CN114705286B - 机器震音检测方法、装置、计算机和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种机器震音检测方法、装置、计算机和可读存储介质，该方法包括：利用激励信号激励被测机器的声音输出元件，以及控制被测机器的声音输入元件实时采集产生的回声信号；对回声信号进行频响分析，得到回声信号的频响特性，所述频响特性包括回声信号的基频和谐波成分；根据所述基频和所述谐波成分中的指定高阶次谐波，确定被测机器是否产生整机震音。该方法可以实现对机器有无整机震音异常进行量化分析及自动化测试，从而为机器震音情况提供了一种客观准确地评估方式。

Description

机器震音检测方法、装置、计算机和可读存储介质

技术领域

本申请涉及机器测试技术领域，尤其涉及一种机器震音检测方法、装置、计算机和可读存储介质。

背景技术

目前，电话已经成为日常生活中不可或缺的沟通设备，用于电话沟通的设备有很多，如手机、电话座机、会议设备、支持通话的耳机等。在通话的过程中，人们常有一个烦恼：通话过程中有回声，可能一直存在，也可能时有时无，之所以产生回声是因为回声消除算法无法消除掉回声部分，或概率性出现回声无法收敛。而引起该问题的原因是机器出现共振，发出了除播放声以外的其他杂音，导致无法正常消除回声。然而在回声消除算法准备就绪的情况下，如何评估机器有无震音就显得非常关键。而目前对于震音问题，企业主要采用人工检听的方法，不利于工业上的量化生产及自动化测试。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种机器震音检测方法、装置、计算机和可读存储介质，该方法可以实现对机器有无震音异常进行自动化分析测试，进而方便导入到机器生产量化测试中，还大大降低了测试成本等。

第一方面，本申请的实施例提供一种机器震音检测方法，包括：

利用激励信号激励被测机器的声音输出元件，以及控制所述被测机器的声音输入元件实时采集产生的回声信号；

对所述回声信号进行频响分析，得到所述回声信号的频响特性，所述频响特性包括所述回声信号的基频和谐波成分；

根据所述基频和所述谐波成分中的指定高阶次谐波，确定所述被测机器是否产生整机震音。

在一些实施例中，所述根据所述基频和所述谐波成分中的指定高阶次谐波，确定所述被测机器是否产生整机震音，包括：

将所述谐波成分中位于指定的高阶次范围内的所有谐波进行累加，得到高阶次谐波总和；

计算所述高阶次谐波总和与所述基频的比值；

当所述比值超过预设门限值时，确定所述被测机器产生整机震音，否则确定未产生整机震音。

在一些实施例中，所述指定的高阶次范围包括第十次谐波以上的谐波。

在一些实施例中，该机器震音检测方法还包括：

根据所述基频和所述谐波成分中的低阶次谐波，确定所述被测机器的所述声音输出元件是否出音异常。

在一些实施例中，所述低阶次谐波包括低于第十次谐波的谐波。

在一些实施例中，所述利用激励信号激励所述被测机器的声音输出元件，包括：

使所述激励信号通过所述被测机器内的旁路通道输入至所述被测机器的功放单元，以驱动所述声音输出元件输出所述激励信号。

在一些实施例中，所述激励信号为连续对数扫频信号；

所述激励信号通过计算机软电话实时发送到所述被测机器中，或者将所述激励信号预先存储在所述被测机器的存储单元中。

第二方面，本申请的实施例还提供一种机器震音检测装置，包括：

信号获取模块，用于利用激励信号激励被测机器的声音输出元件，以及控制所述被测机器的声音输入元件实时采集产生的回声信号；

信号分析模块，用于对所述回声信号进行频响分析，得到所述回声信号的频响特性，所述频响特性包括所述回声信号的基频和谐波成分；

检测模块，用于根据所述基频和所述谐波成分中的指定高阶次谐波，确定所述被测机器是否产生整机震音。

第三方面，本申请的实施例还提供一种计算机，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实施上述的机器震音检测方法。

第四方面，本申请的实施例还提供一种可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上执行时，实施上述的机器震音检测方法。

本申请的实施例具有如下有益效果：

本申请实施例的机器震音检测方法通过利用激励信号激励被测机器的声音输出元件，以及控制所述被测机器的声音输入元件实时采集产生的回声信号，即利用被测机器自身的元件来形成一收一发的测试回路，而不需要借助其他的电声器件等来进行测试，进而，对采集到的回声信号进行频响分析，得到所述回声信号的频响特性，其中，所述频响特性包括所述回声信号的基频和谐波成分；于是，根据所述基频和所述谐波成分中的特定高阶次谐波来确定被测机器是否产生了整机震音。可知，该方法仅利用计算机和被测机器，在不借助其他外界的电声仪器的情况下，即可完成对被测机器有无产生整机震音的自动测试，并能客观准确地评估机器震音情况，实现量化评估和管控，进而为机器震音指标是否合格提供了准确判断依据。而且，该方法可以有效导入到机器生产量化测试中，保障了机器生产的可靠性和异常拦截的准确性，还大大降低了测试成本等。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例的机器震音检测方法的第一流程示意图；

