CN111065038A - 多喇叭设备喇叭极性检测方法及相应的设备、会议系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多喇叭设备喇叭极性检测方法，多喇叭设备及会议系统，所述多喇叭设备包括至少2个喇叭及麦克风，其特征在于，所述多喇叭设备存储有喇叭极性检测控制模块及标准测试音频文件；所述方法包括，步骤一，获取标准参考设备喇叭的标准相位特征；步骤二，被测设备喇叭的极性检测。采用本发明的技术方案后，不仅可以判断音频设备中双喇叭的极性情况，而且可同时判断内含多个喇叭设备的极性情况，避免出厂后喇叭极性接反。所涉及的测试系统结构较简单，生产测试成本低廉，操作简单方便，不仅适合自测使用，同时也符合生产线使用。

Description

多喇叭设备喇叭极性检测方法及相应的设备、会议系统

技术领域

本发明涉及多喇叭设备喇叭极性检测方法及相应的设备、会议系统，尤其是具有两个及以上喇叭的设备或会议系统。

背景技术

现在，会议系统是已经发展为一体化轻巧型高清视频会议终端，一般内含麦克风阵列，扬声器以及摄像头，声学性能对会议系统来说非常关键。在检测会议系统产品整机的音频声学性能时，其声学器件，如麦克风、扬声器、受话器等的声学性能是衡量移动终端的生产质量是否合格的重要标准之一。喇叭是有极性的，当设备只有一个喇叭工作时，不论极性正接还是反接，人耳听到喇叭发出的声音音质音色正常，响度一致，主观听音没有异常，但当设备有两个喇叭或者多个喇叭同时工作时，如果存在喇叭极性接反的情况，这就会造成人耳听到的声音音质差、响度小或无声的情况。因此，找到一种自动化检测喇叭极性是否接反方法，在产品出厂前进行检测，能有效避免产品出厂后存在喇叭极性接反的情况，避免影响产品播放音质或通话音质效果。

目前，检测喇叭极性是否接反的最简单的检测是取一个1.5v的干电池，将负极接在扬声器的焊点上，用电源正极区瞬间接触另一焊点，通过观察扬声器纸盆振动的方向判断扬声器的正负极情况。这种检测方式并不适合大批量生产产品的生产线上使用。另外，有的检测方式只能检测出测试左右喇叭存在一个接反的情况，并不能检测出左右喇叭均接反或者左右喇叭均接正的情况；也有在检测时，需要控制喇叭播放两段音源，并通过麦克风接收到的两段声波进行比较判断，所需时间较长。因此，目前生产线喇叭极性检测的方法存在环境搭建复杂，所需时间较长，检测成本高，不能同时检测出均接反等问题，为了避免这些问题，本发明提出一种多喇叭设备的喇叭极性自检方法，环境搭建简单，检测成本低廉，且方便产品生产线实现快速、有效地检测出喇叭极性。

发明内容

本发明的目的是提供一种便捷的检测内含多个喇叭的设备的喇叭极性是否接反，避免存在喇叭极性接反的情况，从而避免喇叭接反带来的音质问题，提高通话过程音频质量。

本发明提供一种多喇叭设备喇叭极性检测方法，所述多喇叭设备包括至少2个喇叭及麦克风，所述多喇叭设备存储有喇叭极性检测控制模块及标准测试音频文件；所述方法包括，

步骤一，获取标准参考设备喇叭的标准相位特征，选取一台所述多喇叭设备作为标准参考设备，将所述标准参考设备的喇叭接入标准极性喇叭，所述标准参考设备的喇叭极性检测控制模块控制所述标准极性喇叭单独播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述标准极性喇叭播放的音频生成音频信号A，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号A发送至电脑端的喇叭极性判断程序，所述喇叭极性判断程序分析所述音频信号A的相位特征，将所述音频信号A的相位特征作为所述标准极性喇叭所对应极性的标准相位特征；

步骤二，被测设备喇叭的极性检测，任意选取一台与标准参考设备同型号的多喇叭设备作为被测设备，所述被测设备的喇叭极性检测控制模块单独控制所述被测设备的被测喇叭播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述被测喇叭播放的音频生成音频信号B，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号B发送至电脑端的喇叭极性判断程序，所述喇叭极性判断程序分析所述音频信号B的相位特征，将所述音频信号B的相位特征与所述标准相位特征进行比对，如果一致，将所述标准相位特征对应极性作为所述被测喇叭的极性。

