CN111637965A - 一种噪声信息检测方法及其相关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种噪声信息检测方法及其相关设备，该方法包括：步骤S2，采集待测声音信号，将待测声音信号转换为特征模拟信号；步骤S4，对特征模拟信号进行数模转换处理以获得特征数字信号；步骤S6，将特征数字信号作为预设的特征函数的输入参数，计算获得该待测声音信号的噪声评价参数；其中，噪声评价参数包括该待测声音信号的响度信息、尖锐度信息和粗糙度信息中的至少一种。与相关技术相比，本发明的噪声信息检测方法及其相关设备解决了无法对人主观感受的参数(如响度、尖锐度、粗糙度等)进行测量，导致检测参数单一，检测范围窄的问题。
Description
技术领域
本发明属于噪声测量领域，特别是涉及一种噪声信息检测方法及应用该方法的相关设备。
背景技术
随着航空、汽车以及家电等工业技术的不断发展，人们对美好生活的日益向往和对生活品质的不断追求，对环境噪声和声音的感知提出了更高的要求，计权声级已无法准确、全面的评价人对噪声的主观感受，甚至会偏离人的真实感受。为此，国外学者提出了心理声学，专门研究人耳听觉特性，对人的主观感觉进行定量评价，用心理声学模型建立起物理量和感觉量之间的复杂对应关系，主要评价参数模型为：响度、尖锐度、粗糙度、波动度等。
目前，最基本、最广泛的噪声测量仪器为声级计，多为模拟式声级计和少量基于定点DSP的数字声级计，大多数声级计功能单一且能够同时测量的噪声评价量较少，主要测量指标为计权声级(A、B、C三种标准计权网络)，对于真实影响人主观感受的参数(如响度、尖锐度、粗糙度等)无法进行测量，导致检测参数单一，检测范围窄。
因此实在有必要提供一种新的噪声信息检测方法及其相关设备以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：无法对人主观感受的参数(如响度、尖锐度、粗糙度等)进行测量，导致检测参数单一，检测范围窄。
为解决上述技术问题，本发明提供一种噪声信息检测方法，其包括以下步骤：
步骤S2，采集待测声音信号，将所述待测声音信号转换为特征模拟信号；
步骤S4，对所述特征模拟信号进行数模转换处理以获得特征数字信号；
步骤S6，将所述特征数字信号作为预设的特征函数的输入参数，计算获得该待测声音信号的噪声评价参数；其中，所述噪声评价参数包括该待测声音信号的响度信息、尖锐度信息和粗糙度信息中的至少一种。
优选的，在所述步骤S2和所述步骤S4之间还包括以下步骤：
对所述特征模拟信号进行阻抗匹配处理；
对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理或放大处理；其中，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号超过预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号低于预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行放大处理。
优选的，在所述步骤S6中包括以下步骤：
按照预设的接收规则控制两路的DMA通道的其中一路接收多个所述特征数字信号；
对该路的DMA通道接收到的多个所述特征数字信号进行倍频程分析处理，以计算获得该待测声音信号的等效连续声级信息。
优选的，在所述按照预设的接收规则控制两路的DMA通道的其中一路接收多个所述特征数字信号步骤中：
步骤611，选择两路的DMA通道的其中一路接收所述特征数字信号；
步骤612，对当前选择的DMA通道所接收到的所述特征数字信号进行频率计权和时间计权；
步骤613，计算各个所述特征数字信号的声级信息，并实时判断各个所述特征数字信号的声级信息之间的大小关系，根据判断结果将各个所述特征数字信号的声级信息中的最大值作为声级信息峰值；其中，所述特征数字信号的声级信息包括A计权声级信息、B计权声级信息和C计权声级信息中的至少一种；
步骤614，判断当前选择的DMA通道接收的所述特征数字信号的数量是否达到预设数量，若是，则控制当前选择的DMA通道停止接收所述特征数字信号，并记录当前选择的DMA通道的测量停止时间，并返回所述步骤611中重新选择另外一路的DMA通道进行接收所述特征数字信号。
优选的，在所述步骤S6中还包括以下步骤：
步骤S621，对多个所述特征数字信号的连续频谱依次进行简化处理和离散化处理以获得多个离散频谱；
步骤S622，计算各所述特征数字信号的离散频谱的外耳衰减值和中耳衰减值，将外耳衰减值和中耳衰减值代入功率谱密度函数以获得该特征数字信号的功率谱密度；
