CN108551377B - 一种无人值守的实时音频质量检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了音频质量检测技术领域的一种无人值守的实时音频质量检测系统，所述音频同步下发模块电性输出连接若干个管理终端，所述管理终端分别电性输出连接高清摄像头和音频分配单元，所述高清摄像头电性输出连接音频采集模块，所述音频采集模块电性输出连接对比模块，所述广播系统分别电性输出连接对比模块和时间控制模块，所述时间控制模块电性输出连接管理终端，所述对比模块电性输出连接IP网络，所述IP网络电性输出连接音频接收模块，所述音频接收模块分别电性输出连接数据存储模块和中央处理器，该发明结构设计合理，通过网络将其传输到中央处理器进行音频的音量、饱和度、清晰度、信号延迟和帧数的相关检测，实现实时监控。

Description

一种无人值守的实时音频质量检测系统

技术领域

本发明涉及音频质量检测技术领域，具体为一种无人值守的实时音频质量检测系统。

背景技术

随着经济全球化的浪潮和趋势，以及网络技术的快速发展，视频会议系统得到越来越广泛的应用，其中，音频设备作为视频会议的重要组成部分，其音频质量至关重要。由于音频设备采用双向通信，并经视频会议设备混音及会议室扩声设备放大，极易产生声反馈，导致回声、啸叫等音频故障，故通常要求视频会议各个会场设立专用的会议室，配备专业的扩声设备，申请人进行了检索发现，中国专利公开号为：CN107170465公开了一种音频质量检测方法及音频质量检测系统，其中，所述音频质量检测方法通过计算各个通道采集的音频数据的相关性来获得各通道设备内音频异常检测结果；并且为了避免所述待检测设备所有通道出现同样的问题以及各种噪音导致的检测异常，所述音频质量检测方法通过获取参考设备的参考通道的音频数据，并根据参考通道的音频数据和目标通道的音频数据的相关性计算来获得设备间音频异常检测结果，并综合所述待检测设备各通道设备内音频异常检测结果和目标通道设备间检测结果综合生成音频检测报告，从而在实现了对多通道同步音频采集设备的音频质量的自动检测的基础上，增加了所述音频质量检测方法的鲁棒性。中国专利公开号为：CN105788611公开了一种音频质量在线监测系统，包括若干个本地管理平台和一个集中管理平台，每个本地管理平台包括管理终端、音频信号产生单元、音频信号分配单元和音频信号分析单元。本发明通过管理终端发出测试指令，经音频信号产生单元生成测试信号，触发待测音频设备产生相应地音频信号，音频信号分配单元介入本地待测音频设备，获取音频信号，并将其发送到音频信号分析单元，对音频信号进行分析，获取本地待测音频设备音频质量的相关数据，并将其发送到管理终端进行显示，以及通过IP网络上传至集中管理平台，从而实现对视频会议所有会场音频设备的音频质量进行在线监测，及时发现会场音频设备存在的音频质量问题，从而保证视频会议的顺利进行。中国专利公开号为：CN104980337公开了一种音频处理的性能提升方法及装置，其中的方法可包括：获取终端中的音频通话中的音频数据；采用音频处理算法对所述音频数据进行处理，获得所述音频数据的特征参数；根据所述音频数据的特征参数分析所述音频数据的处理质量；若所述音频数据的处理质量未达到预设质量标准，采用与所述终端相适配的优化数据对所述音频处理算法进行优化。本发明可对音频通话中的音频数据进行音频处理以提升音质，并可对音频处理质量进行分析和优化，以提升音频处理的质量，保证音质效果。

然而，申请人发现，上述背景技术，及许多基层会场不能满足所需的要求，以及扩声设备型号各异，指标差异大，参数设置没有统一的标准规范，导致语音通话质量参差不齐，特别是在一些学校当中，教室的音频广播系统不能够保证播放音频的同步性和播放质量，同时对于各个教室的播放音质、清晰度和声音的饱和度没有实时的监测和反馈控制，为此，我们提出一种无人值守的实时音频质量检测系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人值守的实时音频质量检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人值守的实时音频质量检测系统，包括中央处理器，所述中央处理器双向电性输出连接质量检测模块，所述中央处理器分别电性输出连接移动终端模块、显示模块、报警模块、打印模块和音频同步下发模块，所述音频同步下发模块电性输出连接若干个管理终端，所述管理终端分别电性输出连接高清摄像头和音频分配单元，所述高清摄像头电性输出连接音频采集模块，所述音频采集模块电性输出连接对比模块，所述音频分配单元电性输出连接音频分析单元，所述音频分析单元电性输出连接广播系统，所述广播系统分别电性输出连接对比模块和时间控制模块，所述时间控制模块电性输出连接管理终端，所述对比模块电性输出连接IP网络，所述IP网络电性输出连接音频接收模块，所述音频接收模块分别电性输出连接数据存储模块和中央处理器。

