CN109831733B - 音频播放性能的测试方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种音频播放性能的测试方法、装置、设备和存储介质。所述方法包括：对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号；在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号；根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。本发明实施例可以避免对全部频点中的全部谐波次数进行非线性失真分析，减少测试成本，提高测试效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及音频信号处理技术，尤其涉及一种音频播放性能的测试方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
随着科技的发展，音频设备正在不断进步，人们对音频设备的要求也越来越高。
音频设备可以是用于音频播放的设备(如音箱)，也可以是实现人们交流的通信设备(如电话)，还可以是结合音频播放和通信的智能设备(如移动终端和智能音箱等)。通常音频设备在音频播放的过程中会出现非线性失真，非线性失真对播放音频的音质和语音识别的算法处理均有较大影响。为了消除非线性失真的影响，需要在基于语音的算法的基础上对音频文件做非线性失真分析，并根据分析结果针对性修正音频信号。
目前常见的电声分析软件，如Soundcheck(声音检测系统)、B&K PULSE(丹麦测振仪系统)、Audio Precision(音频精度分析系统)等，可以计算固定谐波次数的非线性失真，对实时的信号进行处理。但上述电声分析软件需要对所有频点的全部谐波分量进行非线性失真分析，导致分析的数据量大，测试成本高，效率低。
发明内容
本发明实施例提供一种音频播放性能的测试方法、装置、设备和存储介质，可以避免对全部频点中的全部谐波次数进行非线性失真分析，减少测试成本，提高测试效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种音频播放性能的测试方法，包括：
对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号；
在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号；
根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。
第二方面，本发明实施例还提供了一种音频播放性能的测试装置，包括：
采集音频信号获取模块，用于对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号；
非线性失真频域信号获取模块，用于在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号；
非线性失真参数计算模块，用于根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。
第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的音频播放性能的测试方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的音频播放性能的测试方法。
本发明实施例通过在采集音频信号中获取至少两个目标频点的频域信号，从频域信号中各目标频点对应的全部谐波点中确定最大谐波点，仅计算每个目标频点对应的最大谐波点的非线性失真参数，提出了一种与回声消除算法匹配的非线性失真参数的新的计算方法，解决了现有技术中必须对所有频点的全部谐波分量进行非线性失真分析，才能计算得到非线性失真参数的问题，实现减少非线性失真参数计算的谐波分量的数据量，提高测试效率，同时，最大谐波点通常出现在低频范围内，受到噪音的影响较小，由此最大谐波点的非线性失真参数的计算无需严格要求测试环境为无噪音环境，实现降低失真测试的环境需求，从而降低失真测试的成本。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种音频播放性能的测试方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种音频播放性能的测试方法的流程图；
图3是本发明实施例三中的一种音频播放性能的测试装置的结构示意图；
图4是本发明实施例四中的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
为了便于理解方案，首先将本发明实施例的主要内容进行简述。
发明人通过实验发现，目前现有的对播放性能改进的算法主要是回音消除算法，通过在播放设备中使用回音消除算法，可以有效提高播放质量。回音消除算法主要是对非线性失真中，幅值最大的谐波分量进行抑制。
