背景技术
在存在声学噪声的嘈杂环境中,噪声被移动终端的麦克风采集进去,并与用户的语音一起被传输至对方,使得移动终端用户的语音通话过程将受到噪声的影响。为了保证在嘈杂环境中得到较好的用户体验,移动终端在设计时往往采用了噪声抑制的算法来消除或者抑制进入终端麦克风的噪声信号。这些抑噪算法的性能表现依赖于算法的设计及参数的选取,因此移动终端设计者也需要客观的测试方法来调整参数并评估噪声抑制算法的性能。目前已有一些在按标准化方法模拟出来特定环境噪声中对噪声抑制算法性能的客观评估指标和方法,包括测量内置噪声抑制算法的终端在正常工作状态下对噪声的衰减程度,含噪声语音被移动终端处理之后的语音质量,以及传输至对方用户的残留噪声的干扰程度等。
但除了这些之外,噪声抑制算法的再收敛时间也是一个非常重要的指标,因为当移动终端中进入噪声场景或遇到噪声场景有较大变化时,噪声抑制算法需要时间来适应目前所处的噪声特点,使得噪声抑制的更好。再收敛时间标示着移动终端需要多长时间才能采集到足够的噪声信息,来进入最佳的噪声抑制状态。如果噪声抑制算法的再收敛时间较长,那么在噪声抑制算法收敛之前,移动终端本身将不能很好的抑制噪声,降低移动终端用户在噪声场景中的语音通话体验。
中国专利申请102208190A公开的一种抑制非平稳噪声设备收敛时间的测量方法及装置,该专利申请在模拟出的噪声场景中,使用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,用于计算再收敛时间。
在实际应用中发现,由于该专利申请使用的参考信号并非来自于播放出来的真实噪声,在仅仅一路移动终端上行的音频信号中寻找收敛时间时,使用功率比函数或能量比函数无法准确突出移动终端抑噪算法的收敛时间点。同时由于预设的门限值不佳,也无法准确涵盖各种噪声场景,寻找到正确的再收敛时间点的成功概率不高。同时,该专利申请仅仅考虑了从安静环境进入噪声环境这种情况下的再收敛时间测试,并未考虑终端在噪声环境中进行切换时的再收敛时间,具有一定的局限性。
发明内容
本发明提供一种基于移动终端的噪声抑制算法再收敛时间测量方法,以通过在两种场景下同时录制抑制噪声信号及原始噪声信号,准确的测量再收敛时间。
为了实现上述目的,本发明提供一种基于移动终端的噪声抑制算法再收敛时间测量方法,该方法包括:音频信号采集前端录制所述移动终端向移动终端网络模拟器发送的抑制噪声信号及麦克风从头躯模拟器采集的原始噪声信号,所述的移动终端及麦克风架设在所述的头躯模拟器上;根据所述的抑制噪声信号及原始噪声信号分别计算抑制噪声信号能量-时间曲线及原始噪声信号能量-时间曲线;根据所述抑制噪声信号随时间变化的能量曲线及原始信号随时间变化的能量曲线生成差异曲线;根据所述的差异曲线生成再收敛时间。
在一实施例中,根据所述的差异曲线生成再收敛时间,包括:在所述差异曲线上查找能量函数的首个突变点,并计算出所述突变点距离录制起始点的时间差异。
在一实施例中,所述的突变点满足的条件是能量变化差值大于3dB。
在一实施例中,录制所述抑制噪声信号及原始噪声信号所在的测量场景包括:从安静环境到噪声环境的场景、从一噪声环境到另一噪声环境的场景。
在一实施例中,当所述的测量场景为从安静环境到噪声环境的场景时,从噪声播放的同时开始录制所述抑制噪声信号及原始噪声信号。
在一实施例中,当所述的测量场景为从一噪声环境到另一噪声环境的场景时,从播放所述另一噪声环境的同时开始录制所述抑制噪声信号及原始噪声信号。
在一实施例中,录制所述抑制噪声信号及原始噪声信号的持续时间大于20秒。
在一实施例中,录制所述抑制噪声信号及原始噪声信号的持续时间大于20秒。
在一实施例中,所述另一噪声环境的持续时间长于录制所述抑制噪声信号及原始噪声信号的持续时间。
本发明实施例的有益效果在于,本发明的噪声抑制算法再收敛时间测量方法,可以通过在两种场景下同时录制抑制噪声信号及原始噪声信号,准确的测量再收敛时间,以有效地评估噪声抑制算法的再收敛时间。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种基于移动终端的噪声抑制算法再收敛时间测量方法,该方法需要在如图1所示的再收敛时间测量系统上实现。如图1所示,该再收敛时间测量系统包括:头躯模拟器101,移动终端102,麦克风103,移动终端网络模拟器104,音频信号采集前端105,背景噪声模拟系统106及测试分析系统107及多个扬声器108。
