一种多通道音频数据处理分析系统技术方案

本发明专利技术涉及音频数据处理技术领域，具体公开一种多通道音频数据处理分析系统，包括目标房间音箱布设位置定位模块、目标房间监测设备设置模块、目标房间声源音频信号采集模块、目标房间接收音频信号采集模块、目标房间音频数据提取模块、目标房间音频播放品质评估模块、目标房间音箱低质声道解析模块、音箱声道优选播放方向分析模块和显示终端，通过对音箱播放的音频信号进行各声道音频播放品质的分类独立评价，并在测试评价时结合音频播放失真指数和音频播放衰减指数进行播放品质的综合评价，丰富了音频播放品质的评价维度，提高了评价结果的准确度，同时还能为音箱音质的改进提供了针对性方向，具有较强的实用性价值。具有较强的实用性价值。具有较强的实用性价值。

【技术实现步骤摘要】
一种多通道音频数据处理分析系统


[0001]本专利技术涉及音频数据处理
，具体而言，是一种多通道音频数据处理分析系统。

技术介绍

[0002]随着人工智能和无线网络技术的发展，智能家居逐渐走进人们的生活，智能音箱因为其体积小，外形美观，在智能家具的应用中，受到大家的青睐。如今音箱市场不断成熟，不仅丰富了音箱的种类，还扩展了音箱的播放声道，使其由传统的单声道放音发展到现在的多声道立体环绕放音，给人们带来多方位立体化的听觉体验，大大满足了人们对音质的极致追求，这种追求反映在音箱的生产制造中，就需要音箱制造者对生产完成后的音箱进行音频播放品质的测试评价。
[0003]在实现本申请的过程中，专利技术人发现现有对音箱的音频播放品质测试评价至少存在如下问题：第一方面：评价主体针对的是音箱播放的整体音频信号，但整体音频信号是由不同声道的音频信号混合而成的，这种整体评价方式无法体现出各声道的音频品质，过于笼统，当评价出音质不佳时，无法为音质的改进提供针对性方向，实用性不强，同时整体音频信号由于存在不同声道音频信号的交错干扰，导致信号不够纯粹，容易存在评价偏差，致使评价准确度不高。
[0004]第二方面：评价维度只是单纯围绕音频信号的响度、音调、音色来进行失真度评价，评价维度过于单一，没有考虑到音频信号的播放衰减对音频播放品质的影响，不仅导致评价结果存在片面性的缺陷，而且难以发现音频信号在传播力方面的缺陷，进而影响用户的使用体验感。
[0005]第三方面：目前在对音箱进行音频播放失真度测试时大多是采用音质试听者人工试听的方式，这种测试方式由于主观性较强，导致测试结果容易出现反差，大大影响测试结果的可用价值，从而难以客观真实地反映音频信号的失真状况。
[0006]综合上述，相关技术中存在的技术问题亟需得到解决。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于至少一定程度上解决相关技术中存在的技术问题之一。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种多通道音频数据处理分析系统，包括：目标房间音箱布设位置定位模块，用于按照预设的三维直角坐标系构建方式在目标房间内构建三维直角坐标系，并据此定位目标房间内音箱的布设位置坐标。
[0009]目标房间监测设备设置模块，用于将目标房间对应的边缘阻挡区域按照平面网格化的划分方式进行区域划分，并取各子区域的中心位置作为监测点，进而在各监测点设置声音采集器，同时在音箱的布设位置设置声音采集器。
[0010]目标房间声源音频信号采集模块，用于利用目标房间内音箱布设位置的声音采集器对音箱发出的音频进行采集，得到声源音频信号。
[0011]目标房间接收音频信号采集模块，用于利用各监测点设置的声音采集器采集由音箱播放的音频信号，得到各监测点的接收音频信号。
[0012]目标房间音频数据提取模块，用于获取音箱支持的声道数量，并将采集的声源音频信号和各监测点对应的接收音频信号进行声道分离，得到声源音频信号分离的各声道对应的声源音频信号和各监测点接收音频信息分离的各声道对应的接收音频信号，进而将其导入到音频分析仪，从中提取音频数据。
