CN104333752B - 进行音频质量诊断的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了进行音频质量诊断的方法及装置，其中，该方法包括：获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频；采集播放的音频，表示为测试音频；计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值；判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。本发明方案能够实现自动智能地对音频质量进行诊断。
Description
技术领域
本发明涉及音频处理技术，尤其涉及进行音频质量诊断的方法及装置。
背景技术
待诊断设备中的音频装置在使用过程中，由于老化、电磁干扰、以及一些人为因素等原因，导致音频装置不能正常运行。下面具体以视频监控***中的待诊断设备为例进行说明，该待诊断设备具体为网络摄像机(IPC，IP Camera)、数字硬盘录像机(DVR，DigitalVideo Recorder)等。
在视频监控***中，待诊断设备采集声音信号，基于采集得到的音频进行声音监控。监控时，监控人员通过收听采集的音频信号，以实现对相应场景的声音监控；然而，在使用过程中，由于多种因素，导致待诊断设备中的音频装置不能正常运行。现有方案中，采用人工方式诊断待诊断设备是否出现故障，具体地，工作人员对采集的音频信号进行监听，如果出现异常，再确定故障，然后进一步对待诊断设备进行维护处理。但实际应用中，工作人员通常不能一直监听声音，无法及时发现待诊断设备存在的问题，进而无法达到监控的目的。
可见，现有采用人工检测进行诊断的方式，不仅费时费力，而且效果不佳，在大***中几乎是不可能实现的。
发明内容
本发明提供了一种进行音频质量诊断的方法，该方法能够实现自动智能地对音频质量进行诊断。
本发明提供了一种进行音频质量诊断的装置，该装置能够实现自动智能地对音频质量进行诊断。
一种进行音频质量诊断的方法，该方法包括：
获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频；
采集播放的音频，表示为测试音频；
计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值；
判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。
一种进行音频质量诊断的装置，该装置包括源音频获取及播放启动模块、音频采集模块、相关计算模块和判断模块；
所述源音频获取及播放启动模块，获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频，向所述音频采集模块发送采集指令；
所述音频采集模块，接收所述源音频获取及播放模块发送的采集指令，采集播放的音频，表示为测试音频，将测试音频发送给所述相关计算模块；
所述相关计算模块，计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值，将相关值发送给所述判断模块；
所述判断模块，判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。
从上述方案可以看出，本发明中，获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频；采集播放的音频，表示为测试音频；计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值；判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。本发明由待诊断设备对自身播放的音频进行采集，得到测试音频，再进一步根据源音频和测试音频的相关性确定待诊断设备的音频功能是否存在故障；从而，实现了自动智能地对音频质量进行诊断，无需工作人员一直进行监听，节省了人力，也提高了诊断的准确性和效率。
附图说明
图1为本发明进行音频质量诊断的方法示意性流程图；
图2为本发明进行音频质量诊断的方法流程图实例；
图3为本发明进行音频质量诊断的装置结构示意图；
图4为本发明进行音频质量诊断的装置结构示意图实例。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
现有的音频质量诊断方案中，采用人工方式诊断待诊断设备是否出现故障，由工作人员对采集的音频信号进行监听，但实际应用中，工作人员通常不能一直监听声音，无法及时发现待诊断设备存在的问题，进而无法达到监控的目的。
为了解决该技术问题，本发明由待诊断设备获取源音频，对自身播放的音频进行采集，得到测试音频，再进一步根据源音频和测试音频的相关性确定待诊断设备的音频功能是否存在故障；从而，实现了自动智能地对音频质量进行诊断。
参见图1，为本发明进行音频质量诊断的方法示意性流程图，其包括以下步骤：
步骤101，获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频。
源音频用于诊断设备音频质量，为基准音频。待诊断设备通过自身的播放模块播放源音频。
步骤102，采集播放的音频，表示为测试音频。
