本發明專利技術提供了一種拾音系統語音質量客觀評價的測試方法，主要包括以下步驟：根據頻率響應測試信號經測試環境或直接計算測試聲場頻率響應；然后計算均衡補償函數；對標準測試語音信號進行均衡補償；將均衡補償之后的標準測試語音信號播放出來，待測拾音系統的拾音器件采集播放的語音信號，生成劣化語音文件；將標準測試語音信號和劣化語音信號進行比較，計算PESQ分值；利用映射曲線，計算MOS-LQO分；對所有樣本求平均得到測試結果。本發明專利技術克服了現有語音質量客觀評價測試方法僅限于端到端測量的局限性，能夠應用于現場監聽的拾音系統的語音質量測試。
Testing method for objective quality evaluation of voice quality of pickup system
The invention provides a pick up objective evaluation system of speech quality sound testing method mainly comprises the following steps: according to the frequency response test signal by the test environment or direct calculation of test field response; then calculate the equilibrium compensation function; the standard test for speech signal equalization; balanced compensation after the standard test speech signal broadcast out to pick up the speech signal acquisition device of measuring sound playback pickup system, generating deterioration of voice files; the standard test of speech signal and deterioration of speech signal comparison, calculation of PESQ scores; using mapping curve, calculation of MOS-LQO; all sample average test results. The invention overcomes the limitation of the existing voice quality objective evaluation test method that is only limited to end to end measurement, and can test the speech quality of the pickup system which can be applied to the field monitoring.
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及。
技術介紹
一直以來，音頻監控都是安全防護領域的重要內容，音頻監控是指采用一定的電子技術設備和方法，對監控對象的聲音進行監聽的過程。音頻監聽包括有線監聽和無線監聽兩種方式，有線監聽是指采集音頻信號之后，通過音頻線、網線等有限介質傳輸的方式， 無線監聽是指利用無線通訊的方式，將采集到的音頻信號以電磁波的方式進行傳輸，并在接收端進行解調接收的方式。一個現場監聽的拾音系統，包括了如下的部分(1)聲音拾取部分，(2)聲音傳輸部分，(3)聲音接收和處理部分。聲音拾取部分主要是用于聲音采集的麥克風，麥克風的種類有很多，從換能原理分，可以分為電動式、電容式、壓電式等方式，從麥克風的指向性來分，可以分為全向型、心型、雙向型等。聲音拾取部分將空氣中傳播的聲信號轉化為電信號。 聲音傳輸部分負責將轉化為電信號的聲音信號傳輸到接收端，傳輸方式可以是通過音頻線、有線網絡、無線網絡等方式，采用網絡傳輸的方式，在發送端可能還會包含音頻的壓縮編碼過程。聲音接收和處理部分用于接收傳輸部分的聲音信號，并進行相應的處理，處理程序可能包含了解碼、降噪、存儲、模擬音頻輸出等操作。一個音頻監控系統的性能，主要取決于拾音系統所采集的語音的質量。目前，市場上充斥著各種各樣的用于音頻監控的拾音系統，然而，卻還沒有相應的設備或者儀器對這些拾音系統的語音質量進行評價測試。語音質量的評價，可以分為主觀評價和客觀評價兩種方式。