CN115295021B - 一种定位录音中有效信号的方法 - Google Patents

Abstract

一种定位录音中有效信号的方法，属于声学测试技术领域。方法包括：步骤S01，获取响应信号，对所述响应信号进行希尔伯特变换以得到解析信号；其中，所述响应信号为被测产品播放测试信号的录音；所述测试信号为由前导音拼接在测试激励信号前构成的拼接信号；步骤S02，基于所述解析信号，求解所述响应信号的原信号包洛，进而得到前导音的信号释放时间点；步骤S03，基于所述前导音的信号释放时间点，计算前导音的结束时间，并将前导音的结束时间确定为响应信号中有效信号的起始时间。本发明能准确定位录音中有效信号位置，以对声学产品进行准确的音频指标分析。

Description

一种定位录音中有效信号的方法

技术领域

本发明涉及声学测试技术领域，尤其涉及一种定位录音中有效信号的方法。

背景技术

在产品声学测试中，准确定位有效信号是至关重要的部分，无法在录音中准确定位有效信号位置会导致分析异常从而得到错误的分析结果。但是产品由于DSP处理或芯片运行速度导致播放或录音时有效信号开始的时间不稳定，如信号经过滤波器出现延时，则获取的有效信号存在偏差，如丢失了部分有效信号，即有效信号不完整，又如带入了部分无关的底噪信号，这些均会导致最终频响或失真分析结果与实际被测产品效果有偏差。

发明专利申请CN201810273971.1公开了音源定位方法，并具体公开了方法包括控制待定位的音源播放测试音频信号，记录所述测试音频信号的起始播放时间；在预设的至少两个参考点采集音频信号，根据所述测试音频信号的特征信息，分别在各个参考点采集到的音频信号中识别所述测试音频信号，并确定所述测试音频信号到达各个参考点的到达时间；根据所述测试音频信号的起始播放时间与到达各个参考点的到达时间的时间差，计算所述音源与各个参考点的相对距离，根据音源与各个参考点的相对距离确定所述音源的位置。该方法主要定位实景中播放测试音频信号的音源（即音箱）位置，并非对音频数据中的某个有效信号进行定位识别。

发明专利CN201811266750.8公开了一种录音定位方法，并具有公开了方法包括设置传声器阵列，其中，传声器阵列包括六个传声器，六个传声器形成两个正四棱锥，两个正四棱锥包括相同的四个不共面的传声器；利用传声器阵列获取录音信息，从录音信息中提取运动声源以及静止声源；对运动声源和静止声源通过延时定位算法进行计算，得到运动声源和静止声源延时结果；根据运动声源和静止声源延时结果对运动声源进行轨迹定位，得到运动声源的定位结果，对静止声源进行距离感知估计，得到静止声源的定位结果。该方法主要对录音中提取的运动声源和静止声源进行计算分析，以对运动声源进行估计定位并对静止声源定位。该方法并未考虑如何从录音信息中提取有效待计算分析的声源，即未考虑提取的声源是否完整，是否带入其他无关检测目的的其他声源。

发明专利申请CN202010752821.6公开了一种不良前导音识别方法，并具体公开了方法包括根据获取的多个语音数据生成每个语音数据对应的多维特征向量；根据多个所述多维特征向量生成每个语音数据对应的前导音概率；从多个所述前导音概率中提取概率最大值，所述概率最大值包括最大的前导音概率；判断所述概率最大值是否大于设定门限；若判断出所述概率最大值大于设定门限，则将所述概率最大值对应的语音数据的前导音设置为不良前导音。该发明针对电话录音进行不良电话识别，通过不良电话在开头前一段固定的前导音作为线索进行识别，对于前导音概率大于概率最大值的，判定为不良导音，即不良电话。该发明主要对电话录音的性质进行判定，无需对录音中有效信号进行定位。

发明专利申请CN202210008343.7公开了一种短波多载波信号的同步捕获方法，并具体公开了发明利用信号中前导音频率信息，在时域和频域同时以滑动窗方式对信号进行功率谱分析，一个时频滑动窗在时域上包括多个多载波符号，在频域上覆盖正负多个子载波间隔的频偏，以时频滑动窗内多个符号的前导音平均信噪比作为捕获判断标准；若当前滑动窗长内前导音平均信噪比大于捕获门限且高信噪比的符号个数大于一定值，则认为捕获成功；同时，当前滑动窗所对应的时域和频域位置即分别为初始时偏估计值和初始频偏估计值的计算依据。该发明主要是解决如何实现短波多载波信号的时间同步和频率同步的同步捕获难题，其利用短波多载波信号中含有的前导序列进行捕获，为此，需要计算前导序列的起始时间，即获得短波多载波信号的起始时间。该发明并未考虑如何从录音信息中提取有效待计算分析的声源，更加没有公开基于短波多载波信号中固有的前导序列，对短波多载波信号中的其他信号进行定位的内容。