优选的，所述音频接收模块音频接收模块由数据接口、数据接收芯片和微程序控制器组成，其中数据接收芯片对经过数据接口输入的信号进行解码，将其转换成三通道的24位彩色数字视频信号和行、场同步信号。

优选的，所述质量检测模块包括信号接收模块，所述信号接收模块分别电性输出连接音频清晰度检测模块、帧数提取模块、音量检测模块和音频信号延迟检测模块，且所述音频清晰度检测模块、帧数提取模块、音量检测模块和音频信号延迟检测模块均电性输出连接信号对比模块，且所述信号对比模块电性输入连接同步基准模块。

优选的，所述移动终端模块包括短信控制系统，所述短信控制系统分别电性输入连接短信统计模块和定时模块，所述短信控制系统电性输出连接短信存储模块。

优选的，所述报警模块包括数据采集单元，所述数据采集单元电性输出连接数据处理单元，所述数据处理单元电性输出连接数据控制系统，所述数据控制系统电性输出连接无线收发模块，所述无线收发模块电性输出连接报警器。

优选的，所述信号接收模块包括音频清晰度采集单元，所述音频清晰度采集单元电性输出连接音频清晰度分析单元，所述音频清晰度分析单元电性输出连接音频清晰整合析单元。

优选的，所述帧数提取模块包括音频帧数采集单元，所述音频帧数采集单元电性输出连接音频帧数分析单元，所述音频帧数分析单元电性输出连接音频帧数整合单元。

优选的，所述音量检测模块包括音量采集单元，所述音量采集单元电性输出连接音量分析单元，所述音量分析单元电性输出连接音量整合单元。

优选的，所述音频信号延迟检测模块包括音频信号延迟采集单元，所述音频信号延迟采集单元电性输出连接音频信号延迟分析单元，所述音频信号延迟分析单元电性输出连接音频信号延迟整合单元。

优选的，所述显示模块电性输出连接显示屏，且显示屏为LED触摸显示屏，且显示屏外壁设置有补光灯。

优选的，所述数据存储模块包括数据采集模块，所述数据采集模块电性输出连接数据分析模块，所述数据分析模块电性输出连接数据整合模块，所述数据整合模块电性输出连接A/D转换器，所述A/D转换器电性输出连接数据存储控制系统，所述数据存储控制系统电性输出连接存储器。

优选的，所述对比模块包括单通道音频分析模块、通道间音频分析模块和音频基准模块，单通道音频分析模块对于各个教室的音频信号进行检测，通道间音频分析模块对于教室之间的信号干扰度进行检测，然后通过音频基准模块分别对单通道的音频和通道间的音频进行质量检测上的判断，并且会生成音频检测报告通过IP网络发送给音频接收模块，进而传递给中央处理器进行处理，并且由数据存储模块进行存储。

一种无人值守的实时音频质量检测系统的检测方法具体步骤如下：

S1：当需要进行下发相关音频时，中央处理器会通过音频同步下发模块将音频同步发放到各个教室的管理终端上；

S2：然后管理终端会将接收到的音频依次经过音频分配单元和音频分析单元的处理，然后通过广播系统进行播放，播放时间通过时间控制模块进行监测，达到一分钟以上，则管理终端会促使高清摄像头进行拍摄，并且高清摄像头中的音频采集模块会对播放的音频进行采集；

S3：音频采集模块将采集的音频发送到对比模块中，并且在广播系统播放时，广播系统会将音频信号传递到对比模块，通过对比模块对播放前后的音频信号进行对比检测，对信号失真性进行检测，生成音频对比报告，然后对比模块通过IP网络将音频对比报告通过音频接收模块反馈回归到中央处理器，在此过程中音频接收模块会将音频对比报告通过数据存储模块进行储存；

