CN110858950A - 音响设备测试方法、音响测试设备及音响设备 - Google Patents
音响设备测试方法、音响测试设备及音响设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种音响设备测试方法、音响测试设备及音响设备,其中该音响设备包括:主控***、音响***以及拾音阵列,所述拾音阵列包括麦克风;所述方法包括:通过所述主控***向所述音响***输出扫频信号;所述音响***将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;通过所述麦克风采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***;所述主控***接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标。所得指标是音响***、麦克风两个部件共同作用的结果,两个部件的测试一次完成,且整个过程无需额外的设备投入,降低了检测成本,工艺简单,效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及声音信号处理技术领域,特别是涉及一种音响设备测试方法、一种音响设备以及一种音响测试设备。
背景技术
随着信息技术的发展,智能音箱类产品应运而生并呈现越来越流行的趋势。
在现有技术中,智能音箱类产品的生产过程中,其拾音阵列的指标(麦克风的灵敏度、相位一致性等)和扬声器的指标(频响、失真等)通常是用不同的设备独立检测的。
如图1的麦克风测试示意图所示,对麦克风的测试过程如下:计算机控制声卡发出20~20KHz的扫频电信号,并由人工嘴转换为声信号。待测麦克风将接收到的声信号转换为电信号,经测量放大器放大后传给声卡,声卡将该电信号转换为数字信号传给计算机。计算机根据其发出和收到的信号能计算出待测麦克风的灵敏度、频响等指标。
如图2的扬声器测试示意图所示,对音响***的测试过程如下:计算机控制声卡发出20~20KHz的扫频电信号,该信号经待测音响***放大并转化为声信号。仿真耳将待测音响***发出的声信号转换为电信号,经测量放大器放大后传给声卡,声卡将该电信号转换为数字信号传给计算机。计算机根据其发出和收到的信号能计算出待测音响***的频响、失真等指标。
上述对麦克风以及扬声器的测试采用不同设备独立测试,工序复杂,效率低下。
发明内容
本发明提供一种音响设备测试方法和相应的一种音响设备以及一种音响测试设备,以解决现有的对麦克风以及音响***的测试采用不同设备独立测试,工序复杂,效率低下的问题。
为了解决上述问题,本发明公开了一种音响设备测试方法,所述音响设备包括:主控***、音响***以及拾音阵列,其中,所述拾音阵列包括麦克风;
所述方法包括:
通过所述主控***向所述音响***输出扫频信号;
所述音响***将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
通过所述麦克风采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***;
所述主控***接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标。
可选地,所述拾音阵列还包括数字信号处理单元,所述方法还包括:
在所述麦克风将所述声信号转换为电信号以后,将所述数字信号处理单元设置为关闭状态。
可选地,所述扫频信号的头部包括同步信号,所述同步信号包括第一指定时长的非静音信号以及第二指定时长的静音信号;
所述将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标,包括:
根据所述同步信号,确定所述电声指标。
可选地,所述电声指标包括***时延,所述根据所述同步信号,确定所述电声指标,包括:
确定所述主控***发出所述非静音信号的时间,记作T1;
确定所述麦克风采集到所述非静音信号的时间,记作T2;
计算所述T2与所述T1的差值,作为所述***时延。
可选地,所述电声指标包括***信噪比,所述根据所述同步信号,确定所述电声指标,包括:获取所述麦克风根据所述非静音信号确定的信号幅度,记作V;
确定所述主控***发出所述静音信号后,麦克风检测到的底噪信号的幅度,记作V0;
根据所述V以及V0,确定***信噪比。
本发明还公开了一种音响设备,所述音响设备包括:主控***、音响***以及拾音阵列,其中,所述拾音阵列包括麦克风;
所述主控***,用于向所述音响***输出扫频信号,以及,接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标;
所述音响***,用于将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
所述麦克风,用于采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***。
本发明还公开了一种音响测试设备,所述音响测试设备包括屏蔽箱、设置在所述屏蔽箱内的待测音响设备以及设置在所述屏蔽箱底部的扩散器,其中,所述待测音响设备设置在所述扩散器上方;
所述待测音响设备包括:主控***、音响***以及拾音阵列,其中,所述拾音阵列包括麦克风;