如前所述，一个播放设备的非线性失真参数是该播放设备的重要评价参数，所谓非线性失真，是指在对音频文件的播放过程中，形成了新的频率分量而产生的失真。现有技术在评价一个播放设备的非线性失真参数时，完全没有针对该回音消除算法进行考虑。现有技术主要是通过使用该播放设备播放指定频点(一般是多个频点)的一段音频后，对每个指定频点下的每个谐波分量均进行非线性失真的分析，计算量大而且对测试环境要求严苛，因为高频的谐波分量受环境噪声影响大，因此，为了完成上述非线性失真测试，需要将测试环境选在消音室内。
相对应的，如果将非线性失真参数与上述回音消除算法相匹配，则仅需要计算每个指定频点下幅度最大的谐波分量进行非线性失真即可，无需对全部谐波分量进行分析，这可以大大减少计算量，此外，由于使用幅度最大的谐波分量衡量非线性失真参数，且幅值最大的谐波分量一般出现在较低的频点上，因此不需要对测试环境要求严苛，可以在一般的室内环境中，完成对非线性失真参数的测试。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种音频播放性能的测试方法的流程图，本实施例可适用于检测经过回声消除算法的音频信号的非线性失真的情况。该方法可以由本发明实施例提供的音频播放性能的测试装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在提供采集音频信号功能的设备中，例如智能手机、平板电脑或计算机设备。如图1所示，本实施例的方法具体包括：
S110，对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号。
测试设备具体是指具备音频播放功能的设备，例如，仅能进行音频播放的设备(如音响设备)，或者是可以进行音频播放，同时还附加其他功能(如即时通信和/或音频采集功能等)的设备(如移动终端)。其中，音频播放部件可以是指测试设备上用于播放音频信号的硬件(如扬声器和分频器等)。
扫频信号可以是指频率在设定范围内随时间变化的信号，通常频率是从低到高变化或从高到低变化。同时，扫频信号中的频率变化还包括：频率是持续设定时间不变的，也即，可以按照预设时间对扫频信号分段，在一个时间段内的信号对应的各信号点的频率相同，在不同时间段内的信号对应的信号点的频率不相同。
具体的，可以通过信号发生器生成扫频信号并发送至测试设备，由该测试设备的音频播放部件进行播放。
采集音频信号可以是指测试设备输出的音频信号，实际上，采集音频信号在理想环境下与扫频信号相同，但由于测试设备在音频播放的过程中会产生失真(线性失真或者非线性失真等)现象，从而，采集音频信号是理想的扫频信号经过音频播放部件处理后，播放出的实际的音频信号。需要说明的是，本发明实施例中的扫频信号以及采集音频信号实际都是指时域信号。
可选的，可以通过所述测试设备的音频拾取部件，对所述扫频信号进行音频采集，还可以采取其他设备的音频拾取部件，对所述扫频信号进行音频采集，本实施例对此并不进行限制。
具体的，如果通过所述测试设备的音频拾取部件，对所述扫频信号进行音频采集，则该测试设备是指同时具备音频播放功能和音频采集功能的设备。音频拾取部件可以是指测试设备上用于采集音频信号的硬件，如麦克风阵列等。
一般来说，失真实际是指信号在传输过程中与标准信号相比所发生的偏差，也即输出信号与输入信号之间的偏差。本发明实施例是针对回声消除算法的性能进行评价，其中，回声消除算法是将除了麦克风采集的扬声器播放的音频信号之外的通过其他路径到达麦克风的回声信号消除，以减少音频信号失真。由此，通过采用同一个设备输出音频信号同时采集音频信号，使测试设备的非线性失真的测试结果适配于回声消除算法，而且还可以减少音频信号在外界环境中传播的过程中外界环境对音频信号造成的干扰。
S120，在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号。
在本实施例中，所述采集音频信号为对该扫频信号的音频采集结果。所述扫频信号中包括有多个频点的时域信号，则每个频点的时域信号在时间上不混叠，频点可以是指频率点。所述目标频点具体是指在扫频信号包括的全部频点中，选取出的全部或者部分频点。
相应的，可以针对扫频信号中的每个频点对所述采集音频信号进行非线性失真参数的测量，也可以针对扫频信号中的部分频点对所述采集音频信号进行非线性失真参数的测量。其中，筛选出的部分频点具体是指播放设备对扫频信号进行播放过程中，产生的失真度大的频率点。其中，失真度大的频点可以是指超过预设的失真度阈值的频点。具体的，可以通过多次试验计算同一型号或者类型的播放设备的各个频点的总谐波失真(TotalHarmonics Distortion，THD)确定，或者也可以通过人工对采集音频信号以及扫频信号的频谱图进行比对确定。
目标频点对应的目标时域信号可以是指采集音频信号中的，仅包括预期与目标频点对应的频率相同的时域信号。参照前述扫频信号的描述，根据目标频点对应的频率，可以从扫频信号中确定与该频率相同的信号的时间起点和时间终点。从而，可以从采集音频信号中截取以该时间起点为起点，同时以该时间终点为终点的时域信号，作为目标时域信号。
频域信号可以是指通过对目标时域信号进行傅里叶变换得到信号。
