CN117119365A - 声学测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请主要是涉及声学测试方法及系统，声学测试方法包括：向声学器件输入第一测试信号；采集声学器件发出的对应于第一测试信号的第一声信号；对第一声信号进行主观评价，主观评价由测试人员佩戴降噪耳机完成，第一声信号作为降噪耳机的输入。本申请提供的声学测试方法，由于降噪耳机在回放第一声信号的过程中也会采集环境噪声，并通过降噪的方式抵消环境噪声，从而营造与听音房相同或者相似的效果，使得测试人员较少(甚至是不)受环境噪声的影响而听清第一声信号，进而在嘈杂场所完成主观评价，这样不仅无需在嘈杂场所建造听音房，也无需在主观测试场所与距离主观测试场所较远的听音房之间来回转运声学器件，从而降低测试成本，并提高测试效率。
Description
技术领域
本申请涉及声学测试的技术领域，具体是涉及声学测试方法及系统。
背景技术
随着电子设备的不断普及，电子设备已经成为人们日常生活中不可或缺的社交、娱乐工具，人们对于电子设备的要求也越来越高。以耳机这类电子设备为例，人们不仅会关注耳机的阻抗、灵敏度和频响范围等客观参数，还会关注解析力、现场感、低频下潜、层叠感和杂音异响等主观感受。因此，耳机在出厂之前需要进行各种测试，以期其声学表现力满足相应的设计要求。
发明内容
本申请实施例提供了一种声学测试方法，包括：向声学器件输入第一测试信号；采集声学器件发出的对应于第一测试信号的第一声信号；对第一声信号进行主观评价，主观评价由测试人员佩戴降噪耳机完成，第一声信号作为降噪耳机的输入。
在一些实施方式中，还包括：向声学器件输入第二测试信号；采集声学器件发出的对应于第二测试信号的第二声信号；对第二声信号进行客观评价。
在一些实施方式中，第一测试信号和第二测试信号不相同，向声学器件不同时输入第一测试信号和第二测试信号。
在一些实施方式中，第一测试信号为非标准测试信号，第二测试信号为标准测试信号。
在一些实施方式中，第一测试信号和第二测试信号为同一测试信号，第一声信号和第二声信号为同一声信号，对声信号进行客观评价和主观评价。
在一些实施方式中，测试信号为标准测试信号。
在一些实施方式中，向声学器件输入第一测试信号和第二测试信号的步骤之前，还包括：将声学器件置于一与外界环境声隔绝的测试箱内。
在一些实施方式中，客观评价的内容包括频率响应曲线、阻抗曲线、总谐波失真和异常音中的至少一种。
在一些实施方式中，主观评价和客观评价在同一场所进行。
本申请实施例还提供了一种声学测试系统，包括：信号源，用于向声学器件输入第一测试信号和第二测试信号；麦克风，用于采集声学器件发出的对应于第一测试信号的第一声信号和对应于第二测试信号的第二声信号；降噪耳机，用于对第一声信号进行主观评价，主观评价由测试人员佩戴降噪耳机完成，第一声信号作为降噪耳机的输入；分析仪，用于对第二声信号进行客观评价。
本申请的有益效果是：本申请提供的声学测试方法，即便主观测试在嘈杂场所进行，但降噪耳机在回放第一声信号的过程中也会采集环境噪声，并通过降噪的方式抵消环境噪声，从而营造与听音房相同或者相似的效果，以便于测试人员较少(甚至是不)受环境噪声的影响而听清降噪耳机回放的第一声信号，进而在嘈杂场所完成主观评价，这样不仅无需在嘈杂场所建造听音房，也无需在主观测试场所与距离主观测试场所较远的听音房之间来回转运声学器件，从而降低测试成本，并提高测试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1是本申请提供的声学测试方法一实施例的流程示意图；
图2是本申请提供的声学测试方法另一实施例的流程示意图；
图3是本申请提供的声学测试方法又一实施例的流程示意图；
图4是本申请提供的声学测试系统一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