所述主控***,用于向所述音响***输出扫频信号,以及,接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标;
所述音响***,用于将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
所述扩散器,用于将所述音响***播放的声信号向四周均匀扩散;
所述麦克风,用于采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***。
可选地,所述屏蔽箱包括内壁为圆形的筒状声学屏蔽箱。
可选地,所述扩散器为锥形扩散器。
与现有技术相比,本发明包括以下优点:
在本发明实施例中,借助智能音响设备自身的设施实现电声指标的闭环检测,通过主控***向音响***输出扫频信号,音响***将接收到的扫频信号转换为声信号并播放该声信号,麦克风采集到音响***播放的声信号以后,将采集到的声信号转换为电信号输出至所述主控***,由主控***将发出的扫频信号与接收到的电信号进行比较,确定电声指标。所得指标是音响***、麦克风两个部件共同作用的结果,两个部件的测试一次完成,且整个过程无需额外的设备投入,降低了检测成本,工艺简单,效率较高。
同时,由于本发明是借助智能音响设备自身的设施实现电声指标的闭环检测,检测过程可以随着生产数量的累积不断提高检测的精度。
附图说明
图1是本发明背景技术中的麦克风测试示意图;
图2是本发明背景技术中的音响***测试示意图;
图3是本发明实施例的一种音响设备测试方法实施例的步骤流程图;
图4是本发明实施例的一种音响设备测试方法实施例中的音响设备结构示意图;
图5是本发明实施例的一种音响设备测试方法实施例中的扫频信号示意图;
图6是本发明实施例的一种音响设备测试方法实施例中的频响曲线示意图;
图7是本发明实施例的一种音响测试设备的正视剖面图;
图8是本发明实施例的一种音响测试设备的俯视图;
图9是本发明实施例的一种音响设备实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图3,示出了本发明实施例的一种音响设备测试方法实施例的步骤流程图。其中,如图4的音响设备结构示意图所示,所述音响设备可以包括:主控***402、音响***403以及拾音阵列401。
进一步地,如图4所示,所述拾音阵列401可以包括N个麦克风以及一数字信号处理单元DSP;所述音响***403可以包括功率放大器(简称功放)、扬声器等。
基于图4的音响设备的结构,本发明实施例具体可以包括如下步骤:
步骤301,通过所述主控***向所述音响***输出扫频信号;
在本发明实施例中,可以通过主控***向外发出扫频信号。
在具体实现中,该扫频信号可以为一组音频测试序列,该音频测试序列可以包括从20Hz至20KHz间若干个频率的音频信号。
在本发明实施例的一种可选实施例中,上述扫频信号的头部可以包括同步信号,该同步信号是一段用于进行信号同步的标识,便于后续的接收***确定测试是何时开始的,防止丢失部分频率的信号。
具体的,如图5的扫频信号示意图所示,该扫频信号可以包括同步信号和音频测试序列。其中,同步信号的频率的选取,可以遵循这样的原则:处于绝大部分音频***能正常工作、指标较好的频段内,且不是正常的音频测试序列中的频点。例如,可以可选在1KHz附近选取同步信号。
例如,在图5中,同步信号(即图5中的同步头)的频率可以为1020Hz,音频测试序列可以由20Hz至20KHz间若干个频率的音频信号组成。
在一种实施方式中,该同步信号可以包括第一指定时长的非静音信号以及第二指定时长的静音信号。其中,第一指定时长以及第二指定时长可以根据实际需求确定,其可以设置为大于音频测试序列中每个频率的信号的持续时长,本发明对此不作限定。例如,如图5所示,音频测试序列中每个频率的信号持续1秒钟,则该同步信号可以包括频率为1020Hz持续2秒的非静音信号和持续2秒的静音信号。
步骤302,所述音响***将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
主控***将扫频信号输出至音响***,经由功放、扬声器将扫频信号转换为声信号并播放出去。
步骤303,通过所述麦克风采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***;
声信号被麦克风采集后可以转换为电信号,在具体实现中,为了向主控***输出原始的电信号,以提高主控***输出的电声指标的准确率,本发明实施例可以将DSP设置为关闭状态,即关闭DSP的降噪、去混响等功能,以保证将原始信号输入给主控***。
步骤304,所述主控***接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标。
主控***接收到麦克风发送的电信号以后,可以将该电信号与发出的扫频信号进行比对,计算电声指标。
作为一种示例,该电声指标可以包括但不限于音响设备的频响、失真、灵敏度等指标。
在一种实施方式中,该电声指标还可以包括***时延、***信噪比等信息,根据上述同步信号,可以确定***时延、***信噪比等信息。
在本发明实施例的一种可选实施例中,可以采用如下方式确定***时延:
确定所述主控***发出所述非静音信号的时间,记作T1;确定所述麦克风采集到所述非静音信号的时间,记作T2;计算所述T2与所述T1的差值,作为所述***时延。