S4：中央处理器会通过质量检测模块对音频信号的音量、饱和度、清晰度、信号延迟和帧数的相关检测，并且通过显示模块进行直观便捷的展示，并且在数据与基准数据不一致时，可通过报警模块进行报警，通过打印模块将数据信号打印成纸面数据，并且通过移动终端模块可以将数据进行远程输送，实现实时监控的目的。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该发明结构设计合理，使用方便，通过音频同步下发模块可以有效降低每个教室的广播系统的音频播放延迟误差，使每个教室的广播系统收到测试音频和测试启动命令后同步开始播放测试音频，通过音频采集模块采集音频，并且通过网络将其传输到中央处理器进行音频的音量、饱和度、清晰度、信号延迟和帧数的相关检测，并且通过显示模块进行直观便捷的展示，且在数据不一致时可通过报警模块进行报警，实现实时监控的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明主视图结构示意图；

图2为本发明质量检测模块框图结构示意图；

图3为本发明移动终端模块框图示意图；

图4为本发明报警模块框图示意图；

图5为本发明音频清晰度检测模块框图示意图；

图6为本发明帧数提取模块框图示意图；

图7为本发明音量检测模块框图示意图；

图8为本发明音频信号延迟检测模块框图示意图；

图9为本发明数据存储模块框图示意图。

图中：1中央处理器、2质量检测模块、201信号接收模块、202音频清晰度检测模块、20201音频清晰度采集单元、20202音频清晰度分析单元、20203音频清晰度整合单元、203帧数提取模块、20301音频帧数采集单元、20302音频帧数分析单元、20303音频帧数整合单元、204音量检测模块、20401音量采集单元、20402音量分析单元、20403音量整合单元、205音频信号延迟检测模块、20501音频信号延迟采集单元、20502音频信号延迟分析单元、20503音频信号延迟整合单元、206信号对比模块、207同步基准模块、3移动终端模块、301短信统计模块、302定时模块、303短信控制系统、304短信存储模块、4显示模块、5报警模块、501数据采集单元、502数据处理单元、503数据控制系统、504无线收发模块、505报警器、6打印模块、7音频同步下发模块、8管理终端、9高清摄像头、10音频分配单元、11音频采集模块、12音频分析单元、13广播系统、14时间控制模块、15 IP网络、16音频接收模块、17数据存储模块、1701数据采集模块、1702数据分析模块、1703数据整合模块、1704 A/D转换器、1705数据存储控制系统、1706存储器、18对比模块。

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。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种无人值守的实时音频质量检测系统，包括中央处理器1，中央处理器1双向电性输出连接质量检测模块2，中央处理器1分别电性输出连接移动终端模块3、显示模块4、报警模块5、打印模块6和音频同步下发模块7，音频同步下发模块7电性输出连接若干个管理终端8，管理终端8分别电性输出连接高清摄像头9和音频分配单元10，高清摄像头9电性输出连接音频采集模块11，音频采集模块11电性输出连接对比模块18，音频分配单元10电性输出连接音频分析单元12，音频分析单元12电性输出连接广播系统13，广播系统13分别电性输出连接对比模块18和时间控制模块14，时间控制模块14电性输出连接管理终端8，对比模块18电性输出连接IP网络15，IP网络15电性输出连接音频接收模块16，音频接收模块16分别电性输出连接数据存储模块17和中央处理器1。

其中，音频接收模块16由数据接口、数据接收芯片和微程序控制器组成，其中数据接收芯片对经过数据接口输入的信号进行解码，将其转换成三通道的24位彩色数字视频信号和行、场同步信号，通过这种设置可以保证在接收音频时的不失真性；

质量检测模块2包括信号接收模块201，信号接收模块201分别电性输出连接音频清晰度检测模块202、帧数提取模块203、音量检测模块204和音频信号延迟检测模块205，且音频清晰度检测模块202、帧数提取模块203、音量检测模块204和音频信号延迟检测模块205均电性输出连接信号对比模块206，且信号对比模块206电性输入连接同步基准模块207，通过这种设置可以进行音频的音量、饱和度、清晰度、信号延迟和帧数的相关检测和对比，保证系统的可靠性；

移动终端模块3包括短信控制系统303，短信控制系统303分别电性输入连接短信统计模块301和定时模块302，短信控制系统303电性输出连接短信存储模块304，通过这种设置可以实现对系统的实时监测，保证系统的可靠性；

报警模块5包括数据采集单元501，数据采集单元501电性输出连接数据处理单元502，数据处理单元502电性输出连接数据控制系统503，数据控制系统503电性输出连接无线收发模块504，无线收发模块504电性输出连接报警器505，通过这种设置可以在系统存在数据误差时能够及时的进行报警；

