CN114203197A - 车内音响音质的客观评价方法、***、设备及存储介质 - Google Patents

车内音响音质的客观评价方法、***、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车内音响音质的客观评价方法，包括：获取车内录制信号及播放源信号；根据所述车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数，所述音质感客观参数包括音质失真参数和频率响应参数；根据预设权重系数对所述音质失真参数和所述频率响应参数进行加权处理，生成并输出评价结果。本发明还公开了一种车内音响音质的客观评价***、一种计算机设备及一种计算机可读存储介质。本发明通过在车内测量并计算音质感相应的客观指标，能够快速有效地评价整车音响音质的好坏。

Description

车内音响音质的客观评价方法、***、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及汽车音响技术领域，尤其涉及一种车内音响音质的客观评价方法、一种车内音响音质的客观评价***、一种计算机设备及一种计算机可读存储介质。
背景技术
随着汽车行业的高速发展，顾客对汽车的舒适性要求也随之提高，声品质已成为产品竞争力的重要因素，因此，声品质的研究与应用成为汽车声学***的研究热点。
整车音效作为音响最终的表现形式，受到消费者最为直观地关注，其好坏已成为定位一款车型品质的重要指标，因此，如何快速客观地评价车内音响声品质成为了急需解决的问题。
然而汽车内声场环境较为复杂，影响了标准客观指标的有效性，使其缺少鲁棒性、可重复性和感知相关性。同时，汽车车内声场与一般房间环境不同，车内声场环境属于小空间，具有高反射面，几何形状复杂，次优布置的扬声器，声学路径不对称等特点，不能直接沿用厅堂声学的客观指标。
因此，建立一套适用于车内音响音质的评价方法，具有重要的研究意义和经济价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车内音响音质的客观评价方法、***、计算机设备及计算机可读存储介质，可在车内测量并计算音质感客观参数，能够快速有效地评价整车音响音质的好坏。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种车内音响音质的客观评价方法，包括：获取车内录制信号及播放源信号；根据所述车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数，所述音质感客观参数包括音质失真参数和频率响应参数；根据预设权重系数对所述音质失真参数和所述频率响应参数进行加权处理，生成并输出评价结果。
作为上述方案的改进，所述根据车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数的步骤包括：将所述车内录制信号与播放源信号进行对齐处理；根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取阶跃扫频信号；将所述阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用平顶窗进行加窗并进行FFT变换，计算频率及谐波的幅值；根据所述幅值及预设参数定义公式计算所述音质失真参数，所述音质失真参数包括低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数；根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取白噪声信号；从所述白噪声信号中截取目标信号，使用汉宁窗进行加窗并进行短时FFT变换，计算频率响应；根据所述频率响应及预设参数定义公式计算所述频率响应参数，所述频率响应参数包括绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。
作为上述方案的改进，所述根据幅值及预设参数定义公式，计算低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数的步骤包括：根据下述公式，计算低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数；
Figure BDA0002687440400000021
Figure BDA0002687440400000022
Figure BDA0002687440400000023
其中，THD_L为低频谐波失真参数，THD_M为中频谐波失真参数，THD_H为高频谐波失真参数，N为相应频段测量的频率点的总数，fn为第n个频率点对应的频率值，THD(fn)为fn下的谐波失真。
作为上述方案的改进，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算绝对平均偏差的步骤包括：根据下述公式，计算绝对平均偏差；
Figure BDA0002687440400000024
其中，AAD为绝对平均偏差，N为300Hz-16kHz之间的1/20倍频程带的总数，yband_n为第n个倍频程带对应的平均幅度，yREF@1-3kHz为1kHz-3kHz的参考频带的平均幅度。