在本发明实施例的一种可选实施例中,可以采用如下方式确定***信噪比:
获取所述麦克风根据所述非静音信号确定的信号幅度,记作V;确定所述主控***发出所述静音信号后,麦克风检测到的底噪信号的幅度,记作V0;根据所述V以及V0,确定***信噪比。
其中,底噪信号是指背景噪声的信号,由于主控***发出的是静音信号,即***静默,此时麦克风只能检测到底噪信号。
在具体实现中,主控***开始对音响设备进行测试时,首先发送1020Hz的非静音信号,并记录时间为T1,麦克风检测到扬声器发出的1020Hz的同步信号时,记录时间为T2,获取麦克风转换成的电信号的信号幅度记录为V,随后主控***静默第二指定时长(即发送第二指定时长的静音信号),此时扬声器也静默第二指定时长,则麦克风检测到的是底噪信号,即背景噪声的信号,可以获取麦克风检测到的底噪信号的幅度,记录为V0。则***时延为T2-T1;***信噪比为:20log10(V/V0)。
在本发明实施例中,利用同步信号来标定***延时,然后启动真正的测试序列,同时还能利用同步信号测试出***信噪比等指标,避免因***延时、器件参数的个体差异等因素,导致主控***控制扬声器发声,到麦克风收到信号之间的延时存在不确定性、波动等情况。
在具体实现中,当主控***发送完同步信号以后,则可以开始发送正式的音频测试序列,记录下针对音频测试序列中每个频点麦克风输出的电平,可以生成***的频响曲线。例如,以6个麦克风的拾音阵列为例,得到对应的6条频响曲线可以如图6所示,从图6可以看出,每个麦克风对应的频响曲线都是比较稳定的。
在一种实施方式中,当主控***经过测试获得电声指标以后,可以将电声指标发送至服务器,由服务器进行保存和统一管理。本发明实施例的服务器仅用来和智能音响设备交互,采集测试结果等,并不参与测试过程。
在本发明实施例中,借助智能音响设备自身的设施实现电声指标的闭环检测,通过主控***向音响***输出扫频信号,音响***将接收到的扫频信号转换为声信号并播放该声信号,麦克风采集到音响***播放的声信号以后,将采集到的声信号转换为电信号输出至所述主控***,由主控***将发出的扫频信号与接收到的电信号进行比较,确定电声指标。本发明实施例将麦克风以及扬声器作为一个整体进行测试,无需独立测试,则所得指标是音响***、麦克风两个部件共同作用的结果,两个部件的测试一次完成,且整个过程无需额外的设备投入,降低了检测成本,工艺简单,效率较高。
同时,由于本发明是借助智能音响设备自身的设施实现电声指标的闭环检测,检测过程可以随着生产数量的累积不断提高检测的精度。
对于前述的方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于可选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
参考图7示出了本发明实施例的一种音响测试设备的正视剖面图,以及,参考图8示出了本发明实施例的一种音响测试设备的俯视图,该音响测试设备可以包括屏蔽箱701、设置在所述屏蔽箱内的待测音响设备702以及设置在所述屏蔽箱底部的扩散器703,其中,所述待测音响设备702设置在所述扩散器703上方。
所述待测音响设备702进一步可以包括:主控***(图中未示出)、音响***7021以及拾音阵列7022,其中,所述拾音阵列7022可以包括麦克风(如图8所示的7023);
所述主控***,用于向所述音响***输出扫频信号,以及,接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标;
所述音响***7021,用于将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
所述扩散器703,用于将所述音响***播放的声信号向四周均匀扩散;
所述麦克风7022,用于采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***。
在一种实施方式中,屏蔽箱701可以包括内壁为圆形的筒状声学屏蔽箱。
进一步的,该扩散器703可以为锥形扩散器。
在具体实现中,由于拾音阵列上有多个麦克风(通常为4~6个,中心对称摆放),为了确保测试结果的一致性、准确性,需要保障到达每个麦克风的声音是相同的(响度、相位等),对此,本发明实施例将待测音响设备放置在一屏蔽箱内,作为一种示例,该屏蔽箱可以包括内壁为圆形的筒状声学屏蔽箱。
在本发明实施例中,在屏蔽箱的底部中心位置可以设置一扩散器,可选地,该扩散器可以为锥形扩散器。在本发明实施例中,将音响设备可以设置在扩散器上方,结合屏蔽箱中心对称的特点,使音响设备发出的声音,通过扩散器703向360度方向上均匀扩散,以减少声音混叠,增强到达麦克风处的能量,使得声音能无差别的到达每个麦克风。
参照图9,示出了本发明实施例的一种音响设备实施例的结构框图,所述音响设备9包括:主控***901、音响***902以及拾音阵列903,其中,所述拾音阵列903包括麦克风;
所述主控***901,用于向所述音响***输出扫频信号,以及,接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标;
所述音响***902,用于将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