本申请的发明人在长期的研发工作中发现：耳机的成品或者半成品(以下简称“声学器件”)需要进行各种声学指标的测试，不仅有利于判断零部件及其装配是否符合声学设计要求，继而把控成品品质，还有利于及时发现问题，继而指导产品优化。其中，声学测试一般分为客观测试和主观测试两大类，客观测试及评价主要是看声学器件的各种声学参数是否达标，主观测试及评价主要是看声学器件的声音是否好听以及是否存在杂音异响。进一步地，声学测试可以在生产车间的产线上完成，也可以在研发中心的实验室内完成，当然还可以在其他场所完成。其中，为了便于描述，本申请以声学测试在生产车间的产线上完成为例进行示例性的说明。然而，虽然两个测试过程是连在一起的，但是根据产线的实际条件一般会分为两种测试方法：第一种，声学器件在测试完声学客观指标后，转运至专门的听音房以进行主观听音测试，测试完成后，再转运回产线以进行下一步组装或者其他流水线操作；第二种，在产线上设置在线听音房，声学器件在在线听音房外面或者内部完成声学客观指标测试后，紧接着在在线听音房内进行主观听音测试。尽管两种方法都能够完成声学器件的声学测试，但是第一种测试方法需要声学器件来回转运，导致测试成本高，测试效率低；第二种测试方法不仅对在线听音房的要求较高，导致测试成本较高，还占用产线空间。除此之外，无论前述何种测试方式，一般来说需要至少两位测试人员配合完成，同样存在测试成本高、测试效率低的问题。为此，本申请提出了如下实施例，以降低测试成本，并提高测试效率。
参阅图1，图1是本申请提供的声学测试方法一实施例的流程示意图。其中，本实施例所述的声学测试方法可以包括：
步骤S101：向声学器件输入第一测试信号。
作为示例性地，第一测试信号既可以为根据测试需要选取的一段音频信号，也可以为对音频信号对应的电信号。其中，第一测试信号既可以为标准测试信号，也可以为非标准测试信号。进一步地，标准测试信号可以包括扫频信号、白噪音等；非标准测试信号可以包括歌曲、个性化音频等。具体而言，扫频信号可以指诸如正弦波信号的波形随时间周期性变化；白噪音可以指一段声音中的波长分量的功率谱密度在整个可听范围(1.7cm～17m)内都是均匀的。
进一步地，在步骤S101之前，还可以将声学器件置于一与外界环境(例如声学器件所在的产线)声隔绝的测试箱内。其中，测试箱可以被由吸音材料制成的吸声结构包裹，吸音材料对人耳可听范围(例如20Hz-20kHz)内的声音的平均吸声系数大于或者等于0.2，优选地大于或者大于0.5。如此，有利于降低环境噪声对后续声学测试的影响，进而增加声学测试的可靠性。
步骤S102：采集声学器件发出的对应于第一测试信号的第一声信号。
作为示例性地，向声学器件输入第一测试信号之后，也即开始声学测试之后，声学器件会发出对应于第一测试信号的第一声信号，类似于消费者使用耳机听歌。此时，可以通过单一麦克风或者多个麦克风组成的拾音阵列采集第一声信号，以便于对声学器件进行声学测试。进一步地，还可以对第一声信号进行降噪、功放等后处理，有利于降低环境噪声对后续声学测试的影响，进而增加声学测试的可靠性。
步骤S103：对第一声信号进行主观评价，主观评价由测试人员佩戴降噪耳机完成，第一声信号作为降噪耳机的输入。
作为示例性地，主观评价的内容可以包括解析力、现场感、低频下潜、层叠感和异响等主观感受中的至少一种。其中，解析力一般用于衡量声学器件对声音的还原能力，主要包括声音细节的信息量和清晰度。现场感一般用于衡量声学器件带给人的身临其境的感觉，让人感觉乐器声和人声从不同方位传过来。低频下潜一般指声学器件的低频表现能力，使之在听感上表现为对耳膜的一种“拍打感”。层次感一般指不同声音的层次分明，差别明显，例如乐器声和人声是清晰分开的。杂音异响一般用户衡量声学器件的零部件及其装配是否达标。进一步地，可以由测试人员佩戴降噪耳机对第一声信号进行主观评价，第一声信号作为降噪耳机的输入，也即由降噪耳机回放第一声信号。其中，降噪耳机可以是具有降噪功能的声学输出设备。在声音的传播上，降噪耳机既可以是气导式，也可以是骨导式，还可以是气导-骨导复合式。