作为上述方案的改进，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算低频延展参数的步骤包括：根据下述公式，计算低频延展参数；
Figure BDA0002687440400000033
其中，LFX为计算低频延展参数，yREF为参考频带内的平均幅度再加上10dB，x-6dB为在300Hz以下并低于yREF值6dB的第一个频率。
作为上述方案的改进，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算高频延展参数的步骤包括：根据下述公式，计算高频延展参数；
Figure BDA0002687440400000034
其中，HFX为高频延展参数，yREF为参考频带内的平均幅度，x-6dB为在5kHz以上并低于yREF值6dB的第一个频率。
作为上述方案的改进，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算频谱平坦度的步骤包括：根据下述公式，计算频谱平坦度；
Figure BDA0002687440400000031
其中，SPF为频谱平坦度，sk为信号幅度谱在频率点k上的值，K为频带计算范围的上限频率。
作为上述方案的改进，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算频谱重心的步骤包括：根据下述公式，计算频谱重心；
Figure BDA0002687440400000032
SPC＝log10(spectral_centroid)，
其中，SPC为频谱重心，sk(tm)为在时间tm的信号加窗后的幅度谱在频率点k上的值，fk为k对应的频率值，K为频带计算范围的上限频率点，spectral_centroid为每个时间tm计算结果的平均。
相应地，本发明还提供了一种车内音响音质的客观评价***，包括：采集模块，用于获取车内录制信号及播放源信号；计算模块，用于根据所述车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数，所述音质感客观参数包括音质失真参数和频率响应参数；评价结果输出模块，用于根据预设权重系数对所述音质失真参数和所述频率响应参数进行加权处理，生成并输出评价结果。
作为上述方案的改进，所述计算模块包括：对齐单元，用于将所述车内录制信号与播放源信号进行对齐处理；第一提取单元，用于根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取阶跃扫频信号；第一变换单元，用于将所述阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用平顶窗进行加窗并进行FFT变换，计算频率及谐波的幅值；第一计算单元，用于根据所述幅值及预设参数定义公式计算所述音质失真参数，所述音质失真参数包括低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数；第二提取单元，用于根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取白噪声信号；第二变换单元，用于从所述白噪声信号中截取目标信号，使用汉宁窗进行加窗并进行短时FFT变换，计算频率响应；第二计算单元，用于根据所述频率响应及预设参数定义公式计算所述频率响应参数，所述频率响应参数包括绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。
相应地，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述车内音响音质的客观评价方法的步骤。
相应地，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述车内音响音质的客观评价方法的步骤。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明在车内音响客观评价的音质感上，选择8个音质感客观参数进行计算，可在不同的汽车音响***之间体现出显著差异，适用于车内小空间声场环境。
进一步，本发明结合一般车内音响***分频方式，将整车频率响应曲线分为3个频段，分别为低频(50-300Hz)，中频(300-3000Hz)，高频(3000-20000Hz)，从而在非线性的谐波失真中提取出低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数。同时，本发明参考上述频段划分方式，形成5个由频率响应二次计算获取的音质感客观参数(绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心)。通过在车内测量并计算音质感客观参数，从能够通过客观测量进一步预估主观评价结果，可快速有效地评价整车音响音质感的好坏。
附图说明
图1是本发明车内音响音质的客观评价方法的第一实施例流程图；
图2是本发明车内音响音质的客观评价方法的第二实施例流程图；
图3是本发明车内音响音质的客观评价***的结构示意图；