主觀評價的方式中，目前應用最多的是平均意見分(M0Q評定法，該方法通過一個受控的測試來獲得，在測試中， 通過播放一段干凈的未失真的語音信號，經過拾音系統拾取之后，在接收端讓一組人員去聽，然后給出一個1-5分的語音質量評分，所有受試人員的平均分，作為最終的語音質量評分，采用這種方法的缺點是耗時、費力、且對受試人員的要求較高。因此，常采用語音質量客觀評價的方法。常用的客觀評價方法有感知話音質量測量法(Perceptual Speech Quality Measure，簡稱PSQM)，感知分析測度系統法(Perceptual AnalysisMeasurement System,簡稱 PAMS)，感知話音質量評估法 (Perceptual Evaluation of SpeechQuality，簡稱 PESQ)等。其中，PESQ 是業界應用最廣泛，并且被一致認為最準確可靠的測量方法，根據國際電信聯盟(International Telecommunication Union Telecommunicationstandardization Sector，簡禾爾 ITU-T) 的相關實驗結果，基于PESQ算法評定的語音質量，與主觀評定結果相關性的平均值達到 93. 5%。利用PESQ算法測量的語音質量結果的輸出值是一個在之間的得分值， 分值越高，說明語音質量越好。有關PESQ算法的詳細內容，可以參考ITU-T的P862、P862. 1、 P862. 2、Ρ862· 3 建議書。基于PESQ算法，目前也有一些語音質量客觀評價的測試方法和測試儀器，然而，這些測試方法都是應用于端到端的通信語音質量測量的，測試儀通過模擬電話接口來測試端到端的網關之間的語音質量，將這些方法應用于語音質量測量時，存在的缺點是現有的方法只能應用于具有電接口(比如網關、或者模擬音頻接口)的語音系統或設備，而不能應用于類似監聽系統的拾音系統的測量。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術所要解決的問題是克服現有語音質量客觀評價測試方法僅限于端到端測量的局限性，提供一種語音質量客觀評價測試方法，應用于現場監聽的拾音系統的語音質量測試。本專利技術提供的語音質量客觀評價測試的方法，包含如下的步驟(A)對放音音箱和測試聲場的頻率響應特性進行測量， 源測試信號是一段高斯白噪聲η (t)，將源測試信號通過聲卡經音箱播放出來，用標準麥克風采集該信號，形成音箱和測試聲場的均衡信號Ii1 (t)，計算η (t) IlJ H1 (t)的傳輸函數，該傳輸函數即為放音音箱和測試聲場的頻率響應函數，權利要求1.，其特征在于，包括如下步驟(A)對放音音箱和測試聲場的頻率響應特性進行測量，源測試信號是一段高斯白噪聲η (t)，將源測試信號通過聲卡經音箱播放出來，用標準麥克風采集該信號，形成音箱和測試聲場的均衡信號njt)，計算n(t) IlJH1 (t)的傳輸函數， 該傳輸函數即為放音音箱和測試聲場的頻率響應函數，n(t)*h(t) = rii (t)其中，*表示進行卷積運算，h(t)為傳輸函數，h(t)的頻域表達式為=碰=FFT，V ‘ TV(W) FFT {n{t))其中，FFT表示計算傅立葉變換；(B)根據(A)中頻率響應計算均衡補償函數，在該步驟中，根據(A)中計算出來的頻率響應函數，得到均衡補償函數的表達式為H(w)h' (t) = FFr1 (H ‘ (w))其中，FFT—1表示計算傅立葉逆變換；(C)對標準測試語音文件進行頻率響應的均衡補償，進行頻率響應均衡補償的表達式為s' (t)=s(t)*h' (t)其中，s(t)為標準測試語音信號，*表示進行卷積運算，s' (t)為進行均衡補償之后的標準測試語音信號；(D)將均衡補償之后的標準測試語音信號s'(t)播放出來，將待測拾音系統的拾音器件放在與標準麥克風相同的位置，采集播放的語音信號，形成待測拾音系統的劣化語音信號 d(t)；(E)將標準測試語音信號和劣化語音信號進行比較，利用PESQ算法計算客觀評價的 PESQ分值；(F)利用客觀評分PESQ向主觀MOS-LQO的映射曲線，計算每一個樣本映射到主觀域的 MOS-LQO 得分；(G)對所有MOS-LQO得分計算平均分，形成待測設備的最終語音質量客觀評分。2.根據權利要求1所述的拾音系統語音質量客觀評價的測試方法，其特征在于，所述源測試信號的時長為0. 5-1. k。3.根據權利要求1所述的拾音系統語音質量客觀評價的測試方法，其特征在于，所述源測試信號的時長為Is。4.根據權利要求1所述的拾音系統語音質量客觀評價的測試方法，其特征在于，所述標準測試語音信號s(t)是采集的干凈語音，語音內容是由經過語音平衡、幅度符合Γ-分布、長期平均功率譜符合GB 7347-1987規定的語句構成。5.根據權利要求1所述的拾音系統語音質量客觀評價的測試方法，其特征在于，所述映射曲線是經過主客觀語音質量測試試驗擬合出來的。