发明内容

本发明旨在准确定位录音中有效信号位置，以对声学产品进行准确的音频指标分析，继而提出了一种定位录音中有效信号的方法。

本发明提供一种定位录音中有效信号的方法，包括：

步骤S01，获取响应信号，对所述响应信号进行希尔伯特变换以得到解析信号；

其中，所述响应信号为被测产品播放测试信号的录音；所述测试信号为由前导音拼接在测试激励信号前构成的拼接信号；

步骤S02，基于所述解析信号，求解所述响应信号的原信号包洛，进而得到前导音的信号释放时间点；

步骤S03，基于所述前导音的信号释放时间点，计算前导音的结束时间，并将前导音的结束时间确定为响应信号中有效信号的起始时间。

现有技术中，当进行声学产品测试时，一般由声学产品直接播放测试激励信号，音频测试端对播放的信号进行录音并进行声学测试分析。在对录音进行声学测试分析过程中，响应信号中包含了有效信号部分和底噪部分，如果定位时出现偏差，比如强行在响应信号中截取对应激励的时段2（参见图1，上面是测试激励信号，下面是响应信号），此时有效信号1的前半部分未被截取，而有效信号外的部分反而被截取，分析时就会丢失部分有效信号，带入部分无关的底噪信号，导致最终频响或失真分析结果与实际被测产品效果有偏差。

基于此问题，本发明通过在测试激励信号前拼接前导音的方式来定位有效信号，这样不管因为何种原因导致有效信号开始时间不稳定，都能准确定位录音中有效信号位置。因为拼接的前导音相对于对测试激励信号做了标记，在对响应信号进行识别过程中，通过识别前导音的结束时间即可获得有效信号的起始时间。

在本发明执行前，需要对测试激励信号进行拼接处理，以“前导音+测试激励信号”的格式拼接。之后，声学产品播放拼接后的测试激励信号，即上述测试信号。音频测试端对播放的测试信号进行录音，即音频测试端获取响应信号。上述定位步骤由音频测试端进一步处理，所述音频测试端可以是安装音频测试软件的智能控制端。

作为优选，方法还包括步骤S04，基于确定的有效信号的起始时间，从响应信号中提取有效信号，以进行声学测试。

作为优选，所述前导音包括单频前导音和前导静音；所述单频前导音置于所述前导静音前。

作为优选，所述单频前导音的频率根据被测产品所支持的频率和测试需求设定。

作为优选，所述步骤S02具体包括：

步骤S21，对所述解析信号进行绝对值计算，以获得所述响应信号的原信号包洛；

步骤S22，基于所述原信号包洛，确定前导音所在包洛的信号冲击释放时间点，并将该信号冲击释放时间点确定为单频前导音的结束时间。

作为优选，所述步骤S03具体包括：

步骤S31，对单频前导音的结束时间和前导静音时间进行求和计算，获得前导音的结束时间；

步骤S32，将前导音的结束时间确定为响应信号中有效信号的起始时间。

作为优选，所述前导静音的时间根据被测产品所支持的时间长度和测试需求设定。

作为优选，所述单频前导音的时间根据被测产品所支持的时间长度和测试需求设定。

作为优选，上述方法由音频测试端实现。

本发明具有以下有益效果：

本发明一种定位录音中有效信号的方法，通过给原始测试信号前增加前导音的方式，并利用简单的时间定位算法，即可在录音中准确定位有效信号，避免了不准确定位所导致频响或失真分析结果与实际被测产品效果有偏差的问题产生。

附图说明

图1为采用现有方法时测试激励信号与响应信号的示意图，图中的测试激励信号未进行拼接处理，2所在范围为测试激励信号，1所在范围为有效信号，其中，横坐标为时间，纵坐标为幅值；

图2为本发明一种定位录音中有效信号的方法的流程图；

图3为采用本发明方法的测试信号拼接示意图；其中，横坐标为时间，纵坐标为幅值；

图4为采用本发明方法的响应信号的示意图，其中，3为前导音的信号包络，横坐标为时间，纵坐标为幅值。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图2，本发明一种定位录音中有效信号的方法，包括：