图4是本发明车内音响音质的客观评价***中计算单元的结构示意图。
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，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见图1，图1显示了本发明车内音响音质的客观评价方法的第一实施例流程图，其包括：
S101，获取车内录制信号及播放源信号。
工作时，在车内播放事先准备好的“播放源信号”，同时通过录制设备录制车内的声音信号以形成“车内录制信号”。也就是说，播放源信号是指输入车辆音响设置中的音频文件；车内录制信号是指通过车内音响播放后，再录制的音频文件。
S102，根据所述车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数。
通过将车内录制信号与播放源信号进行对比分析，从而根据预设参数定义公式，计算出音质感客观参数。
需要说明的是，车内音响***与一般环境不同，车内反射物较多，导致频响的峰谷值较多，同时车内音响***一般会通过均衡的方式提升低频辐射性能，因此，选择的音质感客观参数定义需要考虑车内声场情况，以进一步提升音质感客观参数的有效性。
现有技术中，一般沿用厅堂声学相关参数在车内的声场进行评价。与现有技术不同的是，本发明在车内音响客观评价的音质感上，选择8个音质感客观参数进行计算，可在不同的汽车音响***之间体现出显著差异，适用于车内小空间声场环境。
具体地，所述音质感客观参数包括低频谐波失真参数、中频谐波失真参数、高频谐波失真参数、绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。其中，低频谐波失真参数是指在低频频段下的平均谐波失真；中频谐波失真参数是指在中频频段下的平均谐波失真；高频谐波失真参数是指在高频频段下的平均谐波失真；绝对平均偏差用于表示各倍频程频带与参考频带的绝对幅度差，绝对平均偏差的值越高，则表示幅度与参考频带的偏差越大；频谱平坦度即信号功率谱的几何平均值与算术平均值的比值，该值越接近1，表明平坦度越高。
S103，根据预设权重系数对所述音质感客观参数进行加权处理，生成并输出评价结果。
通过预设权重系数与上述音质感客观参数构建模型，即可得到评价结果。需要说明的是，所述权重系数可根据实际情况进行预设，灵活性强。
例如，基础权重系数为a，绝对平均偏差对应的权重系数为b，低频延展参数对应的权重系数为c，高频延展参数对应的权重系数为d，频谱平坦度对应的权重系数为e，频谱重心对应的权重系数为f，低频谐波失真参数对应的权重系数为g，中频谐波失真参数对应的权重系数为h、高频谐波失真参数对应的权重系数为i，则评价结果S＝a+b×绝对平均偏差+c×低频延展参数+d×高频延展参数+e×频谱平坦度+f×频谱重心+g×低频谐波失真参数+h×中频谐波失真参数+i×高频谐波失真参数。
因此，本发明创新地将音质感从基础测量中分离进行评价，在车内测量并计算音质感客观参数，从而能够通过客观测量进一步预估主观评价结果，可快速有效地评价整车音响音质感的好坏。
参见图2，图2显示了本发明车内音响音质的客观评价方法的第二实施例流程图，其包括：
S201，获取车内录制信号及播放源信号。
S202，将所述车内录制信号与播放源信号进行对齐处理。
将车内录制信号与播放源信号进行对比分析，并根据播放源信号进行信号对齐。
S203，根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取阶跃扫频信号。
S204，将所述阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用平顶窗进行加窗并进行FFT变换，计算频率及谐波的幅值。
将对齐后的阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用时长1s(离散采样点48000)的平顶窗进行加窗，计算FFT变换，计算该频率下的幅值，以及各个谐波的幅值。其中，FFT的点数与平顶窗的窗长相等。
S205，根据所述幅值及预设参数定义公式，计算低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数。
谐波失真的相关参数包括低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数，其中，低频谐波失真参数是指在低频频段下的平均谐波失真，中频谐波失真参数是指在中频频段下的平均谐波失真，高频谐波失真参数是指在高频频段下的平均谐波失真。具体地，可根据下述公式，计算低频谐波失真参数THD_L、中频谐波失真参数THD_M及高频谐波失真参数THD_H；
Figure BDA0002687440400000071
Figure BDA0002687440400000072
Figure BDA0002687440400000073
其中，N为相应频段测量的频率点的总数，fn为第n个频率点对应的频率值，THD(fn)为fn下的谐波失真。
因此，本发明结合一般车内音响***分频方式，将整车频率响应曲线分为3个频段，分别为低频(50-300Hz)，中频(300-3000Hz)，高频(3000-20000Hz)，从而在非线性的谐波失真中提取出低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数。