[0013]目标房间音频播放品质评估模块，用于将声源音频信号对应各声道的音频数据和各监测点接收音频信号对应各声道的音频数据进行分析，由此评估音箱内置各声道对应的音频播放品质系数。
[0014]目标房间音箱低质声道解析模块，用于基于音箱内置各声道对应的音频播放品质系数解析音箱对应的低质声道。
[0015]显示终端，用于将音箱内置各声道对应的音频播放品质系数及低质声道进行后台显示。
[0016]在上述方案基础上，所述预设的三维直角坐标系构建方式为以目标房间空间内的中心点作为坐标原点，以目标房间的长度方向作为x轴，以目标房间的宽度方向作为y轴，以目标房间的高度方向为z轴。
[0017]在上述方案基础上，所述边缘阻挡区域包括四面墙壁、地面和屋顶。
[0018]在上述方案基础上，所述音频数据包括频率分量信号和声强。
[0019]在上述方案基础上，所述目标房间音频播放品质评估模块包括音频信号播放失真分析单元、音频信号播放衰减分析单元和音频信号播放品质评估单元。
[0020]在上述方案基础上，所述音频信号播放失真分析单元用于对目标房间内由音箱发出的音频信号对应的播放失真指数进行分析，其具体分析方法如下：（1）将声源音频信号分离得到的各声道声源音频信号经傅里叶变换，得到各种频率分量信号，并统计变换得到的频率分量信号数量。
[0021]（2）从音频分析仪中提取各种频率分量信号对应的振幅频谱图和相位频谱图，并分别从振幅频谱图、相位频谱图中提取振幅曲线、相位曲线。
[0022]（3）将各声道声源音频信号对应各种频率分量信号的振幅曲线进行重合对比，得到各声道声源音频信号对应的振幅曲线重合长度，并以此计算各声道声源音频信号对应的振幅保真度，其计算公式为，表示为第k声道声源音频信号对应的振幅保真度，k表示为声道编号，k=1，2，...，u，表示为第k声道声源音频信号对应的振幅曲线重合长度，表示为第k声道声源音频信号对应第j种频率分量信号的振幅曲线长度，j表示为频率分量信号编号，j=1，2，...，m。
[0023]（4）将各声道声源音频信号对应各种频率分量信号的相位曲线进行重合对比，得到各声道声源音频信号对应的相位曲线重合长度，并以此计算各声道声源音频信号对应的
延时保真度，其计算公式为，表示为第k声道声源音频信号对应的延时保真度，表示为第k声道声源音频信号对应的相位曲线重合长度，表示为第k声道声源音频信号对应第j种频率分量信号的相位曲线长度。
[0024]（5）将各声道声源音频信号对应的振幅保真度和延时保真度导入声源音频原始保真度计算公式，计算出各声道对应的声源音频原始保真度，e表示为自然常数，a、b分别表示为预定义的振幅保真度、延时保真度对应的比例系数。
[0025]（6）将各监测点的接收音频信号分离得到的各声道接收音频信号经过傅里叶变换，得到各种频率分量信号，并统计变换得到的频率分量信号数量，进而将其按照（2）
‑
（5）的方法计算出各监测点中各声道对应的接收音频保真度，其中i表示为监测点的编号，i=1，2，...，n。
[0026]（7）将各监测点中各声道对应的接收音频保真度与各声道对应的声源音频原始保真度进行对比，计算各监测点中各声道对应的音频播放失真指数，记为，其中，表示为第i个监测点中第k声道变换得到的频率分量信号数量，表示为第k声道声源音频信号变换得到的频率分量信号数量。