步骤S01，获取响应信号，对所述响应信号进行希尔伯特变换以得到解析信号；

其中，所述响应信号为被测产品播放测试信号的录音；所述测试信号为由前导音拼接在测试激励信号前构成的拼接信号；

步骤S02，基于所述解析信号，求解所述响应信号的原信号包洛，进而得到前导音的信号释放时间点；

步骤S03，基于所述前导音的信号释放时间点，计算前导音的结束时间，并将前导音的结束时间确定为响应信号中有效信号的起始时间。

本发明在进行声学测试前，对测试激励信号进行拼接处理，即在测试激励信号前拼接前导音构成本案的测试信号。所述拼接可利用音频拼接软件实现。所述测试激励信号可以是任何产品测试需要的信号，如扫频、噪声、人声、音乐等。拼接后，由被测产品播放该测试信号，此时音频测试端进行录音。音频测试端获取录音，即获取响应信号，按照步骤S01~步骤S03执行，定位响应信号内的有效信号，即定位录音中有效信号。本发明通过定位前导音的结束时间，即可确定响应信号中有效信号的起始时间，即使产品由于DSP处理或芯片运行速度导致播放或录音时有效信号开始的时间不稳定，前导音也出现延迟，但基于本发明定位算法只要定位到前导音的结束时间，就能准确定位录音中的有效信号。

所述前导音包括单频前导音和前导静音；所述单频前导音置于所述前导静音前（如图3）。所述单频前导音的频率根据被测产品所支持的频率和测试需求设定。所述单频前导音的时间根据被测产品所支持的时间长度和测试需求设定，例如，被测产品响应慢，需要将单频前导音设置长一些，以防止录音开始前导音已经播放完毕的情况发生。所述前导静音的时间根据被测产品所支持的时间长度和测试需求设定，例如，根据现场测试环境设定，如果是自由场，可以设置较短，如100ms，200ms等；如果在小箱体内测试，考虑混响时间，需要适当延长静音时间，避免对激励信号录取造成影响。

在步骤S01中，对所述响应信号进行希尔伯特变换，即一个连续时间信号

的希 尔伯特变换等于该信号与

信号的卷积。所述响应信号指在一定采集率下采集到的时间 信号。

其中，

为希尔伯特变换后得到原信号（即响应信号）的解析信号，

为时间常 数。

所述步骤S02具体包括：

步骤S21，对所述解析信号进行绝对值计算，以获得所述响应信号的原信号包洛；

步骤S22，基于所述原信号包洛，确定前导音所在包洛的信号冲击释放时间点，并将该信号冲击释放时间点确定为单频前导音的结束时间。信号从小变大时，为冲击attack；信号从大变小时，为释放release，所述信号冲击释放时间点为信号从大变小时的时间点。图4中将前导音所在包洛以3标识的粗线示出。

所述步骤S03具体包括：

步骤S31，对单频前导音的结束时间和前导静音时间进行求和计算，获得前导音的 结束时间；

，

为步骤S22确定的单频前导音的结 束时间，

为前导静音时间，

为前导音的结束时间。

步骤S32，将前导音的结束时间确定为响应信号中有效信号的起始时间。

结合图4，在确定前导音的结束时间后，即能确定响应信号中有效信号的起始时间。

本发明方法还包括步骤S04, 基于确定的有效信号的起始时间，从响应信号中提取有效信号，以进行声学测试。例如进行常规音频指标测试，音频指标包括频响/失真。本文所进行的声学测试为现有技术中通常进行的测试，在此不再赘述。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (9)

1.一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，包括：

步骤S01，获取响应信号，对所述响应信号进行希尔伯特变换以得到解析信号；

其中，所述响应信号为被测产品播放测试信号的录音；所述测试信号为由前导音拼接在测试激励信号前构成的拼接信号；

步骤S02，基于所述解析信号，求解所述响应信号的原信号包络，进而得到前导音的信号冲击释放时间点；

步骤S03，基于所述前导音的信号冲击释放时间点，计算前导音的结束时间，并将前导音的结束时间确定为响应信号中有效信号的起始时间。

2.根据权利要求1所述的一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，还包括步骤S04，基于确定的有效信号的起始时间，从响应信号中提取有效信号，以进行声学测试。

3.根据权利要求1所述的一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，所述前导音包括单频前导音和前导静音；所述单频前导音置于所述前导静音前。

4.根据权利要求3所述的一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，所述单频前导音的频率根据被测产品所支持的频率和测试需求设定。

5.根据权利要求3所述的一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，所述步骤S02具体包括：

步骤S21，对所述解析信号进行绝对值计算，以获得所述响应信号的原信号包络；

步骤S22，基于所述原信号包络，确定前导音所在包络的信号冲击释放时间点，并将该信号冲击释放时间点确定为单频前导音的结束时间。

6.根据权利要求5所述的一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，所述步骤S03具体包括：

步骤S31，对单频前导音的结束时间和前导静音时间进行求和计算，获得前导音的结束时间;

步骤S32，将前导音的结束时间确定为响应信号中有效信号的起始时间。

7.根据权利要求3或5所述的一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，所述前导静音的时间根据被测产品所支持的时间长度和测试需求设定。

8.根据权利要求3所述的一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，所述单频前导音的时间根据被测产品所支持的时间长度和测试需求设定。

9.根据权利要求1所述的一种定位录音中有效信号的方法，其特征在于，上述方法由音频测试端实现。

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