一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法，其包括以下步骤：S1、对输入信号进行预处理，转换为PCM数据；S2、对预处理后的信号做DFT处理，输出频谱数据P；S3、将频谱数据进行转换得到转换数据P

【技术实现步骤摘要】
一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法
本专利技术涉及音频信号分析
，尤其是涉及一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法。
技术介绍
广播节目从制作到播出的过程中，经过一系列软硬件处理过程，可能会在正常的节目信号中混入单音信号。单音信号是常规无线通信信号，因其不携带任何调制信息，单音信号可利用的检测识别特征很少，因此对于单音信号的快速识别问题既是信号频谱监测领域中常见的问题，也一直是一个比较棘手的问题。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术所存在的缺乏快速准确检测单音信号的手段的技术问题，提供一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法。本专利技术针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法，包括以下步骤：S1、对输入信号进行预处理，转换为PCM(PulseCodeModulation，脉冲编码调制)数据；S2、对预处理后的信号做DFT(DiscreteFourierTransform，离散傅里叶变换)处理，输出频谱数据P；S3、将频谱数据按以下公式进行转换：PS＝10·lg(P)得到转换数据PS，PS为矩阵，其中各元素为信号分量的信号强度；此步骤可以提高特诊分析精度，并降低计算复杂度；S4、将转换数据PS进行转置得到转置数据PST；S5、查找PST中是否存在大于第一阈值的值，如果存在，则进入步骤S6，如果不存在则判定输入信号中不存在单音分量，检测过程结束；>S6、计算PST的中位数绝对偏差，计算公式为：MAD＝median(|Xi-median(X)|)式中，Xi为整组标量X中的第i个标量，median操作为查找中间值；S7、查找MAD序列中是否存在小于或等于第二阈值的值，如果存在，则判定输入信号中存在单音分量，否则判定输入信号中不存在单音分量。本方案实现对单音信号进行特征分析，计算出单音特征分量，从而检测出输入信号中是否混入单音信号。作为优选，所述步骤S5中，第一阈值为-0.2；步骤S7中，第二阈值为0.8。通过这两个阈值的筛选，可以准确反映出噪声分量的存在。作为优选，所述步骤S2中，DFT处理的公式如下：式中，X(k)为第k个DFT输出值，x(n)为时间点为n时的输入信号，N为时域输入序列的样值和DFT输出频率点的数量。作为优选，所述步骤S1具体为：S101、判断输入信号是否为模拟信号，是模拟信号则进入步骤S102，是数字信号则跳转到步骤S103；S102、将模拟信号量化为数字信号，输出PCM数据，进入步骤S105；S103、判断数字信号是否为PCM数据，是则进入步骤S105，否则进入步骤S104；S104、将数字信号解码为PCM信号，然后进入步骤S105；S105、输出预处理后的PCM信号。作为优选，预处理后的PCM信号具有统一的采样率、位深和声道数。一般可以采用采样率为48KHz，位深为16bit，立体声。本专利技术带来的实质性效果是，可以快速准确地检测出输入信号中是否混有单音信号，步骤简洁，计算量小，实时性高。附图说明图1是本专利技术的一种流程图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法，如图1所示，包括以下步骤：阶段一、信号预处理：1、若接入的信号为模拟信号，进入第2步，否则进入第3步；2、A/D转换，即将模拟信号量化为数字信号，输出PCM，进入第5步；3、若数字信号非PCM，进入第4步，否则进入第5步；4、解码为PCM，进入第5步；5、预处理后的信号均为PCM数据，并具备统一的参数：采样率、位深。(本例测试参数：采样率为48KHz、位深为16bit、立体声)。阶段二、特征分析：6、对输入信号做DFT(离散傅里叶变换)处理，输出频谱数据(离散线性表)“P”。式中，X(k)为第k个DFT输出值，x(n)为时间点为n时的输入信号，N为时域输入序列的样值和DFT输出频率点的数量；7、对输入信号进行DFT处理之后，先进行转换，转换公式为：PS＝10·lg(P)Ps为上式转换处理后的频谱数据。此步骤可以提高特征分析精度，且降低计算复杂度。阶段三、计算单音分量，检测是否混入单音信号：8、将Ps转置得PsT，若PsT存在＞-0.2的值，则计算PsT的中位数绝对偏差(也称中位绝对差)，计算公式为：MAD＝median(|Xi-median(X)|)并且MAD序列中存在≤0.8的值，则可判定该音频信号中存在单音分量；如果PsT不存在＞-0.2的值或MAD序列中不存在≤0.8的值则判定改音频信号中不存在单音分量。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利技术精神作举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了PCM、转置、中位数绝对偏差等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本专利技术的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本专利技术精神相违背的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、对输入信号进行预处理，转换为PCM数据；/nS2、对预处理后的信号做DFT处理，输出频谱数据P；/nS3、将频谱数据按以下公式进行转换：/nP

【技术特征摘要】
1.一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对输入信号进行预处理，转换为PCM数据；
S2、对预处理后的信号做DFT处理，输出频谱数据P；
S3、将频谱数据按以下公式进行转换：
PS＝10·lg(P)
得到转换数据PS；
S4、将转换数据PS进行转置得到转置数据PST；
S5、查找PST中是否存在大于第一阈值的值，如果存在，则进入步骤S6，如果不存在则判定输入信号中不存在单音分量，检测过程结束；
S6、计算PST的中位数绝对偏差，计算公式为：
MAD＝median(|Xi-median(X)|)
式中，Xi为整组标量X中的第i个标量，median操作为查找中间值；
S7、查找MAD序列中是否存在小于或等于第二阈值的值，如果存在，则判定输入信号中存在单音分量，否则判定输入信号中不存在单音分量。


2.根据权利要求1所述的一种基于音频特征检测广播音频信号中单音的方法，其特征在于，所述步骤S5中，第一阈值为-0.2；步骤S7中，第二阈值为0.8...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永泽，彭小光，吕连新，盛国林，顾江标，
申请(专利权)人：杭州联汇科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33