專利名稱：一種拾音系統(tǒng)語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拾音系統(tǒng)語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
一直以來，音頻監(jiān)控都是安全防護(hù)領(lǐng)域的重要內(nèi)容，音頻監(jiān)控是指采用一定的電子技術(shù)設(shè)備和方法，對(duì)監(jiān)控對(duì)象的聲音進(jìn)行監(jiān)聽的過程。音頻監(jiān)聽包括有線監(jiān)聽和無線監(jiān)聽兩種方式，有線監(jiān)聽是指采集音頻信號(hào)之后，通過音頻線、網(wǎng)線等有限介質(zhì)傳輸?shù)姆绞剑?無線監(jiān)聽是指利用無線通訊的方式，將采集到的音頻信號(hào)以電磁波的方式進(jìn)行傳輸，并在接收端進(jìn)行解調(diào)接收的方式。一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽的拾音系統(tǒng)，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(fēng)，麥克風(fēng)的種類有很多，從換能原理分，可以分為電動(dòng)式、電容式、壓電式等方式，從麥克風(fēng)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(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。 聲音傳輸部分負(fù)責(zé)將轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的聲音信號(hào)傳輸?shù)浇邮斩?，傳輸方式可以是通過音頻線、有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)等方式，采用網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆绞剑诎l(fā)送端可能還會(huì)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(hào)，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，處理程序可能包含了解碼、降噪、存儲(chǔ)、模擬音頻輸出等操作。一個(gè)音頻監(jiān)控系統(tǒng)的性能，主要取決于拾音系統(tǒng)所采集的語音的質(zhì)量。目前，市場(chǎng)上充斥著各種各樣的用于音頻監(jiān)控的拾音系統(tǒng)，然而，卻還沒有相應(yīng)的設(shè)備或者儀器對(duì)這些拾音系統(tǒng)的語音質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)測(cè)試。語音質(zhì)量的評(píng)價(jià)，可以分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)兩種方式。主觀評(píng)價(jià)的方式中，目前應(yīng)用最多的是平均意見分(M0Q評(píng)定法，該方法通過一個(gè)受控的測(cè)試來獲得，在測(cè)試中， 通過播放一段干凈的未失真的語音信號(hào)，經(jīng)過拾音系統(tǒng)拾取之后，在接收端讓一組人員去聽，然后給出一個(gè)1-5分的語音質(zhì)量評(píng)分，所有受試人員的平均分，作為最終的語音質(zhì)量評(píng)分，采用這種方法的缺點(diǎn)是耗時(shí)、費(fèi)力、且對(duì)受試人員的要求較高。因此，常采用語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的方法。常用的客觀評(píng)價(jià)方法有感知話音質(zhì)量測(cè)量法(Perceptual Speech Quality Measure，簡(jiǎn)稱PSQM)，感知分析測(cè)度系統(tǒng)法(Perceptual AnalysisMeasurement System,簡(jiǎn)稱 PAMS)，感知話音質(zhì)量評(píng)估法 (Perceptual Evaluation of SpeechQuality，簡(jiǎn)稱 PESQ)等。其中，PESQ 是業(yè)界應(yīng)用最廣泛，并且被一致認(rèn)為最準(zhǔn)確可靠的測(cè)量方法，根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union Telecommunicationstandardization Sector，簡(jiǎn)禾爾 ITU-T) 的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，基于PESQ算法評(píng)定的語音質(zhì)量，與主觀評(píng)定結(jié)果相關(guān)性的平均值達(dá)到 93. 5%。利用PESQ算法測(cè)量的語音質(zhì)量結(jié)果的輸出值是一個(gè)在[-0. 5 4. 5]之間的得分值， 分值越高，說明語音質(zhì)量越好。有關(guān)PESQ算法的詳細(xì)內(nèi)容，可以參考ITU-T的P862、P862. 1、 P862. 2、Ρ862· 3 建議書?；赑ESQ算法，目前也有一些語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法和測(cè)試儀器，然而，這些測(cè)試方法都是應(yīng)用于端到端的通信語音質(zhì)量測(cè)量的，測(cè)試儀通過模擬電話接口來測(cè)試端到端的網(wǎng)關(guān)之間的語音質(zhì)量，將這些方法應(yīng)用于語音質(zhì)量測(cè)量時(shí)，存在的缺點(diǎn)是現(xiàn)有的方法只能應(yīng)用于具有電接口(比如網(wǎng)關(guān)、或者模擬音頻接口)的語音系統(tǒng)或設(shè)備，而不能應(yīng)用于類似監(jiān)聽系統(tǒng)的拾音系統(tǒng)的測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的問題是克服現(xiàn)有語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)測(cè)試方法僅限于端到端測(cè)量的局限性，提供一種語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)測(cè)試方法，應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽的拾音系統(tǒng)的語音質(zhì)量測(cè)試。本發(fā)明提供的語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)測(cè)試的方法，包含如下的步驟(A)對(duì)放音音箱和測(cè)試聲場(chǎng)的頻率響應(yīng)特性進(jìn)行測(cè)量， 源測(cè)試信號(hào)是一段高斯白噪聲η (t)，將源測(cè)試信號(hào)通過聲卡經(jīng)音箱播放出來，用標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)采集該信號(hào)，形成音箱和測(cè)試聲場(chǎng)的均衡信號(hào)Ii1 (t)，計(jì)算η (t) IlJ H1 (t)的傳輸函數(shù)，該傳輸函數(shù)即為放音音箱和測(cè)試聲場(chǎng)的頻率響應(yīng)函數(shù)，