S206，根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取白噪声信号。
S207，从所述白噪声信号中截取目标信号，使用汉宁窗进行加窗并进行短时FFT变换，计算频率响应。
将对齐后的白噪声信号，截取一段目标信号(10s)进行短时FFT变换。使用时长1s(离散采样点48000)的汉宁窗，其中，窗移动重叠率为66.7％，FFT的点数与窗长相等；移动窗25次，进行25次FFT变换，对得到的25次结果进行平均，再根据测量量程调整幅度为真实的幅度值，即得到其频率响应。
S208，根据所述频率响应及预设参数定义公式，计算绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。
本发明参考上述步骤S205的频段划分方式，形成5个由频率响应二次计算获取的音质感客观参数(绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心)。
下面分别结合具体的计算方式分别对绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心进行说明。
(1)绝对平均偏差AAD
绝对平均偏差用于表示各倍频程频带与参考频带的绝对幅度差；其中，绝对平均偏差的值越高，则表示幅度与参考频带的偏差越大。具体地，可根据下述公式，计算绝对平均偏差AAD，
Figure BDA0002687440400000081
其中，N为300Hz-16kHz之间的1/20倍频程带的总数，yband_n为第n个倍频程带对应的平均幅度，yREF@1-3kHz为1kHz-3kHz的参考频带的平均幅度。
(2)低频延展参数LFX
根据下述公式，计算低频延展参数LFX，
Figure BDA0002687440400000082
其中，yREF为参考频带内的平均幅度再加上10dB(即，yREF＝参考频带内的平均幅度+10dB)，x-6dB为在300Hz以下并低于yREF值6dB的第一个频率。
需要说明的是，由于车内音响均衡器对低频的提升，yREF需在参考频带内的平均幅度的基础上+10dB。其中，参考频带一般取为300Hz-10kHz，而对于车内音响***，本发明采用的参考频带取为300Hz–3kHz。
(3)高频延展参数HFX
根据下述公式，计算高频延展参数HFX；
Figure BDA0002687440400000083
其中，yREF为参考频带内的平均幅度，x- 6dB为在5kHz以上并低于yREF值6dB的第一个频率，本发明采用的参考频带取为300Hz–3kHz。
(4)频谱平坦度SPF
频谱平坦度即信号功率谱的几何平均值与算术平均值的比值；该比值在0到1之间，对于一个白噪声其计算结果为1，对于一个纯音信号，计算结果为0；该值越接近1，表明平坦度越高；可通过取对数扩大取值范围，取对数后结果越大(越接近于0)，平坦度越高。
具体地，可根据下述公式，计算频谱平坦度SPF；
Figure BDA0002687440400000091
其中，sk为信号幅度谱在频率点k上的值，K为频带计算范围的上限频率，本发明采用的频带计算范围选择300Hz–20kHz的中高频。
(5)频谱重心SPC
根据下述公式，计算频谱重心SPC；
Figure BDA0002687440400000092
SPC＝log10(spectral_centroid)，
其中，sk(tm)为在时间tm的信号加窗后的幅度谱在频率点k上的值，fk为k对应的频率值，K为频带计算范围的上限频率点，spectral_centroid为每个时间tm计算结果的平均。
S209，根据预设权重系数对所述音质感客观参数进行加权处理，生成并输出评价结果。
具体地，评价结果用S表示，a、b、c、d、e、f、g、h、i分别为权重系数，则S＝a+b×AAD+c×LFX+d×HFX+e×SPF+f×SPC+g×THD_L+h×THD_M+i×THD_H。
因此，本发明采用8个与音质感相关的客观参数，包含5个由频率响应二次计算获取的音质感客观参数(绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心)，3个从非线性谐波失真中提取的音质感客观参数(低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数)。通过在车内测量并计算上述音质感客观参数，从而能够通过客观测量进一步预估主观评价结果。
下面以4辆某型号车辆的车内音响***为例，对本发明做进一步的详细说明。
步骤一、获取车内录制信号及播放源信号；
步骤二、将所述车内录制信号与播放源信号进行对齐处理。
步骤三、根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取阶跃扫频信号。
步骤四、将所述阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用平顶窗进行加窗并进行FFT变换，计算频率及谐波的幅值。