更进一步，所述标准测试音频文件为1kHz的正弦波信号，所述喇叭极性判断程序以音频信号频率1kHz处的相位值作为比对的相位特征。

更进一步，标准极性喇叭包括标准正极性喇叭和标准负极性喇叭，在所述步骤一中，分别将所述标准正极性喇叭和标准负极性喇叭接入所述标准参考设备，所述标准参考设备的喇叭极性检测控制模块分别控制所述标准极性喇叭单独播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述标准正极性喇叭播放的音频生成音频信号A1，所述麦克风采集所述标准负极性喇叭播放的音频生成音频信号A2，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号A1和A2发送至电脑端的喇叭极性判断程序，所述喇叭极性判断程序分析所述音频信号A1和A2的相位特征，将所述音频信号A1的相位特征作为正极性喇叭的标准相位特征，将所述音频信号A2的相位特征作为负极性喇叭的标准相位特征；

在所述步骤二中，如果所述音频信号B的相位特征与所述正极性喇叭的标准相位特征一致，则所述被测喇叭的极性为正极性；如果所述音频信号B的相位特征与所述负极性喇叭的标准相位特征一致，则所述被测喇叭的极性为负极性。

更进一步，在所述步骤一中，分别将所述标准正极性喇叭和标准负极性喇叭接入所述标准参考设备中的同一喇叭M，获取所述喇叭M的正极性标准相位特征和负极性标准相位特征；

在所述步骤二中，所述被测设备的喇叭极性检测控制模块单独控制所述被测设备的被测喇叭M播放所述标准测试音频文件，所述喇叭极性判断程序分析所述音频信号B的相位特征，如果所述音频信号B的相位特征与所述喇叭M的正极性标准相位特征一致，则所述被测喇叭M的极性为正极性；如果所述音频信号B的相位特征与所述喇叭M负极性标准相位特征一致，则所述被测喇叭M的极性为负极性。

更进一步，在所述步骤一中，获取所述标准参考设备的所有喇叭的正极性标准相位特征和负极性标准相位特征；在所述步骤二中还包括，获取所述被测喇叭对应的正极性标准相位特征和负极性标准相位特征。

更进一步，所述喇叭极性判断程序包括文件读取模块、FFT模块、相位读取模块、判断模块和显示模块。

更进一步，在所述步骤二中，所述被测设备的喇叭极性检测控制模块依次控制所述被测设备的所有被测喇叭单独播放所述标准测试音频文件，每控制一个喇叭播放完毕后停顿一段时间，所述麦克风连续采集所述被测喇叭播放的音频生成音频信号B，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号B发送至电脑端的喇叭极性判断程序，所述喇叭极性判断程序从所述音频信号B取出所述被测喇叭对应的音频信号后分析其对应的相位特征。

本发明还提供一种多喇叭设备，所述多喇叭设备包括至少2个喇叭及麦克风，所述多喇叭设备存储有喇叭极性检测控制模块及标准测试音频文件；所述喇叭极性检测控制模块控制所述多喇叭设备的被测喇叭单独播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述被测喇叭播放的音频生成音频信号，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号发送至电脑端的喇叭极性判断程序。

本发明还提供一种会议系统，所述会议系统包括至少2个喇叭及麦克风，所述会议系统存储有喇叭极性检测控制模块及标准测试音频文件；所述喇叭极性检测控制模块控制所述会议系统的被测喇叭单独播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述被测喇叭播放的音频生成音频信号，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号发送至电脑端的喇叭极性判断程序。

采用本发明的技术方案后，不仅可以判断音频设备中双喇叭的极性情况，而且可同时判断内含多个喇叭设备的极性情况，避免出厂后喇叭极性接反。所涉及的测试系统结构较简单，生产测试成本低廉，操作简单方便，不仅适合自测使用，同时也符合生产线使用。

本发明在多喇叭设备中写入程序，通过控制命令开启喇叭极性自检功能，通过设备的扬声器与麦克风自播自采的方式自动判断麦克风采集的语音信号的相位是否与标准相位特征一致的方法，实现快速、准确检测设备喇叭的极性情况，保障喇叭无极性接反的情况。

附图说明

图1为本发明的测试系统示意图；

图2为本发明的被测设备2即会议系统的功能框图；

图3为第一部分获取标准参考设备喇叭的标准相位特征流程图；

图4为在本发明方法下实验测试的正接与反接喇叭信号的相位特征；

图5为本发明喇叭极性判断程序流程图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。

本发明的基本思路：首先，在标准参考设备上先测试极性正接与反接接入的喇叭，通过设备自播自采的方式，即喇叭播放语音信号1，本地麦克风采集这段语音信号2，分析极性正接与反接喇叭播放信号的相位信息，获取极性正接与反接喇叭播放信号的标准相位特征；其次，设备实际测试时，设备的扬声器A自动播放语音信号1，停止播放后，扬声器B自动播放语音信号1，其本地麦克风自动采集这两段语音为语音信号3，通过分析计算出语音信号3中采集到的两段语音的相位信息，并与标准相位特征进行对比判断，与正接相位特征一致即极性为正接，与反接相位特征一致即极性为反接。本发明涉及的设备喇叭个数不局限于2个，2个以上的喇叭设备都可以用此方法进行检测。下面结合附图来详细说明本发明的实施。