可选的，所述在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，可以包括：将所述扫频信号中的全部单频信号对应的频点作为目标频点；根据所述扫频信号中与各单频信号对应的时域持续区间，在所述采集音频信号中，提取与各所述目标频点对应的目标时域信号。
其中，单频信号可以是指频率为固定值的信号，从而，每个单频信号映射到频域中为一个信号点，该信号点即为频点。单频信号对应的时域持续区间可以是指单频信号的持续时间映射在时域中的时间区间。具体的，根据时域持续区间，在采集音频信号中截取与时域持续区间匹配的音频信号片段，即为目标频点对应的目标时域信号。
可以理解的是，评价测试设备的失真情况实际是评价扫频信号与采集音频信号的差异，在不存在失真的情况下，扫频信号与采集音频信号相同；由于音频信号在传输过程中存在失真现象，导致扫频信号与采集音频信号不同。选择扫频信号中的任一单频信号，并从采集音频信号中提取与单频信号对应的时域持续区间匹配的目标时域信号，进而可以单独的衡量该目标频点的时域信号的非线性失真的情况，从而可以避免至少两种不同频率的信号相互作用产生的互调失真，减少其他干扰因素，实现有效评价失真，从而提高后续失真计算的准确度。
可选的，所述在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，可以包括：根据所述扫频信号的频域信号与所述采集音频信号的频域信号之间的频谱差异，在所述扫频信号中的全部单频信号对应的频点中，选取至少两个目标频点；根据所述目标频点在所述扫频信号中的时域持续区间，在所述采集音频信号中，提取与各所述目标频点对应的目标时域信号。
其中，频谱差异用于表示扫频信号与采集音频信号的失真偏差，具体可以是指两个频域信号的频谱参数之间的差值，频谱参数可以包括下述至少一项：频率、功率和幅值等参数。通过根据扫频信号和采集音频信号之间的频谱差异从各频点中筛选目标频点，可以准确提取失真程度大的多个频点，减少对失真程度小的频点计算的情况，从而减少失真计算的数据量，减少时间成本，提高失真计算的效率。
S130，根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。
一般来说，一个非正弦信号通常可以由一个正弦的信号和频率为该信号的频率的整数倍的信号组成，其中，正弦的信号为基波分量，而频率等于基波分量频率的整数倍的信号为谐波分量，谐波分量的数量为至少一个。具体的，各个谐波分量映射在频域信号中形成一根根高度不同且频率不同的谱线。
换句话说，一个目标频点的单频信号在进行傅里叶变化后，仅在该目标频点上具有设定幅度值(基波分量)，如果该单频信号发生了非线性失真，则对在除了该目标频点之前的其他频率点上，形成多个幅度值(谐波分量)。
相应的，目标频点对应的最大谐波点可以是指目标频点对应的目标时域信号转换为的频域信号，所分解成的至少一个谐波分量映射在频域信号得到的所有谐波点(频率点)中失真程度最大的谐波点，也即，频谱图中幅值最大的谐波点，上述谐波点的数量可以为一个或者多个。
非线性失真参数可以是指用于评价采集音频信号的失真程度的数据，示例性的，THD。
实际上，回音消除算法主要是对非线性失真中幅值最大的谐波分量进行抑制，由此，在对测试设备的回音消除性能进行评价时，可以仅考虑到幅值最大的谐波分量，从而，仅根据幅值最大的谐波分量计算得到的非线性失真参数完全可以实现衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。
可选的，所述根据所述频域信号，计算所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，可以包括：在当前处理的目标频点的频域信号中，获取至少一个幅值最大谐波分量的功率值Pi；i∈[1,N]，N为获取的幅值最大谐波分量的总数量；根据公式：
计算与当前处理的目标频点对应的最大谐波点失真THD，作为所述非线性失真参数，P0为当前处理的目标频点的频域信号的总功率。
如果目标频点上发生了非线性失真，则在目标频点的频域信号中，除了基波分量后，还包括多个谐波分量，每个谐波分量实际是以频率为横坐标，以幅值为纵坐标的坐标轴中的一根根高度不同的竖线，从中选择除基波分量以外最高的竖线即为幅值最大的谐波分量，并计算该谐波分量的功率值Pi。其中，谐波功率可以通过计算谐波电压有效值、谐波电流有效值和功率因数的乘积得到。P0可以通过计算基波分量的功率值与各次谐波分量的功率值之和得到，也可以对功率谱密度进行积分得到。其中，基波分量的功率值可以通过计算基波电压有效值、基波电流有效值和功率因数的乘积得到。
在一个具体的例子中，若在当前处理的目标频点的频域信号中，确定幅值最大的谐波分量的数量为1，则
其中，P2为该谐波分量的功率值。若在当前处理的目标频点的频域信号中，确定幅值最大的谐波分量的数量为3，则
其中，P3、P4和P5分别是幅值最大的三个谐波分量的功率值。
通过仅获取幅值最大谐波分量的功率值计算总谐波失真，避免计算所有谐波分量的功率值确定总谐波失真的情况，提高总谐波失真计算的效率。
可选的，所述根据所述频域信号，计算所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，可以包括：在当前处理的目标频点的频域信号中，获取至少一个幅值最大谐波分量的功率值Pi；i∈[1,N]，N为获取的幅值最大谐波分量的总数量；根据公式：