步骤五、根据所述幅值及预设参数定义公式，计算低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数。
步骤六、根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取白噪声信号；
步骤七、从所述白噪声信号中截取目标信号，使用汉宁窗进行加窗并进行短时FFT变换，计算频率响应；
步骤八、根据所述频率响应及预设参数定义公式，计算绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。
具体的音质感客观参数如表1所示：
表1
车型 车型1 车型2 车型3 车型4
绝对平均偏差 5.84 6.59 7.12 5.3
低频延展参数 1.04 1.23 1.46 1.58
高频延展参数 4.21 4.21 3.95 3.78
频谱平坦度 -2.2 -0.63 -1.73 -1.32
频谱重心 3.993 3.986 3.983 3.987
低频谐波失真参数 0.75 1.04 0.53 3.49
中频谐波失真参数 0.11 0.3 0.39 0.43
高频谐波失真参数 0.03 0.02 0.09 0.05
步骤九、根据预设权重系数对所述音质感客观参数进行加权处理，生成并输出评价结果，具体的权重系数如表2所示：
表2
权重系数 取值
a 3
b 0.5
c -3
d 1
e 1
f 1
g -1
h -1
i -1
计算出评价结果如表3所示：
表3
车型 车型1 车型2 车型3 车型4
S 7.913 8.811 6.373 3.387
因此，本发明中音质感客观参数，在不同车上均体现出了明显差异，从而可以得到评价结果为：车型2>车型1>车型3>车型4。
参见图3，图3显示了本发明车内音响音质的客观评价***100的具体结构，其包括：
采集模块1，用于获取车内录制信号及播放源信号。其中，播放源信号是指输入车辆音响设置中的音频文件；车内录制信号是指通过车内音响播放后，再录制的音频文件。
计算模块2，用于根据所述车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数。所述音质感客观参数包括低频谐波失真参数、中频谐波失真参数、高频谐波失真参数、绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。其中，低频谐波失真参数是指在低频频段下的平均谐波失真；中频谐波失真参数是指在中频频段下的平均谐波失真；高频谐波失真参数是指在高频频段下的平均谐波失真；绝对平均偏差用于表示各倍频程频带与参考频带的绝对幅度差，绝对平均偏差的值越高，则表示幅度与参考频带的偏差越大；频谱平坦度即信号功率谱的几何平均值与算术平均值的比值，该值越接近1，表明平坦度越高。
评价结果输出模块3，用于根据预设权重系数对所述音质感客观参数进行加权处理，生成并输出评价结果。通过预设权重系数与上述音质感客观参数构建模型，即可得到评价结果。需要说明的是，所述权重系数可根据实际情况进行预设，灵活性强。
例如，基础权重系数为a，绝对平均偏差对应的权重系数为b，低频延展参数对应的权重系数为c，高频延展参数对应的权重系数为d，频谱平坦度对应的权重系数为e，频谱重心对应的权重系数为f，低频谐波失真参数对应的权重系数为g，中频谐波失真参数对应的权重系数为h、高频谐波失真参数对应的权重系数为i，则评价结果S＝a+b×绝对平均偏差+c×低频延展参数+d×高频延展参数+e×频谱平坦度+f×频谱重心+g×低频谐波失真参数+h×中频谐波失真参数+i×高频谐波失真参数。
因此，本发明创新地将音质感从基础测量中分离进行评价，在车内测量并计算音质感客观参数，从而能够通过客观测量进一步预估主观评价结果，可快速有效地评价整车音响音质感的好坏。
如图4所示，所述计算模块2包括：
对齐单元21，用于将所述车内录制信号与播放源信号进行对齐处理。具体地，将车内录制信号与播放源信号进行对比分析，并根据播放源信号进行信号对齐。
第一提取单元22，用于根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取阶跃扫频信号。
第一变换单元23，用于将所述阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用平顶窗进行加窗并进行FFT变换，计算频率及谐波的幅值。具体地，第一变换单元23将对齐后的阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用时长1s(离散采样点48000)的平顶窗进行加窗，计算FFT变换，计算该频率下的幅值，以及各个谐波的幅值。其中，FFT的点数与平顶窗的窗长相等。
第一计算单元24，用于根据所述幅值及预设参数定义公式，计算低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数。
具体地，第一计算单元24执行以下计算：
根据下述公式，计算低频谐波失真参数THD_L、中频谐波失真参数THD_M及高频谐波失真参数THD_H；
Figure BDA0002687440400000121
Figure BDA0002687440400000122
Figure BDA0002687440400000123