權(quán)利要求
1.一種拾音系統(tǒng)語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法，其特征在于，包括如下步驟(A)對(duì)放音音箱和測(cè)試聲場(chǎng)的頻率響應(yīng)特性進(jìn)行測(cè)量，源測(cè)試信號(hào)是一段高斯白噪聲η (t)，將源測(cè)試信號(hào)通過聲卡經(jīng)音箱播放出來，用標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)采集該信號(hào)，形成音箱和測(cè)試聲場(chǎng)的均衡信號(hào)njt)，計(jì)算n(t) IlJH1 (t)的傳輸函數(shù)， 該傳輸函數(shù)即為放音音箱和測(cè)試聲場(chǎng)的頻率響應(yīng)函數(shù)，n(t)*h(t) = rii (t)其中，*表示進(jìn)行卷積運(yùn)算，h(t)為傳輸函數(shù)，h(t)的頻域表達(dá)式為=碰=FFT，V ‘ TV(W) FFT {n{t))其中，F(xiàn)FT表示計(jì)算傅立葉變換；(B)根據(jù)(A)中頻率響應(yīng)計(jì)算均衡補(bǔ)償函數(shù)，在該步驟中，根據(jù)(A)中計(jì)算出來的頻率響應(yīng)函數(shù)，得到均衡補(bǔ)償函數(shù)的表達(dá)式為H(w)h' (t) = FFr1 (H ‘ (w))其中，F(xiàn)FT—1表示計(jì)算傅立葉逆變換；(C)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音文件進(jìn)行頻率響應(yīng)的均衡補(bǔ)償，進(jìn)行頻率響應(yīng)均衡補(bǔ)償?shù)谋磉_(dá)式為s' (t)=s(t)*h' (t)其中，s(t)為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音信號(hào)，*表示進(jìn)行卷積運(yùn)算，s' (t)為進(jìn)行均衡補(bǔ)償之后的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音信號(hào)；(D)將均衡補(bǔ)償之后的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音信號(hào)s'(t)播放出來，將待測(cè)拾音系統(tǒng)的拾音器件放在與標(biāo)準(zhǔn)麥克風(fēng)相同的位置，采集播放的語音信號(hào)，形成待測(cè)拾音系統(tǒng)的劣化語音信號(hào) d(t)；(E)將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音信號(hào)和劣化語音信號(hào)進(jìn)行比較，利用PESQ算法計(jì)算客觀評(píng)價(jià)的 PESQ分值；(F)利用客觀評(píng)分PESQ向主觀MOS-LQO的映射曲線，計(jì)算每一個(gè)樣本映射到主觀域的 MOS-LQO 得分；(G)對(duì)所有MOS-LQO得分計(jì)算平均分，形成待測(cè)設(shè)備的最終語音質(zhì)量客觀評(píng)分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拾音系統(tǒng)語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法，其特征在于，所述源測(cè)試信號(hào)的時(shí)長(zhǎng)為0. 5-1. k。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拾音系統(tǒng)語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法，其特征在于，所述源測(cè)試信號(hào)的時(shí)長(zhǎng)為Is。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拾音系統(tǒng)語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音信號(hào)s(t)是采集的干凈語音，語音內(nèi)容是由經(jīng)過語音平衡、幅度符合Γ-分布、長(zhǎng)期平均功率譜符合GB 7347-1987規(guī)定的語句構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拾音系統(tǒng)語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法，其特征在于，所述映射曲線是經(jīng)過主客觀語音質(zhì)量測(cè)試試驗(yàn)擬合出來的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種拾音系統(tǒng)語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的測(cè)試方法，主要包括以下步驟根據(jù)頻率響應(yīng)測(cè)試信號(hào)經(jīng)測(cè)試環(huán)境或直接計(jì)算測(cè)試聲場(chǎng)頻率響應(yīng)；然后計(jì)算均衡補(bǔ)償函數(shù)；對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音信號(hào)進(jìn)行均衡補(bǔ)償；將均衡補(bǔ)償之后的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音信號(hào)播放出來，待測(cè)拾音系統(tǒng)的拾音器件采集播放的語音信號(hào)，生成劣化語音文件；將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試語音信號(hào)和劣化語音信號(hào)進(jìn)行比較，計(jì)算PESQ分值；利用映射曲線，計(jì)算MOS-LQO分；對(duì)所有樣本求平均得到測(cè)試結(jié)果。本發(fā)明克服了現(xiàn)有語音質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)測(cè)試方法僅限于端到端測(cè)量的局限性，能夠應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)聽的拾音系統(tǒng)的語音質(zhì)量測(cè)試。
文檔編號(hào)G10L11/00GK102157147SQ20111005424
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者何青林, 凌渝, 張志堅(jiān), 苗祥珠, 覃波, 陳立偉 申請(qǐng)人:公安部第一研究所