所述麦克风,用于采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***。
在本发明实施例的一种可选实施例中,所述拾音阵列903还可以包括数字信号处理单元DSP,所述音响设备9还可以包括如下模块:
功能关闭模块,用于在所述麦克风将所述声信号转换为电信号以后,将所述DSP设置为关闭状态。
在本发明实施例的一种可选实施例中,所述扫频信号的头部包括同步信号,所述同步信号包括第一指定时长的非静音信号以及第二指定时长的静音信号;
所述主控***901还用于:
根据所述同步信号,确定所述电声指标。
在本发明实施例的一种可选实施例中,所述电声指标包括***时延,所述主控***901还用于:
确定所述主控***发出所述非静音信号的时间,记作T1;
确定所述麦克风采集到所述非静音信号的时间,记作T2;
计算所述T2与所述T1的差值,作为所述***时延。
在本发明实施例的一种可选实施例中,所述电声指标包括***信噪比,所述主控***901还用于:
获取所述麦克风根据所述非静音信号确定的信号幅度,记作V;
确定所述主控***发出所述静音信号后,麦克风检测到的底噪信号的幅度,记作V0;
根据所述V以及V0,确定***信噪比。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的音响设备测试方法、音响测试设备及音响设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种音响设备测试方法,其特征在于,所述音响设备包括:主控***、音响***以及拾音阵列,其中,所述拾音阵列包括麦克风;
所述方法包括:
通过所述主控***向所述音响***输出扫频信号;
所述音响***将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
通过所述麦克风采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***;
所述主控***接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述拾音阵列还包括数字信号处理单元,所述方法还包括:
在所述麦克风将所述声信号转换为电信号以后,将所述数字信号处理单元设置为关闭状态。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述扫频信号的头部包括同步信号,所述同步信号包括第一指定时长的非静音信号以及第二指定时长的静音信号;
所述将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标,包括:
根据所述同步信号,确定所述电声指标。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述电声指标包括***时延,所述根据所述同步信号,确定所述电声指标,包括:
确定所述主控***发出所述非静音信号的时间,记作T1;
确定所述麦克风采集到所述非静音信号的时间,记作T2;
计算所述T2与所述T1的差值,作为所述***时延。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述电声指标包括***信噪比,所述根据所述同步信号,确定所述电声指标,包括:获取所述麦克风根据所述非静音信号确定的信号幅度,记作V;
确定所述主控***发出所述静音信号后,麦克风检测到的底噪信号的幅度,记作V0;
根据所述V以及V0,确定***信噪比。
6.一种音响设备,其特征在于,所述音响设备包括:主控***、音响***以及拾音阵列,其中,所述拾音阵列包括麦克风;
所述主控***,用于向所述音响***输出扫频信号,以及,接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标;
所述音响***,用于将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
所述麦克风,用于采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***。
7.一种音响测试设备,其特征在于,所述音响测试设备包括屏蔽箱、设置在所述屏蔽箱内的待测音响设备以及设置在所述屏蔽箱底部的扩散器,其中,所述待测音响设备设置在所述扩散器上方;
所述待测音响设备包括:主控***、音响***以及拾音阵列,其中,所述拾音阵列包括麦克风;
所述主控***,用于向所述音响***输出扫频信号,以及,接收所述麦克风发送的电信号,并将所述扫频信号与所述电信号进行比较,确定电声指标;
所述音响***,用于将接收到的扫频信号转换为声信号,并播放所述声信号;
所述扩散器,用于将所述音响***播放的声信号向四周均匀扩散;
所述麦克风,用于采集所述音响***播放的声信号,并将采集的所述声信号转换为电信号,以及将所述电信号输出至所述主控***。
8.根据权利要求7所述的音响测试设备,其特征在于,所述屏蔽箱包括内壁为圆形的筒状声学屏蔽箱。
9.根据权利要求7或8所述的音响测试设备,其特征在于,所述扩散器为锥形扩散器。
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