图1为本发明的测试系统示意图。电脑1中装有测试软件，通过网线4和被测设备2相联，进行数据传输。被测设备2为会议系统，内置麦克风3以及两个喇叭，喇叭5和喇叭6。

图2为本发明的被测设备2即会议系统的功能框图。主控制单元21运行系统控制程序及各种应用程序，如本发明的喇叭极性测试控制模块，同时控制会议系统的其他功能模块，如USB接口单元22、显示单元23、扬声器单元24、麦克风单元25、摄像头单元26、存储单元27、网络通信单元28、以及电源29。USB接口单元22为USB接口，其兼容USB控制协议，也用于传送音频信号。显示单元23为液晶屏幕，用于会议系统的状态显示和简单交互。扬声器单元24用于会议系统工作时播放声音，在本发明中，扬声器单元24包括两个喇叭，喇叭5和喇叭6，喇叭极性测试控制模块可以分别控制喇叭5和喇叭6的开启或关闭。麦克风单元25用于接收麦克风3接收到的模拟音频信号并转化为数字音频信号。摄像头单元26用于拍摄会议现场的视频。存储单元27用于储存系统程序及文件、喇叭极性测试控制模块及标准音源文件等。网络通信接口28用于网络通信，在本发明中，其可以与电脑1连接后进行网络通信，测试工具软件通过该接口可以发送测试控制指令，接收各个麦克风单元25生成的音频文件。

本发明方法主要包括两个部分：标准参考设备喇叭的标准相位特征的获取和设备喇叭的极性检测。

首先是标准参考设备喇叭的标准相位特征的获取：先选取一台标准参考设备，确保设备中分别接入一个极性正接和一个极性反接的喇叭，然后通过设备自播自采的方式，即喇叭播放语音信号，本地麦克风采集这段语音信号，通过LabVIEW软件分析该语音信号分别获取正接与反接喇叭播放语音信号的相位信息，即标准相位特征。LabVIEW软件是电脑端的一个软件，主要用于导入语音信号，计算分析以及输出结果。

第二部分是被测设备喇叭的极性检测：将与标准参考设备同型号的设备作为被测设备，当被测设备有两个喇叭时，被测设备实际测试时，被测设备的喇叭1自动播放语音信号1，停止播放后，被测设备的喇叭2自动播放语音信号1，其本地麦克风自动采集这两段语音为语音信号3，这里麦克风是在扬声器1开始播放信号前就已经开启录音模式，直至扬声器2播放完毕后，麦克风停止录音，麦克风录取的是两段语音信号。另外，扬声器1播放完毕后，有1s的间隔，扬声器2才开始播放信号，通过截取一定时间段内的信号，比如扬声器1播放2s的信号，间隔1s后，扬声器2播放2s的信号，这时就可以在2.5s处将信号分为两段，并分析计算出语音信号3中采集到的两段语音的相位信息，同时与标准相位特征进行对比判断，与正接相位特征一致即极性为正接，与反接相位特征一致即极性为反接，并通过LabVIEW简洁的显示界面将测试结果显示。

上面将采集到的语音信号3通过取平均的方式截为两段，每段中都含有0.5s的空白部分。更好的办法是直接检测中间1s的空白部分，去掉该空白部分后将语音信号分为两段。

本发明实施方案的具体步骤如下：

图3为第一部分获取标准参考设备喇叭的标准相位特征流程图。

步骤1：先用1.5v干电池检测出喇叭的正负极，并确保一个正接接入的喇叭和另一个反接接入的喇叭分别接入标准参考设备中。

步骤2：控制标准参考设备两个喇叭依次自动播放语音信号1，喇叭1先播放，播放完间隔1秒后喇叭2播放。语音信号1可以为正弦波信号，也可以其他自定义的语音信号，本发明方法中使用的语音信号1为1kHz的正弦波信号。同时设备中本地麦克风进行音频信号采集，并保存采集到的信号作为语音信号2。这里麦克风采集的是一段语音信号，这段语音信号包含两个扬声器播放的信号，后面是通过软件才将这两段信号分开，同时上传至电脑端。