在佩戴上，降噪耳机既可以是入耳式，也可以是包耳式。此时，即便主观测试在嘈杂场所进行，但降噪耳机在回放第一声信号的过程中也会采集嘈杂场所的环境噪声，并通过降噪的方式抵消环境噪声，从而营造与听音房相同或者相似的效果，以便于测试人员较少(甚至是不)受环境噪声的影响而听清降噪耳机回放的第一声信号，进而在嘈杂场所完成主观评价。如此，本申请不仅无需在嘈杂场所建造听音房，也无需在主观测试场所(也即进行主观测试的场所)与距离主观测试场所较远的听音房之间来回转运声学器件，从而降低测试成本，并提高测试效率。
进一步地，本实施例所述的声学测试方法可以包括：
步骤S104：向所述声学器件输入第二测试信号。
作为示例性地，第二测试信号既可以为根据测试需要选取的一段音频信号，也可以为对音频信号对应的电信号。其中，第二测试信号可以为扫频信号、白噪音等标准测试信号中的任意一种。
步骤S105：采集所述声学器件发出的对应于所述第二测试信号的第二声信号。
作为示例性地，向声学器件输入第二测试信号之后，也即开始声学测试之后，声学器件会发出对应于第二测试信号的第二声信号，类似于消费者使用耳机听歌。此时，可以通过单一麦克风或者多个麦克风组成的拾音阵列采集第二声信号，以便于对声学器件进行声学测试。进一步地，还可以对第二声信号进行降噪、功放等后处理，有利于降低环境噪声对后续声学测试的影响，进而增加声学测试的可靠性。
步骤S106：对所述第二声信号进行客观评价。
作为示例性地，客观评价的内容可以包括电声参数。其中，电声参数可以包括频率响应曲线、阻抗曲线、总谐波失真和异常音等客观指标中的至少一种。具体而言，频率响应曲线一般指增益随频率变化的曲线，理想的频率响应曲线应当是平直的，也即声音信号通过音响设备或载体(记录声音信号的物体)后不产生失真。阻抗曲线一般指电阻随频率变化的曲线，其大小在一定程度上反映了声学器件中线圈或者磁体等推动的难易程度，因此阻抗越小，相应的驱动电压越小。总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)一般指输出信号比输入信号多出的谐波成分，它是系统不完全线性造成的，其数值(一般看频率在1kHz处的)越小，意味着品质越高。异常音(Rub&Buzz)一般用于衡量高阶的谐波失真。进一步地，可以由测试人员根据分析仪上的相关曲线对第二声信号进行客观评价，也可以借助相应的分析仪对第二声信号进行客观评价，例如将第二声信号与第二测试信号进行比对，并判断两者在各个频点或者频段的差异大小。
进一步地，本申请对声学器件的主观评价和客观评价可以在同一场所(例如产线上的同一工位，再例如实验室内的同一座位)进行，以减少在不同场所之间转运声学器件的频次，从而提高测试效率。
需要说明的是：本实施例中，步骤S101至步骤S106等的先后顺序可以根据实际的测试过程中进行适应性的调整，例如先进行客观评价再进行主观评价，再例如先进行主观评价再进行客观评价，又例如同步进行客观评价和主观评价。当然，在其他一些实施例中，也可以仅进行主观测试。
参阅图2，图2是本申请提供的声学测试方法另一实施例的流程示意图。其中，本实施例所述的声学测试方法可以包括：
步骤S201：向声学器件不同时地输入不相同的第一测试信号和第二测试信号。
作为示例性地，第一测试信号可以为测试人员选取的歌曲这类非标准测试信号，第二测试信号可以为扫频信号或者白噪音等标准测试信号中的任意一种。其中，在先进行主观评价再进行客观评价的实施方式中，步骤S201可以先向声学器件输入第一测试信号再输入第二测试信号；而在先进行客观评价再进行主观评价的实施方式中，步骤S201可以先向声学器件输入第二测试信号再输入第一测试信号。
类似地，在步骤S201之前，还可以将声学器件置于一与外界环境(例如声学器件所在的产线)声隔绝的测试箱内。如此，有利于降低环境噪声对后续声学测试的影响，进而增加声学测试的可靠性。
步骤S202：采集声学器件发出的对应于第一测试信号的第一声信号和对应于第二测试信号的第二声信号。