图2示出了本申请实施例的机器震音检测方法的一种应用图；

图3示出了本申请实施例的机器震音检测方法的第二流程示意图；

图4示出了本申请实施例的机器震音检测方法的第三流程示意图；

图5示出了本申请实施例的机器震音检测方法的一种测试结果图；

图6示出了本申请实施例的机器震音检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。

其中，震音的产生主要原因是机器的硬件结构跟随声音输出元件(如扬声器、喇叭等)产生共振现象。对于具有出声元件的被测机器，除了需要进行震音检测外，还需要进行如信号失真等各种声学性能的测试。而为了解决机器的整机震音问题，也有人利用一些如利用检测异常音或谐波失真检测等方式来评估震音检测，但效果并不理想。例如，当采用离散对数扫频信号作为激励信号，对采集到的声响应信号滤波及求总谐波失真，并根据总谐波失真的结果来用于检测震音，然而由于整机固定结构引起的固有非线性失真的幅度远大于震音失真的幅度，因此难于通过总谐波失真检测出震音故障。或者，在利用异常音检测的方式来进行震音检测时，还需要借助专门的声卡等其他辅助设备来进行测试，成本高且不适用于工业上批量测试等。

为此，本申请实施例提出一种实时可分析可量化的机器震音测试方法，且无需使用其他的辅助电学器件，成本低，还适用于工业批量生产测试等。下面结合具体的实施例来进行说明。

实施例1

图1所示为本申请实施例的机器震音测试方法的一种流程图。

示范性地，该机器震音检测方法包括：

步骤S100，利用激励信号激励被测机器的声音输出元件，以及控制被测机器的声音输入元件实时采集产生的回声信号。

其中，上述的激励信号主要用于激励被测机器中的声音输出元件，以便对被测机器进行震音异常测试。本实施例中，将采用连续的对数扫频信号作为该激励信号，由于连续的对数扫频信号的频率随时间连续变化，这样可以更有效地激发被测频率范围内的谐振现象。

图2所示为本申请实施例的机器震音测试方法的一种应用架构示意图。本实施例中，可以仅包括计算机和被测机器，示范性地，该计算机与被测机器进行连接，具体可以通过有线方式或无线方式进行通讯连接。其中，计算机作为测试PC机，主要用于产生用于震音测试的激励信号，以及对被测机器在测试过程中的回声响应进行分析，以确定被测机器是否出现整机震音。

在一种实施方式中，该激励信号可以是通过计算机软电话实时发送到被测机器中，如图2所示。进一步地，还优先通过软电话将采集的声学回声信号再次传输回计算机中以进行测试分析。当然，该激励信号也可以是预先存储在被测机器的存储单元中，例如，在量化生产的测试产线上时，以方便进行直接播放的自动化测试。

示范性地，在利用激励信号激励被测机器的声音输出元件时，为了使得测试的结果更为准确且具有针对性，如图2所示，可使该激励信号通过被测机器内的旁路(Bypass)通道输入至被测机器的功放单元，以驱动被测机器的声音输出元件输出该激励信号。具体地，可在该被测机器内设置从信号接收端到功放之间的旁路通道，以旁路掉信号播放时的音频处理算法等。

与此同时，将利用被测机器的声音输入元件来进行实时采集播放激励信号时产生的声学回声信号，其中，被测机器在采集到回声信号时，可以通过其自带的模拟数据转换单元将其转换为数字信号，并通过如上述的软电话发回给计算机，以便计算机进行共振分析。进一步地，这里同样可通过旁路掉发送端的所有算法以将信号发回，从而得到最为真实的测试响应。

本实施例中，被测机器内置有声音输出元件、声音输入元件，以及功放单元、模拟数字转换单元等，例如，该声音输出元件可以是大功率的扬声器或喇叭等，而声音输入元件可以是精度较高的拾音器或麦克风等。