步骤S623，将各个所述离散频谱转换为激励，并代入特征响度函数以获得该特征数字信号的特征响度，并根据各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度；其中，所述各所述特征数字信号的特征响度和多个所述特征数字信号的总响度作为该待测声音信号的响度信息；
其中：
功率谱密度函数为：
特征响度函数为：
优选的，在所述步骤S6中还包括以下步骤：
将各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度代入到尖锐度函数以计算获得各所述特征数字信号的特征尖锐度，根据各所述特征数字信号的特征尖锐度计算多个所述特征数字信号的总尖锐度；其中，各所述特征数字信号的尖锐度和多个所述特征数字信号的总尖锐度作为该待测声音信号的尖锐度信息；
其中：
尖锐度函数根据Arues计算模型构建，具体为：
优选的，在所述步骤S6中还包括以下步骤：
将各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度代入到尖锐度函数以计算获得各所述特征数字信号的特征尖锐度，根据各所述特征数字信号的特征尖锐度计算多个所述特征数字信号的总尖锐度；
其中：
粗糙度函数根据Arues计算模型构建，具体为：
优选的，在所述步骤S6之后还包括以下步骤：
存储所述待测声音信号的噪声评价参数。
本发明提供一种噪声信息检测系统，其包括：
传声器，用于采集待测声音信号，将所述待测声音信号转换为特征模拟信号；
阻抗匹配与信号调整电路，用于对所述特征模拟信号进行阻抗匹配处理，且用于对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理或放大处理；其中，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号超过预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号低于预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行放大处理；
数模转换模块，用于对所述特征模拟信号进行数模转换处理以获得特征数字信号；以及，
数字信号处理模块，用于将所述特征数字信号作为预设的特征函数的输入参数，计算获得该待测声音信号的噪声评价参数；其中，所述噪声评价参数包括该待测声音信号的等效连续声级信息、响度信息、尖锐度信息和粗糙度信息中的至少一种。
本发明提供一种噪声信息检测系统，其包括处理器以及存储器，所述存储器中存储有用于所述处理器执行的控制程序，其中，所述控制程序被所述处理器执行时实现本发明所述的噪声信息检测方法的步骤。
本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明所述的噪声信息检测方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例提供的噪声信息检测方法及其相关设备，预设的特征函数以心理声学算法为基础，通过该预设的特征函数获取的噪声评价参数，从而实现对待测声音信号的响度信息、尖锐度信息、粗糙度信息的其中一种的测量，增加了噪声信息检测方法的检测参数，提高噪声信息检测范围，在实际应用中，可以根据该待测声音信号的响度信息、尖锐度信息、粗糙度信息以判断人的主观听觉感受，增加了应用该噪声信息检测方法的相关装置的检测项目，提高了检测性能。
附图说明
图1为本发明噪声信息检测方法的流程示意图；
图2为本发明噪声信息检测系统的结构示意图；
图3为本发明噪声信息检测系统的电路结构示意图；
图4为本发明噪声信息检测方法的步骤S611-S614流程示意图；
图5为本发明噪声信息检测方法的步骤S621-S623流程示意图；
图6为本发明的数字信号处理模块与ARM控制器之间的通信流程示意图；
图7为本发明的ARM控制器控制的控制各模块工作的流程示意图；
图8为本发明的ARM控制器与外部上位机之间的通信流程示意图。
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明包括一种噪声信息检测方法，其包括以下步骤：
步骤S2，采集待测声音信号，将所述待测声音信号转换为特征模拟信号；
步骤S4，对所述特征模拟信号进行数模转换处理以获得特征数字信号；
步骤S6，将所述特征数字信号作为预设的特征函数的输入参数，计算获得该待测声音信号的噪声评价参数；其中，所述噪声评价参数包括该待测声音信号的响度信息、尖锐度信息和粗糙度信息中的至少一种。
如图2-3所示，本发明还提供一种应用上述噪声信息检测方法的噪声信息检测系统100，其包括壳体1、装设在所述壳体1上的传声器2、装设于所述壳体 1内部的阻抗匹配与信号调整电路3、数模转换模块4(即ADC转换器)、数字信号处理模块5(即DSP控制器)、ARM控制器6以及装设在所述壳体1的显示触摸模块7。