作为示例性地，可以通过单一麦克风或者多个麦克风组成的拾音阵列采集第一声信号和第二声信号，以便于对声学器件进行声学测试。进一步地，还可以对第一声信号和第二声信号进行降噪、功放等后处理，有利于降低环境噪声对后续声学测试的影响，进而增加声学测试的可靠性。
步骤S203：对第一声信号和第二声信号分别进行主观评价和客观评价，主观评价由测试人员佩戴降噪耳机完成，第一声信号作为降噪耳机的输入。
作为示例性地，可以由测试人员根据分析仪上的相关曲线对第二声信号进行客观评价，也可以借助相应的分析仪对第二声信号进行客观评价，例如将第二声信号与第二测试信号进行比对，并判断两者在各个频点或者频段的差异大小。进一步地，可以由测试人员佩戴降噪耳机对第一声信号进行主观评价，第一声信号作为降噪耳机的输入，也即由降噪耳机回放第一声信号。此时，即便主观测试在诸如产线的嘈杂场所进行，但降噪耳机在回放第一声信号的过程中也会采集环境噪声，并通过降噪的方式抵消环境噪声，从而营造与听音房相同或者相似的效果，以便于测试人员较少(甚至是不)受环境噪声的影响而听清降噪耳机回放的第一声信号，进而在嘈杂场所完成主观评价。如此，本申请不仅无需在嘈杂场所建造听音房，也无需在主观测试场所与距离主观测试场所较远的听音房之间来回转运声学器件，从而降低测试成本，并提高测试效率。
进一步地，本实施例中，客观测试和主观测试可以不同时地进行，例如先进行客观测试再进行主观测试，以在兼顾测试效率的同时，使得客观测试和主观测试有条不紊地进行。其中，测试人员可以在客观测试不通过时不进行主观测试，同样可以节省测试成本。
参阅图3，图3是本申请提供的声学测试方法又一实施例的流程示意图。其中，本申请所述的声学测试方法：
步骤S301：向声学器件输入测试信号。
作为示例性地，测试信号可以为扫频信号或者白噪音等标准测试信号中的任意一种。
类似地，在步骤S301之前，还可以将声学器件置于一与外界环境(例如声学器件所在的产线)声隔绝的测试箱内。如此，有利于降低环境噪声对后续声学测试的影响，进而增加声学测试的可靠性。
步骤S302：采集声学器件发出的对应于测试信号的声信号。
作为示例性地，可以通过单一麦克风或者多个麦克风组成的拾音阵列采集声信号，以便于对声学器件进行声学测试。进一步地，还可以对声信号进行降噪、功放等后处理，有利于降低环境噪声对后续声学测试的影响，进而增加声学测试的可靠性。
步骤S303：对声信号进行客观评价和主观评价，主观评价由测试人员佩戴降噪耳机完成，声信号作为降噪耳机的输入。
作为示例性地，可以由测试人员根据分析仪上的相关曲线对声信号进行客观评价，也可以借助相应的分析仪对声信号进行客观评价，例如将声信号与测试信号进行比对，并判断两者在各个频点或者频段的差异大小。进一步地，可以由测试人员佩戴降噪耳机对声信号进行主观评价，声信号作为降噪耳机的输入，也即由降噪耳机回放声信号。此时，即便主观测试在诸如产线的嘈杂场所进行，但降噪耳机在回放声信号的过程中也会采集环境噪声，并通过降噪的方式抵消环境噪声，从而营造与听音房相同或者相似的效果，以便于测试人员较少(甚至是不)受环境噪声的影响而听清降噪耳机回放的第一声信号，进而在嘈杂场所完成主观评价。如此，本申请不仅无需在嘈杂场所建造听音房，也无需在主观测试场所与距离主观测试场所较远的听音房之间来回转运声学器件，从而降低测试成本，并提高测试效率。
进一步地，本实施例中，对声学器件进行客观评价的第一测试信号和对声学器件进行主观评价的第二测试信号可以为同一测试信号，对应于第一测试信号的第一声信号和对应于第二测试信号的第二声信号随即也可以为同一声信号，以允许客观测试和主观测试同步进行，例如分析仪进行客观评价的过程中由测试人员佩戴降噪耳机同步进行主观评价，以极大地提高测试效率。
参阅图4，图4是本申请提供的声学测试系统一实施例的结构示意图。其中，本实施例所述的声学测试系统400可以包括信号源401、麦克风402、分析仪403和降噪耳机404，分析仪403和降噪耳机404可以分别与麦克风402耦接。