待诊断设备对自身播放的音频进行采集，具体地，可通过自身携带的麦克风等设备进行音频采集。
步骤103，计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值。
获知源音频和测试音频后，对源音频和和测试音频相关性的计算，可采用多种方法实现。下面进行实例说明：
方式一、将源音频的数据与测试音频的数据进行相乘，将得到的值作为相关值。
对于包含众多采样点的情形，可采用如下公式计算得到：
其中，cox为相关值，sm(n)表示源音频的第m帧、第n个采样点的数据；tm(n)表示测试音频的第m帧、第n个采样点的数据，N表示每帧有N个采样点。
方式二、将源音频的数据与测试音频的数据进行相乘，得到相乘值；并计算归一化值，将相乘值与归一化值进行相除，将得到的相除值作为相关值。
具体地，可采用如下的公式进行计算：
其中，sm(n)表示源音频的第m帧、第n个采样点的数据；tm(n)表示测试音频的第m帧、第n个采样点的数据；M表示源音频与测试音频总共有M帧，N表示每帧有N个采样点。
步骤104，判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。
相关阈值可根据需要设定。如果判断出相关值大于相关阈值，表明源音频与测试音频的相关度很高，确定待诊断设备正常；如果判断出相关值不大于相关阈值，表明源音频和测试音频的相关度较低，确定待诊断设备故障。
确定故障后，可发出故障报警信号，例如在显示界面弹出提醒框，或者，发出报警的声音信号。故障原因有多种，如电磁干扰、接头虚接、断开等因素；获知报警信号后，工作人员可及时对待诊断设备进行检测，作维护处理。
图1的音频质量诊断流程，可在需要的情形下随时触发。也可周期性地触发，周期值可根据需要设定，例如每5天诊断一次；相应地，步骤101所述获取源音频包括：周期性地获取源音频。
图1的音频质量诊断流程可在待诊断设备侧完成，也可由待诊断设备和终端计算设备共同完成。下面分别进行说明。
针对在待诊断设备侧完成的情形：
待诊断设备内存储源音频，在触发诊断时获取存储的源音频，进行播放；待诊断设备采集播放的音频，表示为测试音频，并计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值；判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。
针对由待诊断设备和终端计算设备共同完成的情形：
由终端计算设备对源音频进行编码，将编码后的源音频通过网络传输给待诊断设备；
待诊断设备获取源音频，对源音频进行解码，启动待诊断设备的播放模块播放源音频；
待诊断设备采集播放的音频，表示为测试音频，对测试音频进行编码，将编码后的测试音频发送给终端计算设备进行相关性计算。
本发明中，获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频；采集播放的音频，表示为测试音频；计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值；判断相关值不大于相关阈值时，则确定待诊断设备故障。本发明由待诊断设备对自身播放的音频进行采集，得到测试音频，再进一步根据源音频和测试音频的相关性确定待诊断设备的音频功能是否存在故障；从而，实现了自动智能地对音频质量进行诊断，无需工作人员一直进行监听，节省了人力，也提高了效率，有效地预防因声音采集、播放装置等环节故障而导致音频质量下降的问题。在设备发生问题后，可以及时处理，保证待诊断设备的正常运行。
下面通过图2的流程，对本发明进行音频质量诊断的方法进行实例说明，其包括以下步骤：
步骤201，终端计算设备对源音频进行编码，将编码后的源音频通过网络传输给待诊断设备。
所述终端计算设备具体如PC。
步骤202，待诊断设备获取源音频，对源音频进行解码，启动待诊断设备的播放模块播放源音频。
步骤203，待诊断设备采集播放的音频，表示为测试音频。
步骤204，待诊断设备对测试音频进行编码，将编码后的测试音频通过网络传输给终端计算设备。
具体地，可经IPC(或DVR)上的麦克风采集播放的音频信号，得到测试音频。
步骤205，终端计算设备通过网络接收待诊断设备传输的测试音频，进行解码。
步骤206，终端计算设备计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值。
本实例采用如下的公式进行计算归一化相关值：
步骤207，判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障，否则待诊断设备运行正常；否则确定待诊断设备正常运行。
本发明的音频质量诊断方案通过将原始音频经编码、传输、解码，在IPC(或DVR)设备上播放，经IPC(或DVR)上的麦克风采集播放的音频信号，得到测试音频；再通过计算原始音频与测试音频的归一化相关值，并与设置的阈值比较，判断是否设备是否正常。通过比较原始音频与测试音频的相关性，可以检测因拾音器接头虚接、电磁干扰等引起的拾音器声音无法采集问题、播放问题等因素，从而实现有效地进行音频质量的诊断。
参见图3，本发明进行音频质量诊断的装置，该装置包括源音频获取及播放启动模块、音频采集模块、相关计算模块和判断模块；