计算与当前处理的目标频点对应的最大谐波点失真THD，P0为与目标时域信号对应的频域信号的总功率；根据公式：ΔdB＝-20*log10THD，计算基波分量与最大谐波分量的分贝差值ΔdB，作为所述非线性失真参数。
具体的，将总谐波失真的数值转换为以分贝为单位的数值，作为非线性失真参数，可以放大得到的计算结果，从而，更容易和更直观的根据非线性失真参数评价失真情况。
在本发明实施例中，非线性失真参数具体用于评价测试设备采用的回声消除算法降低失真程度的效果，也即用于评价回声消除算法的性能。其中，回声消除算法用于仅去除最大的谐波失真，从而，仅通过计算各目标频点对应的最大谐波点的非线性失真参数，可以适配回声消除算法，同时减少计算非线性失真参数的数据量，以提高测试设备的测试效率。
在本发明实施例中，失真仅仅是指扫频信号与采集音频信号之间的偏差。通常为了减少音频信号在外界环境中传播的过程中外界环境对音频信号造成的干扰，采用一个测试设备同时进行音频播放和音频采集。
在本发明实施例中，为了减少测试环境对输出的音频信号造成的干扰，需要将测试设备置于噪声低的测试环境。可选的，所述测试设备的测试环境为标准室内环境，所述标准室内环境内的背景噪声高于消声室内的背景噪声。
消声室可以是指声学测试的一个特殊实验室，采用特殊结构以及特殊材料形成，专门用于测试声学性能。通常，为了提高测试设备的测试精度，采用消声室作为测试环境，但消声室的使用成本过高，导致测试设备的测试成本增加。标准室内环境可以是指低噪声环境，例如，办公室、卧室或养老院等环境。如前所述，本发明实施例由于使用幅度最大的谐波分量衡量非线性失真参数，且幅值最大的谐波分量一般出现在较低的频点上，因此不需要对测试环境要求严苛，可以在一般的室内环境(也即，所述标准室内环境)中，完成对非线性失真参数的测试，相应的，本发明实施例提供音频播放性能的测试方法可以应用在标准室内环境，从而降低测试设备的测试成本。
本发明实施例通过在采集音频信号中获取至少两个目标频点的频域信号，从频域信号中各目标频点对应的全部谐波点中确定最大谐波点，仅计算每个目标频点对应的最大谐波点的非线性失真参数，提出了一种与回声消除算法匹配的非线性失真参数的新的计算方法，解决了现有技术中必须对所有频点的全部谐波分量进行非线性失真分析，才能计算得到非线性失真参数的问题，实现减少非线性失真参数计算的谐波分量的数据量，提高测试效率，同时，最大谐波点通常出现在低频范围内，受到噪音的影响较小，由此最大谐波点的非线性失真参数的计算无需严格要求测试环境为无噪音环境，实现降低失真测试的环境需求，从而降低失真测试的成本。
在上述实施例的基础上，可选的，在根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数之后，还可以包括：判断各所述目标频点的所述非线性失真参数是否超过预设的门限值；根据对各所述目标频点的非线性失真参数的门限值判断结果，确定所述测试设备的回声消除性能是否通过测试。
具体的，门限值可以是指用于评价回声消除性能是否通过测试的阈值。门限值判断结果具体可以包括每个目标频点的非线性失真参数与门限值的判断结果。示例性的，非线性失真参数为THD时，门限值可以是10％，当各目标频点的非线性失真参数未超过门限值10％时，确定测试设备的回声消除性能通过测试；否则，确定测试设备的回声消除性能未通过测试。此外，还可以结合其他条件进行判断，例如，判断非线性失真参数未超过门限值的目标频点的数量是否符合数量条件，具体是，非线性失真参数未超过门限值的目标频点的数量超过目标频点总数量的80％，或者全部目标频点的非线性失真参数均未超过门限值。对此，本发明实施例不作具体限制。
通过对各目标频点的非线性失真参数与预设门限值进行比较，得到各目标频点的非线性失真参数的门限值判断结果，确定测试设备的回声消除性能是否通过测试，实现评价测试设备的回声消除性能，提高计算非线性失真参数的效率，从而实现快速评价测试设备的回声消除性能是否通过测试。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种音频播放性能的测试方法的流程图，本实施例以本发明实施例一为基础作出了进一步具体化，将步骤：所述在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，具体化为：根据所述扫频信号的频域信号与所述采集音频信号的频域信号之间的频谱差异，在所述扫频信号中的全部单频信号对应的频点中，选取至少两个目标频点。同时，将步骤：根据所述频域信号，计算所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，具体化为：在当前处理的目标频点的频域信号中，获取至少一个幅值最大谐波分量的功率值Pi；i∈[1,N]，N为获取的幅值最大谐波分量的总数量；根据公式：
计算与当前处理的目标频点对应的最大谐波点失真THD，P0为与目标时域信号对应的频域信号的总功率；根据公式：ΔdB＝-20*log10THD，计算基波分量与最大谐波分量的分贝差值ΔdB，作为所述非线性失真参数。
