声卡；麦克风放置于人工嘴正前方处，如2.5公分处，并连接到前端的信号采集部件；人工头上的人工嘴连接到前端的近端声卡。

测量方法：

(8)计算机中的播放部件控制前端中的多通道声卡，多通道声卡控制喇叭包括所有10个喇叭发出噪声；

(9)计算机中存储的噪声包括从各个方向传来的具有明确方向性的单个点噪声；计算机中存储的噪声还包括全散射噪声，即没有方向性的噪声；计算机中存储的噪声还包括具有明确方向性的噪声和散射噪声的混合，即部分方向性且部分散射性噪声，也就是部分有方向性的噪声，混合的比例可变，以涵盖实际手机使用的噪声场；计算机中存储的噪声包括实际手机等通信终端所能遇到的噪声，如人讲话声音、汽车声音、地铁声音、工地声音、幼儿园声音、机场声音、车站声音等等；

(10)计算机中的播放部件通过前端中的近端声卡在人工嘴播放近端语音，该近端语音也是预先存储在计算机中的；

(11)麦克风接收到上述噪声和近端语音，将其通过前端中的信号采集部件采集后送至计算机中的处理部件；

(12)测量的过程包括校准和测试等阶段；

(13)在校准阶段，计算机通过多通道声卡在喇叭中依次播放各种噪声，同时计算机将接收到的噪声和近端语音为参考进行音量和均衡频率响应的校准，以达到噪声在不同房间、用不同喇叭等播放都能达到一致的回放声场，计算机将校准的信息存储起来，以便在测试阶段应用；

(14)在测试阶段，计算机将校准的信息作用于噪声信号，并计算不同的音量，并通过多通道声卡在喇叭以计算的不同音量播放经过校准后的噪声信号，以便喇叭产生的噪声回放能满足不同的信噪比，从而测量在不同信噪比下的语音质量。

对于顺时针运动噪声播放方式，则如图4所示：

8个喇叭运动噪声源按顺时针方向，以一定速度在平面上的喇叭逐个播放，即从Ch-A，转到Ch-H，Ch-G，Ch-F，Ch-E，Ch-D，Ch-C和Ch-B，再循环，从而产生按预定轨迹运动的噪声源；第9个喇叭从人工头的圆心的顶上发出噪声、第10个喇叭从人工头的下方的地上发出噪声；运动的噪声源可以是不同的噪声，包括汽车、火车、地铁等等；所有这些噪声是由前端的多通道声卡通过引线输出；发出的噪声又由前端的信号采集部件采集，再经控制部件至计算机，由计算机进行处理、比较，从而得到结果。上述过程可反复进行。

对于逆时针运动噪声播放方式，则如图5所示：

运动噪声源按逆时针方向，以一定速度在平面上的喇叭逐个播放，即从Ch-A，转到Ch-B，Ch-C，Ch-D，Ch-E，Ch-F，Ch-G和Ch-H，再循环，从而产生按预定轨迹运动的噪声源；其他同前。

其他的在上述具体实施方式启发下的变通都属于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.实际噪声场的实验室回放装置，其特征在于前端分别连接计算机、喇叭。

2.根据权利要求1所述的实际噪声场的实验室回放装置，其特征在于喇叭有8个，在一个平面上按照相差45度沿圆周排列。

3.根据权利要求1所述的实际噪声场的实验室回放装置，其特征在于喇叭播放的噪声有明确方向性的点噪声、无方向性的散射噪声和部分方向性的混合噪声。

4.根据权利要求1所述的实际噪声场的实验室回放装置，其特征在于所述前端设置多通道声卡、控制部件，多通道声卡连接喇叭，控制部件连接多通道声卡；所述计算机包括播放部件，计算机连接前端中的控制部件和多通道声卡。

5.根据权利要求1所述的实际噪声场的实验室回放装置，其特征在于前端分别增加连接麦克风、人工头，人工头上设置人工嘴；前端中增加近端声卡、信号采集部件，控制部件连接多通道声卡和信号采集部件，麦克风放置于人工嘴正前方处，连接到前端的信号采集部件；人工头上的人工嘴连接到前端的近端声卡；计算机增加处理部件；计算机分别连接前端中的控制部件、多通道声卡、近端声卡和信号采集部件。

6.根据权利要求1或3所述的实际噪声场的实验室回放装置，其特征在于增加第9个喇叭放置在人工头的圆心的顶上，第10个喇叭放置在地上，处于人工头下方。

7.实际噪声场的实验室回放方法，其步骤在于：

(1)计算机中的播放部件控制预先存储的噪声文件通过多声道声卡，多通道声卡通过所有的8喇叭按照预定的程序发出噪声；

(2)计算机中预先存储的噪声包括具有从各个方向传来的有明确方向性的单个点噪声；计算机中存储的噪声还包括全散射噪声，即没有方向性的噪声；计算机中存储的噪声还包括具有明确方向性的噪声和散射噪声的混合，即部分方向性且部分散射性噪声，混合的比例可变，涵盖实际手机使用的噪声场；

或

(1)计算机中的播放部件控制前端中的多通道声卡，多通道声卡控制10个喇叭发出噪声；

(2)计算机中存储的噪声包括从各个方向传来的具有明确方向性的单个点噪声；计算机中存储的噪声还包括全散射噪声，即没有方向性的噪声；计算机中存储的噪声还包括具有明确方向性的噪声和散射噪声的混合，即部分方向性且部分散射性噪声，也就是部分有方向性的噪声，混合的比例可变，以涵盖实际手机使用的噪声场；

(3)计算机中的播放部件通过前端中的近端声卡在人工嘴播放近端语音，该近端语音也是预先存储在计算机中的；

(4)麦克风接收到上述噪声和近端语音，将其通过前端中的信号采集部件采集后送至计算机中的处理部件；

(5)测量的过程包括校准和测试等阶段；

(6)在校准阶段，计算机通过多通道声卡在喇叭中依次播放各种噪声，同时计算机将接收到的噪声和近端语音为参考进行音量和均衡频率响应的校准，以达到噪声在不同房间、用不同喇叭等播放都能达到一致的回放声场，计算机将校准的信息存储起来，以便在测试阶段应用；

(7)在测试阶段，计算机将校准的信息作用于噪声信号，并计算不同的音量，并通过多通道声卡在喇叭以计算的不同音量播放经过校准后的噪声信号，以便喇叭产生的噪声回放能满足不同的信噪比，从而测量在不同信噪比下的语音质量。

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