CN111614842B - 一种基于pesq的客观语音通讯质量评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法。它具体包括如下步骤：手机A和手机B通过待测语音通讯系统建立VOIP通话；PC端上的软件系统启动，在PC端上播放测试音频；测试音频从PC端的扬声器通过音频线和音频转接器传入到手机B；手机B中的通话软件采集测试音频并经过网络传到手机A；手机A通过音频线连接PC端，测试音频从手机A通过音频线传入到PC端上，在PC端上进行音频录制采集；以原始的测试音频文件和录制的音频文件作为输入进行PESQ算法评测，并输出MOS质量分数。本发明的有益效果是：可以快速有效的区分系统之间语音通讯质量的高低，既可以避免传统MOS分测试大量的人力投入，又可以快速产生评测结果。

Description

一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法
技术领域
本发明涉及语音通讯相关技术领域，尤其是指一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法。
背景技术
在传统的音频感知测量中，一组人被聚集起来，要求他们判断各种音频剪辑的音质，每个人得出分数，通常比分从1到5。当所有个人分数都计算在内时，去平均结果称为平均意见分数(MOS)。这种方式非常耗费人力，测试周期也比较长。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种省力且快速的基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法，具体包括如下步骤：
(1)手机A和手机B通过待测语音通讯系统建立VOIP通话；
(2)PC端上的软件系统启动，在PC端上播放测试音频；
(3)测试音频从PC端的扬声器通过音频线和音频转接器传入到手机B；
(4)手机B中的通话软件采集测试音频并经过VOIP通话网络传到手机A；
(5)手机A通过音频线连接PC端，测试音频从手机A通过音频线传入到PC端上，在PC端上进行音频录制采集；
(6)以原始的测试音频文件和录制的音频文件作为输入进行PESQ算法评测，并输出MOS质量分数。
PESQ(语音质量的感知评估)是一系列标准，包括用于自动评估电话系统用户所体验的语音质量的测试方法。它被标准化为ITU-T建议P.862(02/01)。如今，PESQ已成为电话制造商，网络设备供应商和电信运营商使用的客观语音质量测试的全球应用行业标准。PESQ是一种全参考算法，在对参考信号和测试信号的相应摘录进行时间对齐后，逐个样本分析语音信号。PESQ可以用于为网络提供端到端(E2E)质量评估，或表征单个网络组件。PESQ结果主要是模型化平均意见评分(MOS)，涵盖从1(差)到5(优秀)的范围。利用该方法可以有效针对被测语音通讯系统，给出一个MOS分。通过对不同的语音通讯系统之间，比较得出的MOS分的大小，可以快速有效的区分系统之间语音通讯质量的高低，既可以避免传统MOS分测试大量的人力投入，又可以快速产生评测结果。对于语音通讯产品的用户，在面对市场上众多语音通讯产品的选择时，从通讯质量角度提供一种选择参考标准。对于语音通讯研发人员，可以对市场上其他语音通讯产品，提供竞品参考，也可用于自身产品的版本改进对比。
作为优选，在步骤(2)中，PC端上的软件系统包括用户界面模块、Mic录音模块、音频文件播放模块和PESQ算法打分模块，所述的音频文件播放模块用于播放指定的测试音频文件，所述的Mic录音模块用于PC端通过麦克风从声卡中录制音频到指定文件，所述的PESQ算法打分模块以原始测试音频文件和录制的音频文件作为输入进行PESQ算法评测；所述的用户界面用于输出MOS质量分数。
作为优选，在步骤(3)中，测试音频从PC端的扬声器通过音频线经音频转接器的麦克风传入到音频转接器中，作为手机B的麦克风采集数据，音频转接器上设有音频线插口连接手机B自带的耳机接口，用于屏蔽手机B自带麦克风功能，并使用音频转接器的麦克风输入的音频数据作为手机B的麦克风采集数据，通过音频线经手机B自带的耳机接口传入到手机B中。
作为优选，在步骤(5)中，手机A自带的耳机接口通过音频线连接PC端的麦克风，测试音频从手机A通过音频线传入到PC端的麦克风上，在PC端的Mic录音模块上进行音频录制采集。
作为优选，由于手机A和手机B都有麦克风权限，为了保证测试过程中数据的准确性，不受外界声音的影响，连接PC端的麦克风的手机A一定要保持静音，手机B一定要处于耳机模式，保证手机B的声音只来源于PC端的扬声器灌入。
作为优选，手机A的麦克风权限使用手机A自带的麦克风，保持手机A所在的环境安静或者将手机A的voip通讯软件设置禁用麦克风即可，手机B的麦克风权限通过音频转接器的麦克风屏蔽了手机B自带的麦克风输入。