在一些实施例中，该被测机器可以是可能有震音的设备，如手机、电话机、音视频会议设备、支持通话的耳机等。

步骤S200，对该回声信号进行频响分析，得到该回声信号的时频图，其中，该时频图包括该回声信号的基频和谐波成分。

示范性地，可通过对该回声信号进行短时傅里叶变换等，得到其对应的时频图，能反映出该回声信号的频响特性，在一种实施方式中，该频响特性可包括该回声信号中包含的具体频率成分，进一步地，该频响特性具体可包括该回声信号的基频F0和不同的谐波成分，如二次谐波f2，三次谐波f3，…，N次谐波fn等。

步骤S300，根据该基频和该谐波成分中的指定高阶次谐波，确定被测机器是否产生整机震音。

示范性地，在一种实施方式中，如图3所示，步骤S300包括：

子步骤S310，将谐波成分中位于指定的高阶次范围内的所有谐波进行累加，得到高阶次谐波总和。

示范性地，通过对特定的不同谐波进行基于能量的谐波和计算，来实现整机震音的检测分析。在一种实施方式中，该指定的高阶次范围包括第十次谐波以上的谐波，通常选取的是第十次谐波之后的所有谐波，当然也可以选取第十次谐波之后的部分多个谐波，具体可根据实际情况来选取。应当明白的是，这里的高阶次范围通常从十一次谐波起算，关于第十次谐波是否包含在内，由于对震音的判断结果影响并不是太大，这里不作严格限定。

例如，某一被测机器进行测试时，其得到的高阶次谐波包括了第十一次谐波到第三十次谐波，通过对这些谐波进行对应频率分成的能量累加，即得到高阶次谐波总和f(11-30)。而对于某一被测机器，其高阶次谐波总和包括了第十一次谐波到第三十次谐波的总和，记为f(11-20)等。

子步骤S320，计算所述高阶次谐波总和与所述基频的比值。

若该比值超过预设门限值，则执行子步骤S320，否则执行子步骤S330。

子步骤S330，若超过预设门限值，则确定被测机器产生整机震音。

子步骤S340，若未超过预设门限值，则确定未产生整机震音。

示范性地，将上述求解到的高阶次谐波总和除以基频F0，得到一比值。若该比值偏高，即大于一预设的门限值时，则说明该被测机器发生了共振，即可判断出产生了整机震音。反之，则说明没有发生共振，即未产生整机震音。例如，该门限值可设置为1％左右，当然不同的机器可能存在一些差异，具体可根据实际情况下的人工测试等进行选取。

作为一种可选的方案，在不借助电脑进行分析的情况下，如一些测试产线上，可以在被测机器直接内置激励信号进行播放，同时，将指定的高阶次谐波(如十次谐波以上的谐波)进行求和直接通过待测设备机型，并且将计算结果与设置的门限值进行比对，若低于该门限，则内置喇叭播放一声短音，若大于门限，则播放两声短音，由此可以做到完全由被测机器自主判断产生震音的情况，当然这需要机器预留内存用于存放相应的监测装置即可。

可以理解，通过对特定的高阶次谐波进行分析，可以客观准确地评估出该被测机器是否产生共振而导致震音出现。进一步地，通过对高阶次谐波进行逐一分析，还可以利用震音的频率点来定位机器的谐振点。

作为一种可选的方案，如图4所示，该机器震音检测方法还包括：

步骤S400，根据该基频和该谐波成分中的指定低阶次谐波，确定被测机器的声音输出元件是否出音异常。

本实施例中，在检测被测机器时，可利用特定的低阶次谐波进行谐波求和后除以基频F0，得到另一比值。同理，当该另一比值超过一个预设的失真阈值时，则说明该机器声音输出元件这一单体出现出音异常，否则没有出现单体异常的问题。其中，上述的失真阈值可根据实际经验值或失真测试得到，例如，可设计为5％左右等。

在一种实施方式中，该指定的低阶次谐波可包括低于第十次谐波的多个谐波，例如，可以是从第二次谐波f2到第十次谐波f10，相应地，低阶次谐波总和可记为f(2-10)；若是从第二次谐波f2到第五次谐波f5，则低阶次谐波总和可记为f(2-5)等。可以理解，低阶次的总谐波可用于谐波失真检测。

为了更好地体现本方案，发明人还对上述的震音检测进行了测试验证。以一个电话机为例，其内置有外放喇叭及麦克风，通过由喇叭播放一连续的对数扫频信号，并由麦克风进行回声信号的录制，然后进行傅里叶分析及谐波计算，可以得到的回声频响包括：基频F0，二次谐波f2……三十次谐波f30。进而，通过对不同谐波的累加计算和分析，这里得到了二次谐波到十次谐波的求和f(2-10)，以及十一次谐波到三十次谐波的求和f(11-30)，如图5所示。经过生产检验，产生机器共振的部分来自于高阶次谐波f(11-30)，其区别于其他的谐波失真计算，且与人耳感官听到的机器震音效果所一致。此外，通过f(2-10)可以用来确认该电话机的喇叭单体是否出现出音异常。