信号接收模块201包括音频清晰度采集单元20201，音频清晰度采集单元20201电性输出连接音频清晰度分析单元20202，音频清晰度分析单元20202电性输出连接音频清晰整合析单元20203，通过这种设置可以保证对音频采集时的清晰度的准确采集和分析操作；

帧数提取模块203包括音频帧数采集单元20301，音频帧数采集单元20301电性输出连接音频帧数分析单元20302，音频帧数分析单元20302电性输出连接音频帧数整合单元20303通过这种设置可以保证提高对音频帧数采集时的可靠性；

音量检测模块204包括音量采集单元20401，音量采集单元20401电性输出连接音量分析单元20402，音量分析单元20402电性输出连接音量整合单元20403，通过这种设置可以提高对音量的采集质量；

音频信号延迟检测模块205包括音频信号延迟采集单元20501，音频信号延迟采集单元20501电性输出连接音频信号延迟分析单元20502，音频信号延迟分析单元20502电性输出连接音频信号延迟整合单元20503，通过这种设置可以便于对系统中的音频信号延迟进行有效检测；

显示模块4电性输出连接显示屏，且显示屏为LED触摸显示屏，且显示屏外壁设置有补光灯，通过这种设置可以提高数据显示的便利性，同时也便于对音频质量的指标进行检测；

数据存储模块17包括数据采集模块1701，数据采集模块1701电性输出连接数据分析模块1702，数据分析模块1702电性输出连接数据整合模块1703数据整合模块1703电性输出连接A/D转换器1704，A/D转换器1704电性输出连接数据存储控制系统1705，数据存储控制系统1705电性输出连接存储器1706，通过这种设置可以对采集音频的各种指标进行有效储存，并加以整理，便于后期的数据校准。

对比模块18包括单通道音频分析模块、通道间音频分析模块和音频基准模块，单通道音频分析模块对于各个教室的音频信号进行检测，通道间音频分析模块对于教室之间的信号干扰度进行检测，然后通过音频基准模块分别对单通道的音频和通道间的音频进行质量检测上的判断，并且会生成音频检测报告通过IP网络15发送给音频接收模块16，进而传递给中央处理器1进行处理，并且由数据存储模块17进行存储通过这种设置可以提高对音频信号的检测，以及对信号之间干扰的强度进行实时监控。

工作原理：当需要进行下发相关音频时，中央处理器1会通过音频同步下发模块7将音频同步发放到各个教室的管理终端8上，然后管理终端8会将接收到的音频依次经过音频分配单元10和音频分析单元12的处理，然后通过广播系统13进行播放，播放时间通过时间控制模块14进行监测，达到一分钟以上，则管理终端8会促使高清摄像头9进行拍摄，并且高清摄像头9中的音频采集模块11会对播放的音频进行采集，音频采集模块11将采集的音频发送到对比模块18中，并且在广播系统13播放时，广播系统13会将音频信号传递到对比模块18，通过对比模块18对播放前后的音频信号进行对比检测，对信号失真性进行检测，生成音频对比报告，然后对比模块18通过IP网络15将音频对比报告通过音频接收模块16反馈回归到中央处理器1，在此过程中音频接收模块16会将音频对比报告通过数据存储模块17进行储存，中央处理器1会通过质量检测模块2对音频信号的音量、饱和度、清晰度、信号延迟和帧数的相关检测，并且通过显示模块4进行直观便捷的展示，并且在数据与基准数据不一致时，可通过报警模块5进行报警，通过打印模块6将数据信号打印成纸面数据，并且通过移动终端模块3可以将数据进行远程输送，实现实时监控的目的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种无人值守的实时音频质量检测系统，其特征在于：包括中央处理器(1)，所述中央处理器(1)双向电性输出连接质量检测模块(2)，所述中央处理器(1)分别电性输出连接移动终端模块(3)、显示模块(4)、报警模块(5)、打印模块(6)和音频同步下发模块(7)，所述音频同步下发模块(7)电性输出连接若干个管理终端(8)，所述管理终端(8)分别电性输出连接高清摄像头(9)和音频分配单元(10)，所述高清摄像头(9)电性输出连接音频采集模块(11)，所述音频采集模块(11)电性输出连接对比模块(18)，所述音频分配单元(10)电性输出连接音频分析单元(12)，所述音频分析单元(12)电性输出连接广播系统(13)，所述广播系统(13)分别电性输出连接对比模块(18)和时间控制模块(14)，所述时间控制模块(14)电性输出连接管理终端(8)，所述对比模块(18)电性输出连接IP网络(15)，所述IP网络(15)电性输出连接音频接收模块(16)，所述音频接收模块(16)分别电性输出连接数据存储模块(17)和中央处理器(1)；