全文摘要本專利技術提供了，主要包括以下步驟根據頻率響應測試信號經測試環境或直接計算測試聲場頻率響應；然后計算均衡補償函數；對標準測試語音信號進行均衡補償；將均衡補償之后的標準測試語音信號播放出來，待測拾音系統的拾音器件采集播放的語音信號，生成劣化語音文件；將標準測試語音信號和劣化語音信號進行比較，計算PESQ分值；利用映射曲線，計算MOS-LQO分；對所有樣本求平均得到測試結果。本專利技術克服了現有語音質量客觀評價測試方法僅限于端到端測量的局限性，能夠應用于現場監聽的拾音系統的語音質量測試。文檔編號G10L11/00GK102157147SQ20111005424公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月8日 優先權日2011年3月8日專利技術者何青林, 凌渝, 張志堅, 苗祥珠, 覃波本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１．一種拾音系統語音質量客觀評價的測試方法，其特征在于，包括如下步驟：（Ａ）對放音音箱和測試聲場的頻率響應特性進行測量，源測試信號是一段高斯白噪聲ｎ（ｔ），將源測試信號通過聲卡經音箱播放出來，用標準麥克風采集該信號，形成音箱和測試聲場的均衡信號ｎ１（ｔ），計算ｎ（ｔ）到ｎ１（ｔ）的傳輸函數，該傳輸函數即為放音音箱和測試聲場的頻率響應函數，ｎ（ｔ）＊ｈ（ｔ）＝ｎ１（ｔ）其中，＊表示進行卷積運算，ｈ（ｔ）為傳輸函數，ｈ（ｔ）的頻域表達式為（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｗ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｉ）ＦＦＴ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｈ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｎ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｗ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｗ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ＦＦＴ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ＦＦＴ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｔ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）其中，ＦＦＴ表示計算傅立葉變換；（Ｂ）根據（Ａ）中頻率響應計算均衡補償函數，在該步驟中，根據（Ａ）中計算出來的頻率響應函數，得到均衡補償函數的表達式為（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆ｐｒｉｍｅ；（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｗ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）Ｈ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｗ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）ｈ′（ｔ）＝ＦＦＴ－１（Ｈ′（ｗ））其中，ＦＦＴ－１表示計算傅立葉逆變換；（Ｃ）對標準測試語音文件進行頻率響應的均衡補償，進行頻率響應均衡補償的表達式為ｓ′（ｔ）＝ｓ（ｔ）＊ｈ′（ｔ）其中，ｓ（ｔ）為標準測試語音信號，＊表示進行卷積運算，ｓ′（ｔ）為進行均衡補償之后的標準測試語音信號；（Ｄ）將均衡補償之后的標準測試語音信號ｓ′（ｔ）播放出來，將待測拾音系統的拾音器件放在與標準麥克風相同的位置，采集播放的語音信號，形成待測拾音系統的劣化語音信號ｄ（ｔ）；（Ｅ）將標準測試語音信號和劣化語音信號進行比較，利用ＰＥＳＱ算法計算客觀評價的ＰＥＳＱ分值；（Ｆ）利用客觀評分ＰＥＳＱ向主觀ＭＯＳ－ＬＱＯ的映射曲線，計算每一個樣本映射到主觀域的ＭＯＳ－ＬＱＯ得分；（Ｇ）對所有ＭＯＳ－ＬＱＯ得分計算平均分，形成待測設備的最終語音質量客觀評分。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：凌渝，覃波，張志堅，何青林，陳立偉，苗祥珠，
申請(專利權)人：公安部第一研究所，
類型：發明
國別省市：11
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