所述传声器2连接至所述阻抗匹配与信号调整电路3的输入端，所述阻抗匹配与信号调整电路3的输入端连接至所述数模转换模块4的输出端，所述数模转换模块4的输出端连接至所述数字信号处理模块5的输入端，所述数字信号处理模块5的输出端连接至所述ARM控制器6的输入端，所述ARM控制器 6还分别与所述显示触摸模块7、装设于所述壳体1的电源开关11、通信模块 12以及数据传输接口13形成电连接。
在本实施方式中，所述传声器2，用于采集待测声音信号，将所述待测声音信号转换为特征模拟信号。
所述阻抗匹配与信号调整电路3，用于对所述特征模拟信号进行阻抗匹配处理，且用于对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理或放大处理；其中，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号属于第一预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号属于第二预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行放大处理。
所述数模转换模块4，用于对所述特征模拟信号进行数模转换处理以获得特征数字信号。
所述数字信号处理模块5，用于将所述特征数字信号作为预设的特征函数的输入参数，计算获得该待测声音信号的噪声评价参数；其中，所述噪声评价参数包括该待测声音信号的等效连续声级信息、响度信息、尖锐度信息和粗糙度信息中的至少一种。
需要说明的是，所述传声器2、阻抗匹配与信号调整电路3、数模转换模块 4、数字信号处理模块5以及ARM控制器6均为现有技术中的常用模块，下面举出各模块的选型例子，具体如下：
所述传声器2选用杭州爱华AWA-14423WS2型传声器，该传声器2采用镍振膜和镍合金外壳，为预极化电容式传感器，频率范围10～20KHz，标称灵敏度50mV/Pa，动态范围16～140dB，外形及安装尺寸和主要性能达到一级声级计要求，能够满足采集声音信号并将其转化为模拟电压信号并输入的功能性要求。进一步的，由于杭州爱华AWA-14423WS2型的传声器2的电容量只有19 皮法，因此，输出阻抗很高，故采用场效应管进行阻抗匹配，负载为20k电位器。
所述数模转换模块4采用美国德州仪器的ADC芯片PCM1804。该ADC芯片是双通道专业音频Σ-Δ调制型、24位高性能模数转换器，自带抗混叠滤波、高通滤波，输入特性为电压输入范围为[-1.25V，+1.25V]，电压分辨率0.149Uv，只需构建简单的外围电路即可正常工作。本发明对ADC芯片提供18.432MHz 外部有源时钟，将ADC芯片设置为主模式、I2S数据输出格式、采样率48kHz。
所述数字信号处理模块5选用美国德州仪器高性能DSP芯片 TMS320C6747，该DSP是32位浮点数字信号处理器，工作频率400-600MHz，运行速度3200-4800MIPS，具有极佳的性价比和超低的功耗；该DSP芯片作为运算核心，完成基于心理声学的噪声声压、响度、尖锐度等参数的算法运算及其他所有实时要求高的数据处理工作，DSP芯片与ADC芯片采用多通道缓冲串行口McBSP(Multichannel Buffered Serial Port)通信，将ADC芯片以I2S数据格式输出的转换结果数据读入DSP芯片。
所述ARM控制器6选用意法半导体高性能ARM内核处理器STM32H750 处理器构建控制系统。STM32H750为双核架构，两个内核可以独立运行独立供电，功能强大、功耗低同时有助于简化代码开发。
在本发明中DSP芯片与ARM控制器采用SPI接口通信，一方面，将数据处理结果通过送给ARM控制器6进行管理，比如，将结果存储方便后期查看和数据分析、通过液晶屏查看数据及操作仪器等；另一方面，ARM也可以通过SPI 切换DSP的数据处理模式，比如，宽带测量模式、倍频程分析模式以及统计分析模式之间的切换。
数据的后期分析由ARM串口模块上传给上位机软件实现，也可对测量数据或结果通过蓝牙、USB串行接口方式导出，用户对仪器的配置参数存储到 EERPOM(ElectricallyErasable Programmable read only memory，即带电可擦可编程只读存储器)中。
当然，上述模块的型号选取不限于此，其可以根据具体使用的情况进行具体的设置，只要能够实现满足本发明的噪声信息检测系统100对各模块的要求即可。
请同时参阅图1-5所示，为了方便理解，下面将通过一个实施方式对上述噪声信息检测方法和噪声信息检测系统的应用进行详细的说明：
步骤S2，采集待测声音信号，将所述待测声音信号转换为特征模拟信号。
具体的，在所述步骤S2中，通过所述传声器2采集待测声音信号，将所述待测声音信号转换为特征模拟信号，所述传声器2将所述特征模拟信号