作为优选，手机A上的扬声器播放数据通过音频线传到PC端的麦克风，手机A的麦克风采集的声音会通过voip通讯网络传给手机B，这里要求手机A处于安静环境中或麦克风静音，避免出现两个手机距离过近产生啸叫现象；手机B接上音频转接器后，采集声音就从音频转接器的麦克风孔输入，屏蔽了手机B自带的麦克风，所以PC的扬声器通过音频转接器的麦克风孔直接传入手机B。
本发明的有益效果是：可以快速有效的区分系统之间语音通讯质量的高低，既可以避免传统MOS分测试大量的人力投入，又可以快速产生评测结果。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明PC端上软件系统的框架图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所述的实施例中，一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法，具体包括如下步骤：
(1)手机A和手机B通过待测语音通讯系统建立VOIP通话；
(2)PC端上的软件系统启动，在PC端上播放测试音频；如图2所示，PC端上的软件系统包括用户界面模块、Mic录音模块、音频文件播放模块和PESQ算法打分模块，所述的音频文件播放模块用于播放指定的测试音频文件，所述的Mic录音模块用于PC端通过麦克风从声卡中录制音频到指定文件，所述的PESQ算法打分模块以原始测试音频文件和录制的音频文件作为输入进行PESQ算法评测；所述的用户界面用于输出MOS质量分数。
(3)测试音频从PC端的扬声器通过音频线和音频转接器传入到手机B；具体为：测试音频从PC端的扬声器通过音频线经音频转接器的麦克风传入到音频转接器中，作为手机B的麦克风采集数据，音频转接器上设有音频线插口连接手机B自带的耳机接口，用于屏蔽手机B自带麦克风功能，并使用音频转接器的麦克风输入的音频数据作为手机B的麦克风采集数据，通过音频线经手机B自带的耳机接口传入到手机B中。
(4)手机B中的通话软件采集测试音频并经过VOIP通话网络传到手机A；
(5)手机A通过音频线连接PC端，测试音频从手机A通过音频线传入到PC端上，在PC端上进行音频录制采集；具体为：手机A自带的耳机接口通过音频线连接PC端的麦克风，测试音频从手机A通过音频线传入到PC端的麦克风上，在PC端的Mic录音模块上进行音频录制采集；
(6)以原始的测试音频文件和录制的音频文件作为输入进行PESQ算法评测，并输出MOS质量分数。
由于手机A和手机B都有麦克风权限，为了保证测试过程中数据的准确性，不受外界声音的影响，连接PC端的麦克风的手机A一定要保持静音，手机B一定要处于耳机模式，保证手机B的声音只来源于PC端的扬声器灌入。手机A的麦克风权限使用手机A自带的麦克风，保持手机A所在的环境安静或者将手机A的voip通讯软件设置禁用麦克风即可，手机B的麦克风权限通过音频转接器的麦克风屏蔽了手机B自带的麦克风输入。
手机A上的扬声器播放数据通过音频线传到PC端的麦克风，手机A的麦克风采集的声音会通过voip通讯网络传给手机B，这里要求手机A处于安静环境中或麦克风静音，避免出现两个手机距离过近产生啸叫现象；手机B接上音频转接器后，采集声音就从音频转接器的麦克风孔输入，屏蔽了手机B自带的麦克风，所以PC的扬声器通过音频转接器的麦克风孔直接传入手机B。
本方法将待测音频文件，通过voip通讯网络后录制下来，将经过voip链路后的降级数据，与原始待测音频文件一起作为PESQ算法的输入比对数据，由PESQ算法得出MOS分。PESQ(语音质量的感知评估)是一系列标准，包括用于自动评估电话系统用户所体验的语音质量的测试方法。它被标准化为ITU-T建议P.862(02/01)。如今，PESQ已成为电话制造商，网络设备供应商和电信运营商使用的客观语音质量测试的全球应用行业标准。
PESQ专门开发用于模拟电信中常用的主观测试(例如ITU-T P.800)，以评估人的语音质量。因此，PESQ将真实的语音样本用作测试信号。为了表征用户所感知的收听质量，向现代电信设备加载类似语音的信号至关重要。许多系统针对语音进行了优化，并且会以不可预测的方式对非语音信号(例如，音调，噪声)做出响应。PESQ应用指南ITU-T P.862.3定义了语音测试样本正确应用的指南。
ITU-T的全参考客观语音质量测量系列始于1997年的P.861(PSQM)，2001年被P.862(PESQ)取代。P.862随后被建议P.862.1补充(将PESQ分数映射为MOS等级)，P.862.2(宽带测量)和P.862.3(应用指南)。自2011年以来，P.863(POLQA)生效。ITU-T第12研究组在2011年11月同意了另外两个P.863实施者指南。除了上面列出的完整参考方法外，ITU-T客观语音质量测量标准清单还包括P.563。
根据算法可用的信息，语音质量测试算法可以分为两大类：