其中，N为相应频段测量的频率点的总数，fn为第n个频率点对应的频率值，THD(fn)为fn下的谐波失真。
第二提取单元25，用于根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取白噪声信号。
第二变换单元26，用于从所述白噪声信号中截取目标信号，使用汉宁窗进行加窗并进行短时FFT变换，计算频率响应。
第二计算单元27，用于根据所述频率响应及预设参数定义公式，计算绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。
具体地，第二计算单元27执行以下计算：
(1)绝对平均偏差AAD
根据下述公式，计算绝对平均偏差AAD，
Figure BDA0002687440400000131
其中，N为300Hz-16kHz之间的1/20倍频程带的总数，yband_n为第n个倍频程带对应的平均幅度，yREF@1-3kHz为1kHz-3kHz的参考频带的平均幅度。
(2)低频延展参数LFX
根据下述公式，计算低频延展参数LFX，
Figure BDA0002687440400000133
其中，yREF为参考频带内的平均幅度再加上10dB(即，yREF＝参考频带内的平均幅度+10dB)，x-6dB为在300Hz以下并低于yREF值6dB的第一个频率，参考频带一般取为300Hz-10kHz，而对于车内音响***，本发明采用的参考频带取为300Hz–3kHz。
(3)高频延展参数HFX
根据下述公式，计算高频延展参数HFX；
Figure BDA0002687440400000134
其中，yREF为参考频带内的平均幅度，x-6dB为在5kHz以上并低于yREF值6dB的第一个频率，本发明采用的参考频带取为300Hz–3kHz。
(4)频谱平坦度SPF
根据下述公式，计算频谱平坦度SPF；
Figure BDA0002687440400000132
其中，sk为信号幅度谱在频率点k上的值，K为频带计算范围的上限频率，本发明采用的频带计算范围选择300Hz–20kHz的中高频。
(5)频谱重心SPC
根据下述公式，计算频谱重心SPC；
Figure BDA0002687440400000141
SPC＝log10(spectral_centroid)，
其中，sk(tm)为在时间tm的信号加窗后的幅度谱在频率点k上的值，fk为k对应的频率值，K为频带计算范围的上限频率点，spectral_centroid为每个时间tm计算结果的平均。
因此，本发明结合一般车内音响***分频方式，将整车频率响应曲线分为3个频段，分别为低频(50-300Hz)，中频(300-3000Hz)，高频(3000-20000Hz)，从而在非线性的谐波失真中提取出低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数。同时，本发明参考上述频段划分方式，形成5个由频率响应二次计算获取的音质感客观参数(绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心)。因此，通过在车内测量并计算上述音质感客观参数，从而能够通过客观测量进一步预估主观评价结果。
相应地，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述车内音响音质的客观评价方法的步骤。同时，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述车内音响音质的客观评价方法的步骤。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种车内音响音质的客观评价方法，其特征在于，包括：
获取车内录制信号及播放源信号；
根据所述车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数，所述音质感客观参数包括音质失真参数和频率响应参数；根据预设权重系数对所述音质失真参数和所述频率响应参数进行加权处理，生成并输出评价结果。
2.如权利要求1所述的车内音响音质的客观评价方法，其特征在于，所述根据车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数的步骤包括：
将所述车内录制信号与播放源信号进行对齐处理；
根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取阶跃扫频信号；
将所述阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用平顶窗进行加窗并进行FFT变换，计算频率及谐波的幅值；
根据所述幅值及预设参数定义公式计算所述音质失真参数，所述音质失真参数包括低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数；
根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取白噪声信号；
从所述白噪声信号中截取目标信号，使用汉宁窗进行加窗并进行短时FFT变换，计算频率响应；
