CN108956160A - 车载娱乐设备警示音参数测量方法、系统、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

车载娱乐设备警示音参数测量方法、系统、装置及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

车载娱乐设备警示音参数测量方法，包括如下步骤：步骤1，将采集到的声音信号转换成模拟信号数组；步骤2，处理模拟信号数组，将模拟信号数组转换成数字信号数组同时建立上升数组和下降数组；步骤3，在数字信号数组中查找上升数组和下降数组并获取警示音的参数。与现有技术相比，本发明车载娱乐设备警示音参数测量方法具有以下优点：克服了现有技术中存在的车载娱乐设备警示音测量采用手动方式计算，可以非常精确地计算警示音的个数、周期、频率、占空比，特别是对于频率不断增强或者对于需要长时间记录测量的声音信号，计算优势尤为明显。

Description

车载娱乐设备警示音参数测量方法、系统、装置及计算机可读 存储介质
技术领域
本发明涉及物理领域，尤其涉及声学技术，特别是一种车载娱乐设备警示音参数测量方法、系统、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
目前车载娱乐设备警示音的测量方法如下：
通过示波器对声音数据进行采集和显示，示波器只计算出数据中的单频音频率，无法得到警示音的数量、周期、频率、占空比等参数。测试工程师目前使用的是通过手动方式数警示音的数量，对于周期、频率、占空比都用尺子测量，精度不高，误差极大，测量较长时间段的声音信号效率很低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种解决上述技术问题的警示音参数测量方法、系统、装置及计算机可读存储介质。
为解决上述技术问题，本发明提供一种警示音参数测量方法，包括如下步骤：
步骤1，将采集到的声音信号转换成模拟信号数组；
步骤2，处理模拟信号数组，将模拟信号数组转换成数字信号数组同时建立上升数组和下降数组；
步骤3，在数字信号数组中查找上升数组和下降数组并获取警示音的参数。
步骤1中，以10K的采样率将采集到的声音信号转换成模拟信号数组。
步骤2包括：
步骤2.1，处理模拟信号数组，将模拟信号数组转换成包括数据“0”和数据“1”的数字信号数组；其中
模拟信号中≥音峰值的70%的声音数据为数据“1”，模拟信号中<音峰值的70%的声音数据为数据“0”；
步骤2.2，建立包括数据“0”和数据“1”的上升数组和包括数据“1”和数据“0”的下降数组；其中
上升数组的首位为数据“0”、其余位为数据“1”，下降数组的首位为数据“1”、其余位为数据“0”。
步骤3包括：
步骤3.1，在数字信号数组中查找上升数组和下降数组并获取单个警示音；
步骤3.2，在数字信号数组中剔除已经获取的单个警示音并判断余下的数组是否为空；
若余下的数字数组为空，则结束查找；
否则，返回步骤3.1；
步骤3.3，获取警示音的参数。
步骤3.3中，警示音的参数包括警示音的数量、周期值、占空比、单个警示音的最高点电压值及单个警示音的最高点电压值的时间值。
车载娱乐设备警示音参数测量系统，包括：
转换模块，用于将采集到的声音信号转换成模拟信号数组；
处理模块，用于将模拟信号数组转换成数字信号数组同时建立上升数组和下降数组；
查找模块，用于在数字信号数组中查找上升数组和下降数组并获取警示音的参数。
车载娱乐设备警示音参数测量装置，包括：存储有警示音参数测量程序的存储器及用于运行警示音参数测量程序的处理器，警示音参数测量程序配置为实现警示音参数测量方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有警示音参数测量程序，警示音参数测量程序被处理器执行实现警示音参数测量方法的步骤。
与现有技术相比，本发明警示音参数测量方法具有以下优点：克服了现有技术中存在的车载娱乐设备警示音测量采用手动方式计算，可以非常精确地计算警示音的个数、周期、频率、占空比，特别是对于频率不断增强或者对于需要长时间记录测量的声音信号，计算优势尤为明显。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的和优点将会变得更明显。
图1为本发明流程图；
图2为本发明原声音数组波形图；
图3为本发明转化为声音数字数组后的波形图；
图4为本发明采样图；
图5为本发明警示音电压处于下降到最大值70%状态的时间点图；
图6为本发明单个警示音波形图；
图7为本发明实施例一警示音详细计算结果图；
图8为本发明实施例二警示音详细计算结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。
本发明目的在于，克服现有技术中存在的车载娱乐设备警示音测量采用手动方式计算，从而提供的一种对声音数据进行多次数学处理解析从而得到其数量、周期、频率、占空比等参数的发明。
如图1～图8所示，本发明提供车载娱乐设备警示音参数测量方法，将采集的数据以一维数组的数据形式进行计算处理，以10K采样率为例，则采集5秒时间的声音信号转换为数组后，数组的长度为50000。采样率越高，则在相同时间内记录或保存的声音数据越长，后续计算的结果精度越高。但同时对使用的编程语言的数组存储内存要求也越高，鉴于警示音的普遍用于通知，提醒，报警等情况，因此以10K的采样率计算完全满足测量精度要求。声音数据进行数字换转化，由于每个单独警示音最大值近似相同，其声音上升区间和下降区间都有明显的声音电压变化状态，以声音信号峰值的70%设为参考值，大于此值定义为1，低于此值定义为0，将声音数据转化为只一个只有数据0和1的数组，原声音数组如图2所示。转化为声音数字数组后的波形如图3所示。
对单频音进行计算（目前各个语言LabVIEW，C/C++，Python…都提供软件包计算单频音）。通常其单频音的频率在0.5KHz~2.5KHz之间，换算周期为0.4ms~2ms。根据图5计算的警示音的单频音频率1KHz，周期0.001秒，根据采样率10K可知一个完整的单频音周期需要10个采样点。