所述源音频获取及播放启动模块，获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频，向所述音频采集模块发送采集指令；
所述音频采集模块，接收所述源音频获取及播放模块发送的采集指令，采集播放的音频，表示为测试音频，将测试音频发送给所述相关计算模块；
所述相关计算模块，计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值，将相关值发送给所述判断模块；
所述判断模块，判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。
如果判断出相关值大于相关阈值，表明源音频与测试音频的相关度很高，确定待诊断设备正常；如果判断出相关值不大于相关阈值，表明源音频和测试音频的相关度较低，确定待诊断设备故障。确定故障后，可发出故障报警信号，例如在显示界面弹出提醒框，或者，发出报警的声音信号。故障原因有多种，如电磁干扰、接头虚接、断开等因素；获知报警信号后，工作人员可及时对待诊断设备进行检测，作维护处理。
本实例的待诊断设备具体为IPC、DVR等。
音频质量诊断流程可在待诊断设备侧完成，也可由待诊断设备和终端计算设备共同完成。针对在待诊断设备侧完成的情形：待诊断设备内存储源音频，在触发诊断时获取存储的源音频，进行播放；待诊断设备采集播放的音频，表示为测试音频，并计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值；判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。针对由待诊断设备和终端计算设备共同完成的情形：所述源音频获取及播放启动模块包括源音频发送子模块、源音频接收及播放启动子模块，所述源音频接收及播放启动子模块置于待诊断设备中，所述源音频发送子模块、相关计算模块和判断模块置于终端计算设备中，如图4所示的装置结构示意图；
所述源音频发送子模块，对源音频进行编码，将编码后的源音频通过网络传输给所述源音频接收及播放启动子模块；
所述源音频接收及播放启动子模块，接收源音频，对源音频进行解码，启动待诊断设备的播放模块播放解码后的源音频，向所述音频采集模块发送采集指令；
所述音频采集模块，采集播放的音频后，还对测试音频进行编码，将编码后的测试音频发送给所述相关计算模块；
所述相关计算模块，接收测试音频，先进行解码，再计算源音频和测试音频的相关性。
获知源音频和测试音频后，对源音频和和测试音频相关性的计算，可采用多种方法实现。较佳地，所述相关计算模块包括第一计算子模块或第二计算子模块；
所述第一计算子模块，将源音频的数据与测试音频的数据进行相乘，将得到的值作为相关值；
所述第二计算子模块，将源音频的数据与测试音频的数据进行相乘，得到相乘值；并计算归一化值，将相乘值与归一化值进行相除，将得到的相除值作为相关值。
较佳地，该装置还包括报警模块，置于终端计算设备中；所述判断模块，在判断出相关值不大于相关阈值时，向所述报警模块发送报警指令；
所述报警模块，接收来自所述判断模块的报警指令后，发出故障报警信号。
本发明方案可应用于需要对设备的音频功能进行诊断的各种情形，例如，用于监控***中对场景声音信息进行监听的设备。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种进行音频质量诊断的方法，应用于视频监控***中，所述视频监控***包括多个网络摄像机或者数字硬盘录像机，其特征在于，该方法包括：
待诊断设备获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频；
待诊断设备采集所述播放的音频，表示为测试音频；
计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值；
判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障，其中待诊断设备包含网络摄像机或者数字硬盘录像机。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取源音频包括：终端计算设备对源音频进行编码，将编码后的源音频传输给待诊断设备；
所述启动待诊断设备的播放模块播放源音频包括：对源音频进行解码，启动待诊断设备的播放模块播放解码后的源音频；
所述采集所述播放的音频之后，还包括：对测试音频进行编码，将编码后的测试音频发送给终端计算设备进行相关性计算。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算源音频和测试音频的相关性包括：
将源音频的数据与测试音频的数据进行相乘，将得到的值作为相关值；或者；
将源音频的数据与测试音频的数据进行相乘，得到相乘值；并计算归一化值，将相乘值与归一化值进行相除，将得到的相除值作为相关值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算源音频和测试音频的相关性采用下述公式计算得到：
<mrow>
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<mi>x</mi>
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<mi>M</mi>