“完全参考”(FR)算法可以访问并利用原始参考信号进行比较(即差异分析)。它可以将参考信号的每个样本(扬声器侧)与降级信号的每个对应样本(监听器侧)进行比较。帧中继测量可提供最高的准确性和可重复性，但只能用于实时网络中的专用测试(例如，用于移动网络基准测试的路测工具)。
“无参考”(NR)算法仅将降级的信号用于质量估计，而没有原始参考信号的信息。NR算法(例如P.563)仅是低准确性的估算，因为源参考的始发语音特征(例如男性或女性讲话者，背景噪声，无声)是完全未知的。NR算法的常见变种甚至不分析解码的音频信号，而是在IP数据包级别上分析数字位流。因此，该测量仅限于传输流分析。
PESQ是一种全参考算法，在对参考信号和测试信号的相应摘录进行时间对齐后，逐个样本分析语音信号。PESQ可以用于为网络提供端到端(E2E)质量评估，或表征单个网络组件。PESQ结果主要是模型化平均意见评分(MOS)，涵盖从1(差)到5(优秀)的范围。利用该方法可以有效针对被测语音通讯系统，给出一个MOS分。通过对不同的语音通讯系统之间，比较得出的MOS分的大小，可以快速有效的区分系统之间语音通讯质量的高低，既可以避免传统MOS分测试大量的人力投入，又可以快速产生评测结果。对于语音通讯产品的用户，在面对市场上众多语音通讯产品的选择时，从通讯质量角度提供一种选择参考标准。对于语音通讯研发人员，可以对市场上其他语音通讯产品，提供竞品参考，也可用于自身产品的版本改进对比。

Claims (6)

1.一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法，其特征是，具体包括如下步骤：
（1）手机A和手机B通过待测语音通讯系统建立VOIP通话；
（2）PC端上的软件系统启动，在PC 端上播放测试音频；
（3）测试音频从 PC 端的扬声器通过音频线和音频转接器传入到手机 B；具体为：测试音频从 PC 端的扬声器通过音频线经音频转接器的麦克风传入到音频转接器中，作为手机B的麦克风采集数据，音频转接器上设有音频线插口连接手机B自带的耳机接口，用于屏蔽手机B自带麦克风功能，并使用音频转接器的麦克风输入的音频数据作为手机B的麦克风采集数据，通过音频线经手机B自带的耳机接口传入到手机 B中；
（4）手机 B中的通话软件采集测试音频并经过VOIP通话网络传到手机A；
（5）手机A通过音频线连接 PC 端，测试音频从手机A通过音频线传入到 PC 端上，在PC 端上进行音频录制采集；
（6）以原始的测试音频文件和录制的音频文件作为输入进行PESQ算法评测，并输出MOS质量分数。
2.根据权利要求1所述的一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法，其特征是，在步骤（2）中，PC端上的软件系统包括用户界面模块、Mic录音模块、音频文件播放模块和PESQ算法打分模块，所述的音频文件播放模块用于播放指定的测试音频文件，所述的Mic录音模块用于PC端通过麦克风从声卡中录制音频到指定文件，所述的PESQ算法打分模块以原始测试音频文件和录制的音频文件作为输入进行PESQ算法评测；所述的用户界面用于输出MOS质量分数。
3.根据权利要求2所述的一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法，其特征是，在步骤（5）中，手机A自带的耳机接口通过音频线连接 PC 端的麦克风，测试音频从手机A通过音频线传入到 PC 端的麦克风上，在 PC 端的Mic录音模块上进行音频录制采集。
4.根据权利要求2所述的一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法，其特征是，由于手机A和手机B都有麦克风权限，为了保证测试过程中数据的准确性，不受外界声音的影响，连接PC端的麦克风的手机A一定要保持静音，手机B一定要处于耳机模式，保证手机B的声音只来源于PC端的扬声器灌入。
5.根据权利要求4所述的一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法，其特征是，手机A的麦克风权限使用手机A自带的麦克风，保持手机A所在的环境安静即可，手机B的麦克风权限通过音频转接器的麦克风屏蔽了手机B自带的麦克风输入。
6.根据权利要求4或5所述的一种基于PESQ的客观语音通讯质量评价方法，其特征是，手机A上的扬声器播放数据通过音频线传到PC端的麦克风，手机A的麦克风采集的声音会通过voip通讯网络传给手机B，这里要求手机A处于安静环境中或麦克风静音，避免出现两个手机距离过近产生啸叫现象；手机B接上音频转接器后，采集声音就从音频转接器的麦克风孔输入，屏蔽了手机B自带的麦克风，所以PC的扬声器通过音频转接器的麦克风孔直接传入手机B。
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