在所述步骤S2之后，还包括以下步骤：
通过与所述阻抗匹配与信号调整电路3中的场效应管(即阻抗匹配电路) 对所述特征模拟信号进行阻抗匹配处理；在该步骤中，具体的，由于杭州爱华 AWA-14423WS2型的传声器2的电容量只有19皮法，因此，输出阻抗很高，在本发明中通过采用场效应管能够有效的对传声器2输出的特征模拟信号进行阻抗匹配；
通过所述阻抗匹配与信号调整电路3的调整电路对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理或放大处理；在该步骤中，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号属于第一预设参考值，该第一预设参考值的幅值范围为 [-9.5V，+9.5V]，则通过所述阻抗匹配与信号调整电路3的调整电路对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理；若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号低于预设参考值，该第二预设参考值的幅值范围为[-1.25V，+1.25V]，则通过所述阻抗匹配与信号调整电路3的调整电路对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行放大处理。
请参阅图1-3所示，具体措施为：
(1)对阻抗匹配后的特征模拟信号区分为大信号和小信号两段。其中，当阻抗匹配后的特征模拟信号属于第一预设参考值的幅值范围[-9.5V，+9.5V]时，则该特征模拟信号为大信号，大信号对应高量程；当阻抗匹配后的特征模拟信号属于第二预设参考值的幅值范围[-1.25V，+1.25V]时，则该特征模拟信号为小信号，小信号对应低量程。
(2)对于大信号，其经过调整电路衰减10倍后(即信号衰减后的幅值范围为[-0.95V，+0.95V]，符合所述数模转换模块4的输入特性，能被所述数模转换模块4识别)，再转成差分信号，而后送入所述数模转换模块4的左通道，此处采用高品质音频运放OPA134电压跟随器32来实现衰减处理。
(3)对于小信号，其经调整电路放大1倍后(即信号放大后的幅值范围不变，符合所述数模转换模块4的输入特性，能被所述数模转换模块4识别)，再转成差分信号，而后送入所述数模转换模块4的右通道，此处采用高品质音频运放OPA134电压跟随器实现放大处理。
上述措施实现了全量程特征模拟信号的预处理工作，有效地保证了后续测量结果的准确性。
步骤S4，通过所述数模转换模块4对所述特征模拟信号进行数模转换处理以获得特征数字信号。
步骤S6，所述数字信号处理模块5采集所述特征数字信号，并将所述特征数字信号作为预设的特征函数的输入参数，以计算获得该待测声音信号的噪声评价参数；其中，所述噪声评价参数包括该待测声音信号的响度信息、尖锐度信息和粗糙度信息中的至少一种。
具体的，在所述步骤S6中，在所述步骤S6中包括以下步骤，按照预设的接收规则控制两路的DMA通道的其中一路接收多个所述特征数字信号；对该路的DMA通道接收到的多个所述特征数字信号进行倍频程分析处理，以计算获得该待测声音信号的等效连续声级信息。
而在所述按照预设的接收规则控制两路的DMA通道的其中一路接收多个所述特征数字信号步骤中包括步骤611-614，具体如下：
步骤611，选择两路的DMA通道的其中一路接收所述特征数字信号。具体的，在所述步骤611中，所述数字信号处理模块5的采集模块设置了两路用于接收所述特征数字信号的DMA通道，在应用时，所述数字信号处理模块5选择两路的DMA通道的其中一路接收所述特征数字信号，而另一路暂时不接收所述特征数字信号，只要当当前选择的DMA通道接收到足够数量的所述特征数字信号，才使该路的DMA通道停止接收，而控制另一路的DMA通道开启并开始接收所述特征数字信号。
步骤612，对当前选择的DMA通道所接收到的所述特征数字信号进行频率计权和时间计权。
步骤613，计算各个所述特征数字信号的声级信息，并实时判断各个所述特征数字信号的声级信息之间的大小关系，根据判断结果将各个所述特征数字信号的声级信息中的最大值作为声级信息峰值；其中，所述特征数字信号的声级信息包括A计权声级信息、B计权声级信息和C计权声级信息中的至少一种。比如，在本实施方式中，所述特征数字信号的声级信息优选为C计权声级信息。
步骤614，判断当前选择的DMA通道接收的所述特征数字信号的数量是否达到预设数量，若是，则控制当前选择的DMA通道停止接收所述特征数字信号，并记录当前选择的DMA通道的测量停止时间，并返回所述步骤611中重新选择另外一路的DMA通道进行接收所述特征数字信号。
在所述步骤S6中还包括以下步骤：
步骤S621，对多个所述特征数字信号的连续频谱依次进行简化处理和离散化处理以获得多个离散频谱。