利用该再收敛时间测量系统测量再收敛时间前,需要做好如下准备:将待的测移动终端102架设在头躯模拟器101上,并将测移动终端102与移动终端网络模拟器104建立语音通信。移动终端网络模拟器104和头躯模拟器102与音频信号采集前端105通过信号线相连。测量用的麦克风103随待测的移动终端102架设在头躯模拟器101上,测量用的麦克风103也与音频信号采集前端105通过信号线相连。
头躯模拟器101、待测的移动终端102、麦克风103及扬声器108均放置于测试房间109内部,由测试分析系统107(计算机)控制背景噪声模拟系统106,模拟出特定场景下的环境噪声。背景噪声模拟系统106中设置信号控制模块,该信号控制模块包括多通道输出控制接口,每一输出控制接口均连接一个扬声器,扬声器的个数可以根据需要设置,不以图1中的个数为限。
如图2及图3所示,本发明实施例的噪声抑制算法再收敛时间测量方法包括:
步骤S201:音频信号采集前端105录制移动终端向移动终端网络模拟器104发送的抑制噪声信号及麦克风103从头躯模拟器101采集的原始噪声信号,所述的移动终端102及麦克风103架设在所述的头躯模拟器101上。
移动终端102向移动终端网络模拟器104发送上行音频信号(即抑制噪声信号),音频信号采集前端105在测试分析系统107的控制下,录制该抑制噪声信号,该抑制噪声信号为进行噪声抑制后的信号。
音频信号采集前端105控制头躯模拟器101,使头躯模拟器101的人工嘴发出声音,悬挂在人工嘴附近的麦克风103将采集到人工嘴发出的声音(即原始噪声信号),音频信号采集前端105在测试分析系统107的控制下,录制该原始噪声信号。
本发明在两种情况下测量抑噪算法的再收敛时间,一是测量从安静环境进入噪声环境场景中时的再收敛时间,二是测量移动终端从一种噪声环境进入另一种噪声环境时的再收敛时间,即录制所述抑制噪声信号及原始噪声信号所在的测量场景包括:从安静环境到噪声环境的场景、从一噪声环境到另一噪声环境的场景。
在一实施例中,当测量场景为从安静环境到噪声环境X的场景时,从噪声播放的同时开始录制抑制噪声信号及原始噪声信号。较佳地,为了得到准确的测量结果,录制持续时间一般大于20秒。
在一实施例中,当测量场景为从一噪声环境X到另一噪声环境Y的场景时,从播放噪声环境Y的同时开始录制抑制噪声信号及原始噪声信号。较佳地,为了得到准确的测量结果,录制持续时间一般大于20秒。需要说明的是,在该场景下,噪声环境Y的持续时间长于录制抑制噪声信号及原始噪声信号的持续时间。其中,噪声环境X和噪声环境Y可以为任意某种实际地理环境中噪声或者伪随机噪声,例如公路噪声、商场噪声、人声或者粉红噪声等。
步骤S202:根据抑制噪声信号及原始噪声信号分别计算抑制噪声信号能量-时间曲线及原始噪声信号能量-时间曲线。
对于音频信号采集前端105录制的抑制噪声信号,测试分析系统107根据该抑制噪声信号生成能量曲线如图4所示,图4中横坐标为时间坐标,纵坐标为能量坐标,图4中的能量曲线仅为示例,并非用于限定本发明。
对于音频信号采集前端105录制的原始噪声信号,测试分析系统107根据该原始噪声信号生成能量曲线如图5所示,图5中横坐标为时间坐标,纵坐标为能量坐标,图5中的能量曲线仅为示例,并非用于限定本发明。
步骤S203:根据所述抑制噪声信号随时间变化的能量曲线及原始信号随时间变化的能量曲线生成差异曲线。将图4与图5中对应时间点的能量相减,得到如图6所示的差异曲线。
步骤S204:根据所述的差异曲线生成再收敛时间。
首先,需要在差异曲线上查找能量函数的首个突变点,并计算出突变点距离录制起始点的时间差异,该时间差异即为再收敛时间。
如图6所示,能量函数差值曲线上的首个明显突变点是差值曲线上Z字形走向的标志点1,较佳地,该标志点1两端附近曲线的平均电平1和电平2的差异应大于3dB,即突变点满足的条件是能量变化差值大于3dB。
计算出该突变点出现时距离差异曲线起始点,也就是距离该次录制起始点的时间差异S=8s,8s噪声抑制算法的收敛时间。
需要说明的是,对于不同的测量场景下,需要分别单独测量再收敛时间,生成从安静环境到噪声环境的场景的再收敛时间和从一噪声环境到另一噪声环境的场景再收敛时间。
另外,本发明的突变点不限于图6中的情况,也可以是如图7所示的情况,图7中再收敛时间S=10s。当然,还可以是图6及图7外的其他情况,本发明不一一赘述。
本发明实施例的有益效果在于,本发明的噪声抑制算法再收敛时间测量方法,可以通过在两种场景下同时录制抑制噪声信号及原始噪声信号,准确的测量再收敛时间,以有效地评估噪声抑制算法的再收敛时间。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。