所述音频接收模块(16)由数据接口、数据接收芯片和微程序控制器组成，其中数据接收芯片对经过数据接口输入的信号进行解码，将其转换成三通道的24位彩色数字视频信号和行、场同步信号；

所述质量检测模块(2)包括信号接收模块(201)，所述信号接收模块(201)分别电性输出连接音频清晰度检测模块(202)、帧数提取模块(203)、音量检测模块(204)和音频信号延迟检测模块(205)，且所述音频清晰度检测模块(202)、帧数提取模块(203)、音量检测模块(204)和音频信号延迟检测模块(205)均电性输出连接信号对比模块(206)，且所述信号对比模块(206)电性输入连接同步基准模块(207)；

所述移动终端模块(3)包括短信控制系统(303)，所述短信控制系统(303)分别电性输入连接短信统计模块(301)和定时模块(302)，所述短信控制系统(303)电性输出连接短信存储模块(304)；

所述报警模块(5)包括数据采集单元(501)，所述数据采集单元(501)电性输出连接数据处理单元(502)，所述数据处理单元(502)电性输出连接数据控制系统(503)，所述数据控制系统(503)电性输出连接无线收发模块(504)，所述无线收发模块(504)电性输出连接报警器(505)；

当需要进行下发相关音频时，中央处理器(1)会通过音频同步下发模块(7)将音频同步发放到各个教室的管理终端(8)上，然后管理终端会将接收到的音频依次经过音频分配单元(10)和音频分析单元(12)的处理，然后通过广播系统(13)进行播放，播放时间通过时间控制模块(14)进行监测，达到一分钟以上，则管理终端会促使高清摄像头(9)进行拍摄，并且高清摄像头(9)中的音频采集模块(11)会对播放的音频进行采集，音频采集模块(11)将采集的音频发送到对比模块(18)中，并且在广播系统(13)播放时，广播系统(13)会将音频信号传递到对比模块(18)，通过对比模块(18)对播放前后的音频信号进行对比检测，对信号失真性进行检测，生成音频对比报告，然后对比模块(18)通过IP网络(15)将音频对比报告通过音频接收模块(16)反馈回归到中央处理器，在此过程中音频接收模块会将音频对比报告通过数据存储模块(17)进行储存，中央处理器会通过质量检测模块(2) 对音频信号的音量、饱和度、清晰度、信号延迟和帧数的相关检测，并且通过显示模块(4)进行直观便捷的展示，并且在数据与基准数据不一致时，通过报警模块(5)进行报警，通过打印模块(6)将数据信号打印成纸面数据，并且通过移动终端模块将数据进行远程输送，实现实时监控的目的。

2.根据权利要求1所述的一种无人值守的实时音频质量检测系统，其特征在于：音频清晰度检测模块(202)包括音频清晰度采集单元(20201)，所述音频清晰度采集单元(20201)电性输出连接音频清晰度分析单元(20202)，所述音频清晰度分析单元(20202)电性输出连接音频清晰整合析单元(20203)。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守的实时音频质量检测系统，其特征在于：帧数提取模块(203)包括音频帧数采集单元(20301)，所述音频帧数采集单元(20301)电性输出连接音频帧数分析单元(20302)，所述音频帧数分析单元(20302)电性输出连接音频帧数整合单元(20303)。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守的实时音频质量检测系统，其特征在于：音量检测模块(204)包括音量采集单元(20401)，所述音量采集单元(20401)电性输出连接音量分析单元(20402)，所述音量分析单元(20402)电性输出连接音量整合单元(20403)。

5.根据权利要求1所述的一种无人值守的实时音频质量检测系统，其特征在于：音频信号延迟检测模块(205)包括音频信号延迟采集单元(20501)，所述音频信号延迟采集单元(20501)电性输出连接音频信号延迟分析单元(20502)，所述音频信号延迟分析单元(20502)电性输出连接音频信号延迟整合单元(20503)。

6.根据权利要求1所述的一种无人值守的实时音频质量检测系统，其特征在于：显示模块(4)电性输出连接显示屏，且显示屏为LED触摸显示屏，且显示屏外壁设置有补光灯。