步骤3：通过电脑端虚拟仪器LabVIEW软件，分别截取语音信号2中正接与反接喇叭信号，将从语音信号2中截取的喇叭正接与反接音频信号，通过LabVIEW中FFT频谱模块，分别计算出正接与反接信号在不同频率下的相位值，并分析正接与反接喇叭播放的语音信号的相位特征，从而获取其标准相位特征信息。

图4为在本发明方法下实验测试的正接与反接喇叭信号的相位特征。如图3所示，红色曲线41为极性反接喇叭的曲线，白色曲线42为极性正接喇叭的曲线，对比曲线可以很明显得到极性正接与反接喇叭的相位特征。取频率1khz时，相位值大于0时，喇叭极性为反接，相位值小于0，喇叭极性为正接，该相位特征在本发明方法中可作为标准相位特征信息。

图5为本发明喇叭极性判断程序流程图。该判断程序用LabVIEW编程实现，主要由文件读取模块、FFT模块、相位读取模块、判断模块和显示模块组成，其中文件读取模块主要是将语音信号读取进来，FFT模块用于计算语音信号的相位信息，相位读取模块用于读取1kHz处的相位值，判断模块是判断该处相位值是否大于0，相位值大于0时，喇叭极性判断为反接，相位值小于0，喇叭极性判断为正接，显示模块即是将结果显示出来，便于查看。

下面为第二部分是被测设备喇叭的极性检测流程图。

步骤4：将任一与上述标准参考设备同型号的设备作为被测设备实测。实际测试时，被测设备的喇叭1自动播放语音信号1，此时喇叭2关闭；喇叭1播放完后，关闭喇叭1，打开喇叭2，被测设备的喇叭2自动播放语音信号1，其本地麦克风自动采集这两段语音为语音信号3，并保存上传至PC。

步骤5：喇叭极性判断程序自动读取上传至PC端的语音信号3，分析计算出语音信号3中采集到的两段语音的相位信息，并与标准相位特征进行对比判断，与正接相位特征一致即极性为正接，与反接相位特征一致即极性为反接。同样，取频率1khz时的相位值，相位值大于0时，喇叭极性为反接，相位值小于0，喇叭极性为正接。如果喇叭1和喇叭2均为正接，则测试通过，只要有一个喇叭反接则测试不通过。

从上面的实施例可以看出，标准参考设备喇叭的标准相位特征在正接或者反接时麦克风接收到的相位特征基本处于反相状态，差别非常明显，因此，只要知道正接喇叭的标准相位就可以确定喇叭为正接或者反接。如上面的实施例，确定正接喇叭的相位特征为正后，那么后面测试中，如果其他喇叭的相位特征为正，则为正接，如果其他喇叭的相位特征为负，则为反接。

为了更好的确定喇叭为正接或者反接，可以将标准参考设备中的每一个喇叭都正接一次，反接一次，获取每一个喇叭正接或者反接时的标准相位特征，后续测试时，喇叭极性判断程序首先确定被测喇叭的标准相位特征，包括正接和反接两组，然后将当前测试得到的相位特征与确定的两组相位特征分别比对，以最接近的标准相位所对应的极性作为被测喇叭的极性。

前面相位读取模块都是读取1kHz处的相位值来进行相位比对，主要是与标准音源文件的频率特征相对应。

本发明涉及的被测设备喇叭个数不局限于2个，2个以上喇叭的被测设备都可以用此方法进行检测。以3个喇叭的设备为例，在标准参考设备喇叭的标准相位特征的获取中，可以参照前面描述的方法来获取喇叭正接或反接时的标准相位特征，其可以只测试一个喇叭正接时的标准相位特征；也可以像实施例那样，测试一个喇叭正接时的标准相位特征，测试另一个喇叭反接时的标准相位特征；还可以将设备中每一个喇叭都正接和反接一次，测试该喇叭正接及反接时的标准相位特征。在被测设备喇叭的极性检测中，方法和前面基本相同，通过每个喇叭依次播放标准音源文件，麦克风获取相应的音频数据后发送到PC端，喇叭极性判断程序截取每一个喇叭的音频数据后进行分析比对，确定每一个喇叭的极性。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种多喇叭设备喇叭极性检测方法，所述多喇叭设备包括至少2个喇叭及麦克风，其特征在于，所述多喇叭设备存储有喇叭极性检测控制模块及标准测试音频文件；所述方法包括，