在所述步骤S621中，根据ANSI规定，在进行外、中耳滤波前，应将连续的频谱离散化，因而需对含有噪声的频谱进行简化，简化方法为：
(1)带宽大于30Hz的噪声，简化为一系列间隔为10Hz的纯音，纯音的声压级比其所在频率处的噪声声压谱级高10dB；
(2)带宽小于30Hz的噪声，可简化为一系列间隔为1Hz的纯音，各纯音的声压级等于其对应频率的声压谱级。如果已知信号的26个13倍频程声压级，则把信号当作26个带宽确定的白噪声，信号的简化方法同带宽大于30Hz的噪声的简化方法。
步骤S622，计算各所述特征数字信号的离散频谱的外耳衰减值和中耳衰减值，将外耳衰减值和中耳衰减值代入功率谱密度函数以获得该特征数字信号的功率谱密度。
在所述步骤S622中，本程序采用插值法得到各离散频谱的外耳衰减值和中耳衰减值；所述功率谱密度函数为：
式中，Stot为功率谱密度，Snorm为标准功率谱密度，aext为外耳衰减值，amid为中耳衰减值。
步骤S623，将各个所述离散频谱转换为激励，并代入特征响度函数以获得该特征数字信号的特征响度，并根据各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度；其中，所述各所述特征数字信号的特征响度和多个所述特征数字信号的总响度作为该待测声音信号的响度信息；
其中：
将各个所述离散频谱转换为激励，即利用等效矩形带宽(ERB)和等效矩形带宽率(ERBrate)代替临界频带重新划分滤波器的带宽，来模拟人耳的听觉频率尺度，在此，需要说明的是，等效矩形带宽(EquivalentRectangularBandwidth，简称ERB)是一种心理声学的度量方法；上述步骤具体的计算公式为：
ERB(f)＝24.673(0.004368f+1)，ERBrate(f)＝21.366l(0.004368f +1)，
上述式中，ERB(f)为滤波器的带宽(单位为Hz)，ERBrate(f)为滤波器的带宽率，f为滤波器的中心频率(单位为kHz)。
求解特征响度，特征响度函数为：
式中，常数C＝0.46871，N’为特征响度，E为激励，ETQ为听阈激励，G为低频增益，α为指数。
计算总响度和响度级，即根据各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度，由于特征响度N’的间隔为0.1个ERBrate(f)，因此，将特征响度求和后再乘0.1即可得到单耳响度，对单耳响度乘2即可得到双耳总响度。
优选的，在所述步骤S6中还包括以下步骤：
将各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度代入到尖锐度函数以计算获得各所述特征数字信号的特征尖锐度，根据各所述特征数字信号的特征尖锐度计算多个所述特征数字信号的总尖锐度；其中，各所述特征数字信号的尖锐度和多个所述特征数字信号的总尖锐度作为该待测声音信号的尖锐度信息；
其中：
尖锐度函数根据Arues计算模型构建，具体为：
式中，S为尖锐度；N’(z为特征响度；N为总响度；z为临界频带率；c＝0.11 为比例系数。
优选的，在所述步骤S6中还包括以下步骤：
将各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度代入到尖锐度函数以计算获得各所述特征数字信号的特征尖锐度，根据各所述特征数字信号的特征尖锐度计算多个所述特征数字信号的总尖锐度；
其中：
粗糙度函数根据Arues计算模型构建，具体为：
式中，k0＝k1，k24＝k23，ri为第i路的DMA通道的特征粗糙度，常数c为标准信号的粗糙度，常数c＝1asper。
步骤S7，通过所述ARM控制器6将所述待测声音信号的噪声评价参数进行存储。
在对所述特征数字信号进行计算分析以获得由该待测声音信号的等效连续声级信息、响度信息、尖锐度信息、粗糙度信息的噪声评价参数之后，可以根据需要将上述噪声评价参数传输至所述ARM控制器6，所述ARM控制器6通过通信模块12或数据传输接口13将所述噪声评价参数上传至外部的上位机，外部的上位机存储所述噪声评价参数以方便对该待测声音信息进行后期的噪声分析与数据管理。
需要进一步说明的是，图5示出所述数字信号处理模块5与所述ARM控制器6之间通信的具体流程，具体的，所述数字信号处理模块5通过SPI口(由 McBSP复用)与所述ARM控制器6通信，每隔一段时间将各种参数发给所述 ARM控制器6。SPI口发送寄存器为8bit宽度，需要传输的数据均以浮点型数据(32bit宽度)格式存放，在传输前需将各参数对应分解为四个8bit数据，并存放于发送缓存数组，缓存数组大小依据传送数据大小设定。所述ARM控制器 6接到数据后，首先将数据恢复为32bit浮点型数据，再做其他处理。