根据所述频率响应及预设参数定义公式计算所述频率响应参数，所述频率响应参数包括绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。
3.如权利要求2所述的车内音响音质的客观评价方法，其特征在于，所述根据幅值及预设参数定义公式，计算低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数的步骤包括：
根据下述公式，计算低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数；
Figure FDA0002687440390000011
Figure FDA0002687440390000021
Figure FDA0002687440390000022
其中，THD_L为低频谐波失真参数，THD_M为中频谐波失真参数，THD_H为高频谐波失真参数，N为相应频段测量的频率点的总数，fn为第n个频率点对应的频率值，THD(fn)为fn下的谐波失真。
4.如权利要求2所述的车内音响音质的客观评价方法，其特征在于，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算绝对平均偏差的步骤包括：
根据下述公式，计算绝对平均偏差；
Figure FDA0002687440390000023
其中，AAD为绝对平均偏差，N为300Hz-16kHz之间的1/20倍频程带的总数，yband_n为第n个倍频程带对应的平均幅度，yREF@1-3kHz为1kHz-3kHz的参考频带的平均幅度。
5.如权利要求2所述的车内音响音质的客观评价方法，其特征在于，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算低频延展参数的步骤包括：
根据下述公式，计算低频延展参数；
Figure FDA0002687440390000024
其中，LFX为计算低频延展参数，yREF为参考频带内的平均幅度再加上10dB，x-6dB为在300Hz以下并低于yREF值6dB的第一个频率。
6.如权利要求2所述的车内音响音质的客观评价方法，其特征在于，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算高频延展参数的步骤包括：
根据下述公式，计算高频延展参数；
Figure FDA0002687440390000025
其中，HFX为高频延展参数，yREF为参考频带内的平均幅度，x-6dB为在5kHz以上并低于yREF值6dB的第一个频率。
7.如权利要求2所述的车内音响音质的客观评价方法，其特征在于，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算频谱平坦度的步骤包括：
根据下述公式，计算频谱平坦度；
Figure FDA0002687440390000031
其中，SPF为频谱平坦度，sk为信号幅度谱在频率点k上的值，K为频带计算范围的上限频率。
8.如权利要求2所述的车内音响音质的客观评价方法，其特征在于，所述根据频率响应及预设参数定义公式计算频谱重心的步骤包括：
根据下述公式，计算频谱重心；
Figure FDA0002687440390000032
SPC＝log10(spectral_centroid)，
其中，SPC为频谱重心，sk(tm)为在时间tm的信号加窗后的幅度谱在频率点k上的值，fk为k对应的频率值，K为频带计算范围的上限频率点，spectral_centroid为每个时间tm计算结果的平均。
9.一种车内音响音质的客观评价***，其特征在于，包括：
采集模块，用于获取车内录制信号及播放源信号；
计算模块，用于根据所述车内录制信号及播放源信号计算音质感客观参数，所述音质感客观参数包括音质失真参数和频率响应参数；评价结果输出模块，用于根据预设权重系数对所述音质失真参数和所述频率响应参数进行加权处理，生成并输出评价结果。
10.如权利要求9所述的车内音响音质的客观评价***，其特征在于，所述计算模块包括：
对齐单元，用于将所述车内录制信号与播放源信号进行对齐处理；
第一提取单元，用于根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取阶跃扫频信号；
第一变换单元，用于将所述阶跃扫频信号的每一段单频信号，使用平顶窗进行加窗并进行FFT变换，计算频率及谐波的幅值；
第一计算单元，用于根据所述幅值及预设参数定义公式计算所述音质失真参数，所述音质失真参数包括低频谐波失真参数、中频谐波失真参数及高频谐波失真参数；
第二提取单元，用于根据对齐后的车内录制信号与播放源信号提取白噪声信号；
第二变换单元，用于从所述白噪声信号中截取目标信号，使用汉宁窗进行加窗并进行短时FFT变换，计算频率响应；
第二计算单元，用于根据所述频率响应及预设参数定义公式计算所述频率响应参数，所述频率响应参数包括绝对平均偏差、低频延展参数、高频延展参数、频谱平坦度及频谱重心。
11.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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