如图2所示，该方法具体包括：
S210，对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号。
本实施例中的测试设备、音频播放部件、扫频信号、采集音频信号、目标频点、目标时域信号、最大谐波点、非线性失真参数和回声消除算法均可以参考上述实施例的描述。
S220，根据所述扫频信号的频域信号与所述采集音频信号的频域信号之间的频谱差异，在所述扫频信号中的全部单频信号对应的频点中，选取至少两个目标频点。
S230，根据所述目标频点在所述扫频信号中的时域持续区间，在所述采集音频信号中，提取与各所述目标频点对应的目标时域信号。
S240，从各所述目标频点选取一个目标频点作为当前处理的目标频点。
S250，在当前处理的目标频点的频域信号中，获取至少一个幅值最大谐波分量的功率值Pi；i∈[1,N]，N为获取的幅值最大谐波分量的总数量。
S260，根据公式：
计算与当前处理的目标频点对应的最大谐波点失真THD，P0为与目标时域信号对应的频域信号的总功率。
S270，根据公式：ΔdB＝-20*log10THD，计算基波分量与最大谐波分量的分贝差值ΔdB，作为所述当前处理的目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。
具体的，可以基于表1直接确定基波分量与最大谐波分量的分贝差值ΔdB，表1如下所示：
表1
| ΔdB | THD | |
| 1 | 20dB | 9.95％ |
| 2 | 24dB | 6.30％ |
| 3 | 30dB | 3.16％ |
| 4 | 40dB | 1.00％ |
| …… | …… | …… |
此外，如果幅值最大谐波分量的数量为两个，可以在分贝差值ΔdB上增加6dB，并将调整后的结果作为基波分量与最大谐波分量的分贝差值ΔdB。也即ΔdB＝-20*log10THD+6dB。
S280，当各所述目标频点的非线性失真参数未全部计算完成时，从各所述目标频点获取一个目标频点作为当前处理的目标频点，直至各所述目标频点的非线性失真参数全部计算完成。
本发明实施例通过从扫频信号中的全部单频信号对应的频点中筛选失真程度大的频点作为目标频点，同时在各目标频点的全部谐波分量中仅筛选幅值最大的谐波分量计算非线性失真参数，大大降低了非线性失真参数计算的数据量，简化非线性失真参数的计算过程，提高化非线性失真参数的计算效率，节省测试成本。
实施例三
图3是本发明实施例三提供的一种音频播放性能的测试装置的结构示意图，如图3所示，所述装置具体包括：
采集音频信号获取模块310，用于对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号；
非线性失真频域信号获取模块320，用于在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号；
非线性失真参数计算模块330，用于根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。
本发明实施例通过在采集音频信号中获取至少两个目标频点的频域信号，从频域信号中各目标频点对应的全部谐波点中确定最大谐波点，仅计算每个目标频点对应的最大谐波点的非线性失真参数，提出了一种与回声消除算法匹配的非线性失真参数的新的计算方法，解决了现有技术中必须对所有频点的全部谐波分量进行非线性失真分析，才能计算得到非线性失真参数的问题，实现减少非线性失真参数计算的谐波分量的数据量，提高测试效率，同时，最大谐波点通常出现在低频范围内，受到噪音的影响较小，由此最大谐波点的非线性失真参数的计算无需严格要求测试环境为无噪音环境，实现降低失真测试的环境需求，从而降低失真测试的成本。
进一步的，所述采集音频信号获取模块310，具体用于：通过所述测试设备的音频拾取部件，对所述扫频信号进行音频采集。
进一步的，所述非线性失真频域信号获取模块320，具体用于：将所述扫频信号中的全部单频信号对应的频点作为目标频点；根据所述扫频信号中与各单频信号对应的时域持续区间，在所述采集音频信号中，提取与各所述目标频点对应的目标时域信号。
进一步的，所述非线性失真频域信号获取模块320，具体用于：根据所述扫频信号的频域信号与所述采集音频信号的频域信号之间的频谱差异，在所述扫频信号中的全部单频信号对应的频点中，选取至少两个目标频点；根据所述目标频点在所述扫频信号中的时域持续区间，在所述采集音频信号中，提取与各所述目标频点对应的目标时域信号。
进一步的，所述非线性失真参数计算模块330，具体用于：在当前处理的目标频点的频域信号中，获取至少一个幅值最大谐波分量的功率值Pi；i∈[1,N]，N为获取的幅值最大谐波分量的总数量；根据公式：
计算与当前处理的目标频点对应的最大谐波点失真THD，作为所述非线性失真参数，P0为当前处理的目标频点的频域信号的总功率。
进一步的，所述非线性失真参数计算模块330，具体用于：在当前处理的目标频点的频域信号中，获取至少一个幅值最大谐波分量的功率值Pi；i∈[1,N]，N为获取的幅值最大谐波分量的总数量；根据公式：