所述数字信号处理模块5以中断方式发送数据，当数据打包好之后置位发送标志，在主程序判定发送标志置位后置位SPI中断标志，启动发送。数字信号处理模块5在每次发送成功一个字节的数据后会自动置位发送中断标志，从而实现连续发送数据的目的。发送完成后清除最后一个字节发送成功时置位的 SPI中断标志，等待下一次发送时间到。
图7示出所述ARM控制器6的控制各模块工作的具体流程，所述ARM控制器6采用轮询的方法检测各模块的触发标志，当条件满足触发标志时，调用对应模块的子模块进行数据处理，当然，该触发标志是预先设定的，其可以根据实际使用的需要进行具体的设置。
图8示出所述ARM控制器6与外部上位机之间的通信流程示意图，比如，在本实施方式中，所述上位机为计算机，则所述ARM控制器6根据RS232串口通信协议通过数据传输接口13与该电脑之间实现数据传输。
本发明提供一种噪声信息检测系统，所述噪声信息检测系统包括处理器以及存储器，所述存储器中存储有用于所述处理器执行的控制程序，其中，所述控制程序被所述处理器执行时实现本发明所述的噪声信息检测方法的步骤。
本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明所述的噪声信息检测方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例提供的噪声信息检测方法及其相关设备，预设的特征函数以心理声学算法为基础，通过该预设的特征函数获取的噪声评价参数，从而实现对待测声音信号的响度信息、尖锐度信息、粗糙度信息的其中一种的测量，增加了噪声信息检测方法的检测参数，提高噪声信息检测范围，在实际应用中，可以根据该待测声音信号的响度信息、尖锐度信息、粗糙度信息以判断人的主观听觉感受，增加了应用该噪声信息检测方法的相关装置的检测项目，提高了检测性能。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种噪声信息检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤S2，采集待测声音信号，将所述待测声音信号转换为特征模拟信号；
步骤S4，对所述特征模拟信号进行数模转换处理以获得特征数字信号；
步骤S6，将所述特征数字信号作为预设的特征函数的输入参数，计算获得该待测声音信号的噪声评价参数；其中，所述噪声评价参数包括该待测声音信号的响度信息、尖锐度信息和粗糙度信息中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的噪声信息检测方法，其特征在于，在所述步骤S2和所述步骤S4之间还包括以下步骤：
对所述特征模拟信号进行阻抗匹配处理；
对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理或放大处理；其中，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号超过预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号低于预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行放大处理。
3.根据权利要求1所述的噪声信息检测方法，其特征在于，在所述步骤S6中包括以下步骤：
按照预设的接收规则控制两路的DMA通道的其中一路接收多个所述特征数字信号；
对该路的DMA通道接收到的多个所述特征数字信号进行倍频程分析处理，以计算获得该待测声音信号的等效连续声级信息。
4.根据权利要求3所述的噪声信息检测方法，其特征在于，在所述按照预设的接收规则控制两路的DMA通道的其中一路接收多个所述特征数字信号步骤中：
步骤611，选择两路的DMA通道的其中一路接收所述特征数字信号；
步骤612，对当前选择的DMA通道所接收到的所述特征数字信号进行频率计权和时间计权；
步骤613，计算各个所述特征数字信号的声级信息，并实时判断各个所述特征数字信号的声级信息之间的大小关系，根据判断结果将各个所述特征数字信号的声级信息中的最大值作为声级信息峰值；其中，所述特征数字信号的声级信息包括A计权声级信息、B计权声级信息和C计权声级信息中的至少一种；
步骤614，判断当前选择的DMA通道接收的所述特征数字信号的数量是否达到预设数量，若是，则控制当前选择的DMA通道停止接收所述特征数字信号，并记录当前选择的DMA通道的测量停止时间，并返回所述步骤611中重新选择另外一路的DMA通道进行接收所述特征数字信号。
5.根据权利要求1所述的噪声信息检测方法，其特征在于，在所述步骤S6中还包括以下步骤：
步骤S621，对多个所述特征数字信号的连续频谱依次进行简化处理和离散化处理以获得多个离散频谱；
步骤S622，计算各所述特征数字信号的离散频谱的外耳衰减值和中耳衰减值，将外耳衰减值和中耳衰减值代入功率谱密度函数以获得该特征数字信号的功率谱密度；