[0027]在上述方案基础上，所述音频信号播放衰减分析单元用于对目标房间内由音箱发出的音频信号对应的播放衰减指数进行分析，其具体分析方式为：将声源音频信号对应各声道的声强与各监测点接收音频信号对应各声道的声强进行对比，计算各监测点中各声道对应的音频播放衰减指数，记为，其中，表示为声源音频信号对应第k声道的声强，表示为第i个监测点接收音频信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多通道音频数据处理分析系统，其特征在于，包括：目标房间音箱布设位置定位模块，用于按照预设的三维直角坐标系构建方式在目标房间内构建三维直角坐标系，并据此定位目标房间内音箱的布设位置坐标；目标房间监测设备设置模块，用于将目标房间对应的边缘阻挡区域按照平面网格化的划分方式进行区域划分，并取各子区域的中心位置作为监测点，进而在各监测点设置声音采集器，同时在音箱的布设位置设置声音采集器；目标房间声源音频信号采集模块，用于利用目标房间内音箱布设位置的声音采集器对音箱发出的音频进行采集，得到声源音频信号；目标房间接收音频信号采集模块，用于利用各监测点设置的声音采集器采集由音箱播放的音频信号，得到各监测点的接收音频信号；目标房间音频数据提取模块，用于获取音箱支持的声道数量，并将采集的声源音频信号和各监测点对应的接收音频信号进行声道分离，得到声源音频信号分离的各声道对应的声源音频信号和各监测点接收音频信息分离的各声道对应的接收音频信号，进而将其导入到音频分析仪，从中提取音频数据；目标房间音频播放品质评估模块，用于将声源音频信号对应各声道的音频数据和各监测点接收音频信号对应各声道的音频数据进行分析，由此评估音箱内置各声道对应的音频播放品质系数；目标房间音箱低质声道解析模块，用于基于音箱内置各声道对应的音频播放品质系数解析音箱对应的低质声道；显示终端，用于将音箱内置各声道对应的音频播放品质系数及低质声道进行后台显示。2.根据权利要求1所述的一种多通道音频数据处理分析系统，其特征在于：所述预设的三维直角坐标系构建方式为以目标房间空间内的中心点作为坐标原点，以目标房间的长度方向作为x轴，以目标房间的宽度方向作为y轴，以目标房间的高度方向为z轴。3.根据权利要求1所述的一种多通道音频数据处理分析系统，其特征在于：所述边缘阻挡区域包括四面墙壁、地面和屋顶。4.根据权利要求1所述的一种多通道音频数据处理分析系统，其特征在于：所述音频数据包括频率分量信号和声强。5.根据权利要求4所述的一种多通道音频数据处理分析系统，其特征在于：所述目标房间音频播放品质评估模块包括音频信号播放失真分析单元、音频信号播放衰减分析单元和音频信号播放品质评估单元。6.根据权利要求5所述的一种多通道音频数据处理分析系统，其特征在于：所述音频信号播放失真分析单元用于对目标房间内由音箱发出的音频信号对应的播放失真指数进行分析，其具体分析方法如下：将声源音频信号分离得到的各声道声源音频信号经傅里叶变换，得到各种频率分量信号，并统计变换得到的频率分量信号数量；从音频分析仪中提取各种频率分量信号对应的振幅频谱图和相位频谱图，并分别从振幅频谱图、相位频谱图中提取振幅曲线、相位曲线；（3）将各声道声源音频信号对应各种频率分量信号的振幅曲线进行重合对比，得到各
声道声源音频信号对应的振幅曲线重合长度，并以此计算各声道声源音频信号对应的振幅保真度，其计算公式为，表示为第k声道声源音频信号对应的振幅保真度，k表示为声道编号，k=1，2，...，u，表示为第k声道声源音频信号对应的振幅曲线重合长度，表示为第k声道声源音频信号对应第j种频率分量信号的振幅曲线长度，j表示为频率分量信号编号，j=1，2，...，m；（4）将各声道声源音频信号对应各种频率分量信号的相位曲线进行重合对比，得到各声道声源音频信号对应的相位曲线重合长度，并以此计算各声道声源音频信号对应的延时保真度，其计算公式为，表示为第k声道声源音频信号对应的延时保真度，表示为第k声道声源音频信号对应的相位曲线重合长度，表示为第k声道声源音频信号对应第j种频率分量信号的相位曲线长度；（5）将各声道声源音频信号对应的振幅保真度和延时保真度导入声源音频原始保真度计算公式，计算出各声道对应的声源音频原始保真度，e表示为自然常数，a、b分别表示为预定义的振幅保真度、延时保真度对应的比...

【专利技术属性】
技术研发人员：高卫东，
申请(专利权)人：深圳同创音频技术有限公司，
类型：发明
国别省市：