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<mo>&Sigma;</mo>
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<mi>n</mi>
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<mo>*</mo>
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<mi>t</mi>
<mi>m</mi>
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<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
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<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mi>N</mi>
</msubsup>
<msubsup>
<mi>s</mi>
<mi>m</mi>
<mn>2</mn>
</msubsup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
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<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
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<mi>N</mi>
</msubsup>
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<mi>t</mi>
<mi>m</mi>
<mn>2</mn>
</msubsup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</msqrt>
</mfrac>
</mrow>
其中，cox表示相关值，sm(n)表示源音频的第m帧、第n个采样点的数据；tm(n)表示测试音频的第m帧、第n个采样点的数据；M表示源音频与测试音频总共有M帧，N表示每帧有N个采样点。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述确定待诊断设备故障之后，该方法还包括：发出故障报警信号。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取源音频包括：周期性地获取源音频。
7.一种进行音频质量诊断的装置，应用于视频监控***中，所述视频监控***包括多个网络摄像机或者数字硬盘录像机，其特征在于，该装置包括源音频获取及播放启动模块、音频采集模块、相关计算模块和判断模块；
所述源音频获取及播放启动模块，获取源音频，启动待诊断设备的播放模块播放源音频，向所述音频采集模块发送采集指令，其中待诊断设备包含网络摄像机或者数字硬盘录像机；
所述音频采集模块，接收所述源音频获取及播放启动模块发送的采集指令，采集所述播放的音频，表示为测试音频，将测试音频发送给所述相关计算模块；
所述相关计算模块，计算源音频和测试音频的相关性，得到相关值，将相关值发送给所述判断模块；
所述判断模块，判断相关值是否大于相关阈值，如果不是，则确定待诊断设备故障。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述源音频获取及播放启动模块包括源音频发送子模块、源音频接收及播放启动子模块，所述源音频接收及播放启动子模块置于待诊断设备中，所述源音频发送子模块、相关计算模块和判断模块置于终端计算设备中；
所述源音频发送子模块，对源音频进行编码，将编码后的源音频通过网络传输给所述源音频接收及播放启动子模块；
所述源音频接收及播放启动子模块，接收源音频，对源音频进行解码，启动待诊断设备的播放模块播放解码后的源音频，向所述音频采集模块发送采集指令；
所述音频采集模块，采集所述播放的音频后，还对测试音频进行编码，将编码后的测试音频发送给所述相关计算模块；
所述相关计算模块，接收测试音频，先进行解码，再计算源音频和测试音频的相关性。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述相关计算模块包括第一计算子模块或第二计算子模块；
所述第一计算子模块，将源音频的数据与测试音频的数据进行相乘，将得到的值作为相关值；
所述第二计算子模块，将源音频的数据与测试音频的数据进行相乘，得到相乘值；并计算归一化值，将相乘值与归一化值进行相除，将得到的相除值作为相关值。
10.如权利要求7、8或9所述的装置，其特征在于，该装置还包括报警模块，置于终端计算设备中；所述判断模块，在判断出相关值不大于相关阈值时，向所述报警模块发送报警指令；
所述报警模块，接收来自所述判断模块的报警指令后，发出故障报警信号。
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