步骤S623，将各个所述离散频谱转换为激励，并代入特征响度函数以获得该特征数字信号的特征响度，并根据各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度；其中，所述各所述特征数字信号的特征响度和多个所述特征数字信号的总响度作为该待测声音信号的响度信息；
其中：
功率谱密度函数为：
特征响度函数为：
6.根据权利要求5所述的噪声信息检测方法，其特征在于，在所述步骤S6中还包括以下步骤：
将各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度代入到尖锐度函数以计算获得各所述特征数字信号的特征尖锐度，根据各所述特征数字信号的特征尖锐度计算多个所述特征数字信号的总尖锐度；其中，各所述特征数字信号的尖锐度和多个所述特征数字信号的总尖锐度作为该待测声音信号的尖锐度信息；
其中：
尖锐度函数根据Arues计算模型构建，具体为：
7.根据权利要求6所述的噪声信息检测方法，其特征在于，在所述步骤S6中还包括以下步骤：
将各所述特征数字信号的特征响度计算多个所述特征数字信号的总响度代入到尖锐度函数以计算获得各所述特征数字信号的特征尖锐度，根据各所述特征数字信号的特征尖锐度计算多个所述特征数字信号的总尖锐度；
其中：
粗糙度函数根据Arues计算模型构建，具体为：
8.根据权利要求1所述的噪声信息检测方法，其特征在于，在所述步骤S6之后还包括以下步骤：
存储所述待测声音信号的噪声评价参数。
9.一种噪声信息检测系统，其特征在于，其包括：
传声器，用于采集待测声音信号，将所述待测声音信号转换为特征模拟信号；
阻抗匹配与信号调整电路，用于对所述特征模拟信号进行阻抗匹配处理，且用于对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理或放大处理；其中，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号超过预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行衰减处理，若经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号低于预设参考值，则对经阻抗匹配处理后的所述特征模拟信号进行放大处理；
数模转换模块，用于对所述特征模拟信号进行数模转换处理以获得特征数字信号；以及，
数字信号处理模块，用于将所述特征数字信号作为预设的特征函数的输入参数，计算获得该待测声音信号的噪声评价参数；其中，所述噪声评价参数包括该待测声音信号的等效连续声级信息、响度信息、尖锐度信息和粗糙度信息中的至少一种。
10.一种噪声信息检测系统，其特征在于，所述噪声信息检测系统包括处理器以及存储器，所述存储器中存储有用于所述处理器执行的控制程序，其中，所述控制程序被所述处理器执行时实现如上权利要求1至8任一项所述的噪声信息检测方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上权利要求1至8任一项所述的噪声信息检测方法的步骤。
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| CN202010514176.4A CN111637965A (zh) | 2020-06-08 | 2020-06-08 | 一种噪声信息检测方法及其相关设备 |
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|---|---|---|---|---|
| CN112587092A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-02 | 上海工程技术大学 | 一种力触觉激励的肝脏相音中医精准闻诊系统 |
| CN113782053A (zh) * | 2021-09-04 | 2021-12-10 | 天津大学 | 值得保护的城市声景观品质自动监测方法 |
| CN114974301A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-08-30 | 北京瑞森新谱科技股份有限公司 | 一种异音检测方法、计算机可读存储介质及电子设备 |
| CN115361646A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-18 | 厦门东声电子有限公司 | 一种电声器件杂音检测方法、系统、存储介质 |
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