作为示例性地，信号源401可以为扫频信号、白噪音等标准测试信号生成器，并用于向声学器件输入第一测试信号和第二测试信号。麦克风402可以为单一麦克风或者多个麦克风组成的拾音阵列，并用于采集声学器件发出的对应于第一测试信号的第一声信号和对应于第二测试信号的第二声信号。分析仪403可以为失真分析仪，并可以用于对第二声信号进行客观评价。降噪耳机404可以为具有降噪功能的声学输出设备，并用于对第一声信号进行主观评价。其中，主观评价由测试人员佩戴降噪耳机完成，第一声信号作为降噪耳机的输入。
进一步地，声学测试系统400还可以包括用于放置声学器件的测试箱405，测试箱405可以被由吸音材料制成的吸声结构包裹，以使得声学器件与外界环境(例如声学器件所在的产线)声隔绝。其中，吸音材料对人耳可听范围(例如20Hz-20kHz)内的声音的平均吸声系数大于或者等于0.2，优选地大于或者大于0.5。进一步地，麦克风402既可以设置在测试箱405内，也可以设置在测试箱405外并经由测试箱405上诸如通孔的声通道与测试箱405内连通。
以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种声学测试方法，其特征在于，包括：
向声学器件输入第一测试信号；
采集所述声学器件发出的对应于所述第一测试信号的第一声信号；
对所述第一声信号进行主观评价，所述主观评价由测试人员佩戴降噪耳机完成，所述第一声信号作为所述降噪耳机的输入。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
向所述声学器件输入第二测试信号；
采集所述声学器件发出的对应于所述第二测试信号的第二声信号；
对所述第二声信号进行客观评价。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一测试信号和所述第二测试信号不相同，向所述声学器件不同时地输入所述第一测试信号和所述第二测试信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一测试信号为非标准测试信号，所述第二测试信号为标准测试信号。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一测试信号和所述第二测试信号为同一测试信号，所述第一声信号和所述第二声信号为同一声信号，对所述声信号进行所述客观评价和所述主观评价。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述测试信号为标准测试信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向声学器件输入第一测试信号的步骤之前，还包括：
将所述声学器件置于一与外界环境声隔绝的测试箱内。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述客观评价的内容包括电声参数。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主观评价和所述客观评价在同一场所进行。
10.一种声学测试系统，其特征在于，包括：
信号源，用于向声学器件输入第一测试信号和第二测试信号；
麦克风，用于采集所述声学器件发出的对应于所述第一测试信号的第一声信号和对应于所述第二测试信号的第二声信号；
降噪耳机，用于对所述第一声信号进行主观评价，所述主观评价由测试人员佩戴所述降噪耳机完成，所述第一声信号作为所述降噪耳机的输入；
分析仪，用于对所述第二声信号进行客观评价。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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