计算与当前处理的目标频点对应的最大谐波点失真THD，P0为与目标时域信号对应的频域信号的总功率；根据公式：ΔdB＝-20*log10THD，计算基波分量与最大谐波分量的分贝差值ΔdB，作为所述非线性失真参数。
进一步的，所述测试设备的测试环境为标准室内环境，所述标准室内环境内的背景噪声高于消声室内的背景噪声。
进一步的，所述装置，具体用于：判断各所述目标频点的所述非线性失真参数是否超过预设的门限值；根据对各所述目标频点的非线性失真参数的门限值判断结果，确定所述测试设备的回声消除性能是否通过测试。
上述音频播放性能的测试装置可执行本发明任意实施例所提供的音频播放性能的测试方法，具备执行的音频播放性能的测试方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备412的框图。图4显示的设备412仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，设备412以通用计算设备的形式表现。设备412的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元416，系统存储器428，连接不同系统组件(包括系统存储器428和处理单元416)的总线418。设备412可以是车载设备。
总线418表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture，ISA)总线，微通道体系结构(Micro Channel Architecture，MCA)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association，VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线。
设备412典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备412访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器428可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)430和/或高速缓存存储器432。设备412可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统444可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)，数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory，DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线418相连。存储器428可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块442的程序/实用工具440，可以存储在例如存储器428中，这样的程序模块442包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
设备412也可以与一个或多个外部设备414(例如键盘、指向设备、显示器424等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备412交互的设备通信，和/或与使得该设备412能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(Input/Output，I/O)接口422进行。并且，设备412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(Local Area Network，LAN)，广域网(WideArea Network，WAN)通信。如图所示，网络适配器420通过总线418与设备412的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合设备412使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、(Redundant Arrays ofInexpensive Disks，RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元416通过运行存储在系统存储器428中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种音频播放性能的测试方法。