步骤一，获取标准参考设备喇叭的标准相位特征，选取一台所述多喇叭设备作为标准参考设备，将所述标准参考设备的喇叭接入标准极性喇叭，所述标准参考设备的喇叭极性检测控制模块控制所述标准极性喇叭单独播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述标准极性喇叭播放的音频生成音频信号A，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号A发送至电脑端的喇叭极性判断程序，所述喇叭极性判断程序分析所述音频信号A的相位特征，将所述音频信号A的相位特征作为所述标准极性喇叭所对应极性的标准相位特征；

步骤二，被测设备喇叭的极性检测，任意选取一台与标准参考设备同型号的多喇叭设备作为被测设备，所述被测设备的喇叭极性检测控制模块单独控制所述被测设备的被测喇叭播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述被测喇叭播放的音频生成音频信号B，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号B发送至电脑端的喇叭极性判断程序，所述喇叭极性判断程序分析所述音频信号B的相位特征，将所述音频信号B的相位特征与所述标准相位特征进行比对，如果一致，将所述标准相位特征对应极性作为所述被测喇叭的极性。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述标准测试音频文件为1kHz的正弦波信号，所述喇叭极性判断程序以音频信号频率1kHz处的相位值作为比对的相位特征。

3.如权利要求1或2中任意一项所述的检测方法，其特征在于，标准极性喇叭包括标准正极性喇叭和标准负极性喇叭，在所述步骤一中，分别将所述标准正极性喇叭和标准负极性喇叭接入所述标准参考设备，所述标准参考设备的喇叭极性检测控制模块分别控制所述标准极性喇叭单独播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述标准正极性喇叭播放的音频生成音频信号A1，所述麦克风采集所述标准负极性喇叭播放的音频生成音频信号A2，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号A1和A2发送至电脑端的喇叭极性判断程序，所述喇叭极性判断程序分析所述音频信号A1和A2的相位特征，将所述音频信号A1的相位特征作为正极性喇叭的标准相位特征，将所述音频信号A2的相位特征作为负极性喇叭的标准相位特征；

在所述步骤二中，如果所述音频信号B的相位特征与所述正极性喇叭的标准相位特征一致，则所述被测喇叭的极性为正极性；如果所述音频信号B的相位特征与所述负极性喇叭的标准相位特征一致，则所述被测喇叭的极性为负极性。

4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤一中，分别将所述标准正极性喇叭和标准负极性喇叭接入所述标准参考设备中的同一喇叭M，获取所述喇叭M的正极性标准相位特征和负极性标准相位特征；

在所述步骤二中，所述被测设备的喇叭极性检测控制模块单独控制所述被测设备的被测喇叭M播放所述标准测试音频文件，所述喇叭极性判断程序分析所述音频信号B的相位特征，如果所述音频信号B的相位特征与所述喇叭M的正极性标准相位特征一致，则所述被测喇叭M的极性为正极性；如果所述音频信号B的相位特征与所述喇叭M负极性标准相位特征一致，则所述被测喇叭M的极性为负极性。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤一中，获取所述标准参考设备的所有喇叭的正极性标准相位特征和负极性标准相位特征；在所述步骤二中还包括，获取所述被测喇叭对应的正极性标准相位特征和负极性标准相位特征。

6.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述喇叭极性判断程序包括文件读取模块、FFT模块、相位读取模块、判断模块和显示模块。

7.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，在所述步骤二中，所述被测设备的喇叭极性检测控制模块依次控制所述被测设备的所有被测喇叭单独播放所述标准测试音频文件，每控制一个喇叭播放完毕后停顿一段时间，所述麦克风连续采集所述被测喇叭播放的音频生成音频信号B，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号B发送至电脑端的喇叭极性判断程序，所述喇叭极性判断程序从所述音频信号B取出所述被测喇叭对应的音频信号后分析其对应的相位特征。

8.一种多喇叭设备，所述多喇叭设备包括至少2个喇叭及麦克风，其特征在于，所述多喇叭设备存储有喇叭极性检测控制模块及标准测试音频文件；所述喇叭极性检测控制模块控制所述多喇叭设备的被测喇叭单独播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述被测喇叭播放的音频生成音频信号，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号发送至电脑端的喇叭极性判断程序。

9.一种会议系统，所述会议系统包括至少2个喇叭及麦克风，其特征在于，所述会议系统存储有喇叭极性检测控制模块及标准测试音频文件；所述喇叭极性检测控制模块控制所述会议系统的被测喇叭单独播放所述标准测试音频文件，所述麦克风采集所述被测喇叭播放的音频生成音频信号，所述喇叭极性检测控制模块将所述音频信号发送至电脑端的喇叭极性判断程序。

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