构建两个数组，第一个为上升数组，其元素最后一位为1，其余位为0（如下图4中左图所示上升数组00…01）；第二个为下降数组，其第一位为1，其余位为0（如下图4中右图下降数组10…00）。这两个数组的长度需满足大于单频音周期采样点个数1倍以上，例如，如果单频音周期需要10个采样点，则数组的长度需大于10，下图3所示两个数组长度为30，就是3倍单频音周期采样点。
在数字信号数组中（如图3）中，首先查找上升数组，初步确定警示音电压处于上升到最大值的70%状态的时间点；剩下数组继续查找下降数组，初步确定警示音电压处于下降到最大值70%状态的时间点（如图5）。
在上一步上升时间点和下降时间点的区间内，在模拟信号数组中查找最大值，即可以确定此单个警示音的最高点电压值和最高点的时间值。
在完成第一个单个警示音的计算之后，减去这个警示音的数据，余下的数据同样的方式继续的依次计算单个警示音（如图6）。
通过计算两个警示音的峰值和时间点，得出警示音周期值。
对于某些项目需要计算警示音占空比，具体方法与计算周期的方法类似，步骤如下：
1）计算此参数需要提供占空比的高低电压临界值或临界比例系数（临界电压相对于最大值电压的比例），如果提供的是临界电压则需要根据警示音的最大值需要计算出临界比例系数，同样必须有两个完整警示音数据才能计算一个占空比。
2）在上述的从图2到图3中转换过程中，把参考值70%替换为占空比临界比例系数（例如某项目需求定义为35%），得到新的数字信号数组。
3）在数字信号数组中查找图4中左图所示的上升数组（00…01），确定警示音电压上升到占空比临界值的时间点；剩余部分继续查找图4中右图所示的下降数组（10…00），确定警示音电压下降到占空比临界值的时间点（类似如图5所示）。
4）这两个时间点内的时间长度即是占空比中高电平时间长度，除以之前计算的警示音周期即可以得到占空比。
警示音计算结果展示1（声音波形和计算结果如图7所示）
1）测量采集时间共5.5秒钟（55000乘以0.1毫秒），计算得到警示音个数为22个。
2）第一个警示音的峰值（Peak Voltage）为0.124829，出现位置（Rise site）在241.5毫秒处；第二个警示音的峰值（Peak Voltage）为0.124819，出现位置（Rise site）在493.5毫秒处，两个峰值时间差也就是第一个周期（Cycle）为250毫秒。某项目要求的占空比高低电压临界比例系数（Set Duty Proportion）是0.35，根据此值计算得到的占空比为0.4956。
3）所有警示音详细计算结果如图7表格中所示。
警示音计算结果展示2（声音波形和计算结果如图8所示）
1）测量采集时间共23秒钟（230000乘以0.1毫秒），计算得到警示音个数为23个。
2）第一个警示音的峰值（Peak Voltage）为0.815052，出现位置（Rise site）在416.6毫秒处；第二个警示音的峰值（Peak Voltage）为0.818076，出现位置（Rise site）在1414.6毫秒处，两个峰值时间差也就是第一个周期（Cycle）为1000毫秒。某项目要求的占空比高低电压临界比例系数（Set Duty Proportion）是0.35，根据此值计算得到的占空比为0.09739。
3）所有警示音详细计算结果如图8表格中所示。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.车载娱乐设备警示音参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将采集到的声音信号转换成模拟信号数组；
步骤2，处理模拟信号数组，将模拟信号数组转换成数字信号数组同时建立上升数组和下降数组；
步骤3，在数字信号数组中查找上升数组和下降数组并获取警示音的参数。
2.根据权利要求1所述的警示音参数测量方法，其特征在于，步骤1中，以10K的采样率将采集到的声音信号转换成模拟信号数组。
3.根据权利要求2所述的警示音参数测量方法，其特征在于，步骤2包括：
步骤2.1，处理模拟信号数组，将模拟信号数组转换成包括数据“0”和数据信号“1”的数字信号数组；其中
模拟信号中≥音峰值的70%的声音信号数据为数据“1”，模拟信号中<音峰值的70%的声音信号数据为数据“0”；
步骤2.2，建立包括数据“0”和数据“1”的上升数组和包括数据“1”和数据“0”的下降数组；其中
上升数组的首位为数据“0”、其余位为数据“1”，下降数组的首位为数据“1”、其余位为数据“0”。
4.根据权利要求3所述的警示音参数测量方法，其特征在于，步骤3包括：
步骤3.1，在数字信号数组中查找上升数组和下降数组并获取单个警示音；
步骤3.2，在数字信号数组中剔除已经获取的单个警示音并判断余下的数组是否为空；
若余下的数字数组为空，则结束查找；
否则，返回步骤3.1；
步骤3.3，获取警示音的参数。
5.根据权利要求4所述的警示音参数测量方法，其特征在于，步骤3.3中，警示音的参数包括警示音的数量、周期值、占空比、单个警示音的最高点电压值及单个警示音的最高点电压值的时间值。
6.车载娱乐设备警示音参数测量系统，其特征在于，包括：
转换模块，用于将采集到的声音信号转换成模拟信号数组；
处理模块，用于将模拟信号数组转换成数字信号数组同时建立上升数组和下降数组；
查找模块，用于在数字信号数组中查找上升数组和下降数组并获取警示音的参数。
7.车载娱乐设备警示音参数测量装置，其特征在于，包括：存储有警示音参数测量程序的存储器及用于运行警示音参数测量程序的处理器，警示音参数测量程序配置为实现如权利要求1～5任一项所述的警示音参数测量方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有警示音参数测量程序，警示音参数测量程序被处理器执行实现如权利要求1～5任一项所述的警示音参数测量方法的步骤。
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