也即，所述处理单元执行所述程序时实现：对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号；在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号；根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的音频播放性能的测试方法：所述方法包括：对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号；在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号；根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、RAM、只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、无线电频率(RadioFrequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括LAN或WAN——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (11)
1.一种音频播放性能的测试方法，其特征在于，包括：
对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号；
在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号；
根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能，所述非线性失真参数为用于评价采集音频信号的失真程度的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，包括：
通过所述测试设备的音频拾取部件，对所述扫频信号进行音频采集。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，包括：
将所述扫频信号中的全部单频信号对应的频点作为目标频点；
根据所述扫频信号中与各单频信号对应的时域持续区间，在所述采集音频信号中，提取与各所述目标频点对应的目标时域信号。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，包括：
根据所述扫频信号的频域信号与所述采集音频信号的频域信号之间的频谱差异，在所述扫频信号中的全部单频信号对应的频点中，选取至少两个目标频点；
根据所述目标频点在所述扫频信号中的时域持续区间，在所述采集音频信号中，提取与各所述目标频点对应的目标时域信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述频域信号，计算所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，包括：
在当前处理的目标频点的频域信号中，获取至少一个幅值最大谐波分量的功率值Pi；i∈[1,N]，N为获取的幅值最大谐波分量的总数量；
根据公式：
计算与当前处理的目标频点对应的最大谐波点失真THD，作为所述非线性失真参数，P0为当前处理的目标频点的频域信号的总功率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述频域信号，计算所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，包括：
在当前处理的目标频点的频域信号中，获取至少一个幅值最大谐波分量的功率值Pi；i∈[1,N]，N为获取的幅值最大谐波分量的总数量；
根据公式：
计算与当前处理的目标频点对应的最大谐波点失真THD，P0为与目标时域信号对应的频域信号的总功率；
根据公式：ΔdB＝-20*log10THD，计算基波分量与最大谐波分量的分贝差值ΔdB，作为所述非线性失真参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试设备的测试环境为标准室内环境，所述标准室内环境内的背景噪声高于消声室内的背景噪声。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数之后，还包括：
判断各所述目标频点的所述非线性失真参数是否超过预设的门限值；
根据对各所述目标频点的非线性失真参数的门限值判断结果，确定所述测试设备的回声消除性能是否通过测试。
9.一种音频播放性能的测试装置，其特征在于，包括：
采集音频信号获取模块，用于对测试设备的音频播放部件播放的扫频信号进行音频采集，获取与所述扫频信号对应的采集音频信号；
非线性失真频域信号获取模块，用于在所述采集音频信号中，提取与至少两个目标频点对应的目标时域信号，并获取与各所述目标时域信号对应的频域信号；
非线性失真参数计算模块，用于根据所述频域信号，计算各所述目标频点在对应最大谐波点上的非线性失真参数，所述非线性失真参数用于衡量所述测试设备所采用的回声消除算法的性能，所述非线性失真参数为用于评价采集音频信号的失真程度的数据。
10.一种音频播放性能的测试设备，其特征在于，所述音频播放性能的测试设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一所述的音频播放性能的测试方法。
11.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的音频播放性能的测试方法。
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