本实施例的机器震音检测方法通过利用被测机器自身的声音输出元件与声音输入元件形成一收一发的闭环回路，以实现整机测试，进而利用回声信号的频响特性中的指定范围内的高阶次谐波来确认机器是否产生震音故障，该方法能客观准确地评估机器震音情况，实现量化评估和管控，进而为机器震音指标是否合格提供了准确判断依据。此外，该方法引入测试生产中，可以将产生震音的机器自动筛选出来，保障了机器生产的可靠性和异常拦截的准确性，还大大降低了测试成本等。

实施例2

请参照图6，基于上述实施例1的方法，本实施例提出一种机器震音检测装置100，示范性地，该机器震音检测装置100包括：

信号获取模块110，用于利用激励信号激励被测机器的声音输出元件，以及控制所述被测机器的声音输入元件实时采集产生的回声信号。

信号分析模块120，用于对所述回声信号进行频响分析，得到所述回声信号的频响特性，所述频响特性包括所述回声信号的基频和谐波成分。

震音检测模块130，用于根据所述基频和所述谐波成分中的指定高阶次谐波，确定所述被测机器是否产生整机震音。

进一步地，震音检测模块130还用于根据所述基频和所述谐波成分中的低阶次谐波，确定所述被测机器的所述声音输出元件是否出音异常。

可以理解，本实施例的装置对应于上述实施例1的方法，上述实施例1中的可选项同样适用于本实施例，故在此不再重复描述。

本申请实施例还提供一种计算机，如电脑PC等，示范性地，该计算机包括处理器和存储器，其中，存储器存储有计算机程序，处理器通过运行所述计算机程序，从而使计算机执行上述的机器震音检测方法或上述的机器震音检测装置中的各个模块的功能。

本申请还提供了一种可读存储介质，用于储存上述计算机中使用的所述计算机程序。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机器震音检测方法，其特征在于，包括：

利用激励信号激励被测机器的声音输出元件，以及控制所述被测机器的声音输入元件实时采集产生的回声信号；

对所述回声信号进行频响分析，得到所述回声信号的频响特性，所述频响特性包括所述回声信号的基频和谐波成分；

根据所述基频和所述谐波成分中的指定高阶次谐波，确定所述被测机器是否产生整机震音，具体包括：

将所述谐波成分中位于指定的高阶次范围内的所有谐波进行累加，得到高阶次谐波总和；所述指定的高阶次范围包括第十次谐波以上的谐波；

计算所述高阶次谐波总和与所述基频的比值；当所述比值超过预设门限值时，确定所述被测机器产生整机震音，否则确定未产生整机震音。

2.根据权利要求1所述的机器震音检测方法，其特征在于，还包括：

根据所述基频和所述谐波成分中的低阶次谐波，确定所述被测机器的所述声音输出元件是否出音异常。

3.根据权利要求2所述的机器震音检测方法，其特征在于，所述低阶次谐波包括低于第十次谐波的谐波。

4.根据权利要求1所述的机器震音检测方法，其特征在于，所述利用激励信号激励所述被测机器的声音输出元件，包括：

使所述激励信号通过所述被测机器内的旁路通道输入至所述被测机器的功放单元，以驱动所述声音输出元件输出所述激励信号。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的机器震音检测方法，其特征在于，所述激励信号为连续对数扫频信号；

所述激励信号通过计算机软电话实时发送到所述被测机器中，或者将所述激励信号预先存储在所述被测机器的存储单元中。

6.一种机器震音检测装置，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于利用激励信号激励被测机器的声音输出元件，以及控制所述被测机器的声音输入元件实时采集产生的回声信号；

信号分析模块，用于对所述回声信号进行频响分析，得到所述回声信号的频响特性，所述频响特性包括所述回声信号的基频和谐波成分；

检测模块，用于根据所述基频和所述谐波成分中的指定高阶次谐波，确定所述被测机器是否产生整机震音；具体包括：

将所述谐波成分中位于指定的高阶次范围内的所有谐波进行累加，得到高阶次谐波总和；所述指定的高阶次范围包括第十次谐波以上的谐波；计算所述高阶次谐波总和与所述基频的比值；当所述比值超过预设门限值时，确定所述被测机器产生整机震音，否则确定未产生整机震音。

7.一种计算机，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实施权利要求1-5中任一项所述的机器震音检测方法。

8.一种可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上执行时，实施根据权利要求1-5中任一项所述的机器震音检测方法。