反馈信号有效数据起点的截取方法、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及电声产品参数检测技术领域，尤其涉及一种反馈信号有效数据起点的截取方法、设备及存储介质。


背景技术：

2.在声学相关项目中对扫频信号进行分析计算是常用的技术手段，例如：麦克风测试项目。
3.如图1所示，麦克风测试主要步骤如下：1)利用pc连接声卡(sound card)控制参考麦克风(ref mic)和待测产品麦克风(dut mic)以及功放(amplifier)；2)设备校准；3)开启ref mic和dut mic，预设延时(0.1s)后播放扫频信号，两个mic同时接收数据；4)对接收到的反馈信号分别进行计算并对应得出2组thd(total harmonic distortion，总谐波失真)曲线和2组fr(frequency response，频率响应)曲线；5)同类型曲线进行对比，即可得出dut mic的测试结果。
4.在测试过程中存在一个问题，由于计算机系统原因以及物理环境中存在距离等因素，发出扫频信号会发生延时现象，导致接收的扫频信号中真正有效的数据部分的起始点位置难以判断。
5.如图2所示，为开启录音0.1s后播放扫频信号，ref mic采集反馈信号的开头部分，由噪音和有效信号连接组成，采样频率fs＝44100hz，框选区域为未知噪音，约950个数据点；框选数据如果不经处理一同作为有效信号进行计算，将严重影响测试结果，所以为了计算结果的准确性，必须尽量精确的删除无效的噪音部分。
6.现有技术中，采用三种方式删除噪音。
7.方案1：人工辅助识别有效信号起点，然而该种识别方式具有一定的局限性，不适用于量产和自动化生产。
8.方案2：利用多次实验取平均值的方法，例如：每次都将前面fs*0.1+950＝5360个数据作为无效数据删除从而得到有效数据，然而经过实验验证，由于系统的延时和物理环境的影响都具有一定的随机性和可变性，导致该方案的结果并不可靠。
9.方案3：阈值法，配置一个阈值，超过该阈值即认为进入有效数据部分；然而，该种方式存在一个难点，首先由大量实验表明，阈值的选取必须根据每一次噪音部分的数据特征灵活选取，因为无效数据部分就是噪音，在实际生产环境中噪音是不可控的，有可能有多种形态；如此，单一的、固定的阈值无法满足算法需求。


技术实现要素：

10.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种反馈信号有效数据起点的截取方法、设备及存储介质。
11.为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种反馈信号有效数据起点的截取方法，所述方法包括：在每一测试设备上电后，开始记录接收到的反馈信号，所述反
馈信号由测试信号反馈形成，所述测试信号包括：自测试设备开启后发射的扫频信号，以及在测试设备上电和测试设备开启之间所形成的预设延时期间内形成的干扰信号；所述测试设备至少为2个；
12.在预设延时内所形成的反馈信号中选取第一数据截取区间段，获取最大幅值和最小幅值的差值，作为第一幅值差；
13.自第一数据截取区间段的终点开始，将反馈信号顺序划分为长度相同的多个数据子段，并获取每一数据子段的最大幅值和最小幅值的差值，作为第二幅值差；
14.对应每一测试设备，根据第一幅值差和第二幅值差的大小关系选取一个数据子段，并将选定的数据子段作为第二数据截取区间段；
15.对应每一测试设备，在第二数据截取区间段的相同位置处选择一点作为有效数据起点。
16.作为本发明一实施方式的进一步改进，在预设延时内所形成的反馈信号中选取第一数据截取区间段包括：对应每一测试设备，根据预设延时确定反馈信号所对应的第一数据截取区间段的第一数据起点，所述第一数据起点为预设延时的m1倍数处，m1∈[0,1)；
[0017]
根据所述第一数据起点和扫频信号的播放频率fs确定第一数据终点，所述第一数据终点为所述第一数据起点开始延伸l个数据点处；l＝n*step；n＞1，fs≥18000hz，pram∈(1，1000]，所述第一数据截取终点在位置m2之前，所述位置m2处于播放频率fs与预设延时的乘积处；
[0018]
在反馈信号上截取所述第一数据起点和第一数据终点之间的数据作为每一测试设备的第一数据截取区间段。
[0019]
作为本发明一实施方式的进一步改进，配置所述数据子段的长度小于所述第一数据截取区间段的长度。
[0020]
作为本发明一实施方式的进一步改进，对应每一测试设备，根据第一幅值差和第二幅值差的大小关系选取一个数据子段，并将选定的数据子段作为第二数据截取区间段包括：
[0021]
s31、自所述第一数据终点开始，顺序获取每一数据子段的第二幅值差；
[0022]
若当前数据子段的第二幅值差不小于第一幅值差的a1倍，则停止下一数据子段的第二幅值差的计算，并将当前数据子段作为第二数据截取区间段，a1∈[1.5，3]。
[0023]
作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤s31后，所述方法还包括：
[0024]
s32、自第二数据截取区间段的起点开始至第二数据截取区间段的终点结束，将反馈信号顺序划分为长度相同的至少2个数据分段，并获取每一数据分段的最大幅值和最小幅值的差值，作为第三幅值差；
[0025]
若当前数据分段的第三幅值差不小于第一幅值差的a2倍，则停止下一数据分段的第三幅值差的计算，并以当前数据分段替换第二数据截取区间段；
[0026]
其中，配置a2＜a1，或配置a2＝(a1
‑
1)/2+1，a2∈[1.5，3]。
[0027]
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：配置a2＝(a1
‑
1)/2+1。
[0028]
作为本发明一实施方式的进一步改进，步骤s31后，所述方法还包括：
[0029]
s32、自第二数据截取区间段的起点开始至第二数据截取区间段的终点结束，将反馈信号平均划分为2个数据分段，并获取前一个数据分段的最大幅值和最小幅值的差值，作
为第三幅值差；
[0030]
若前一数据分段的第三幅值差不小于第一幅值差的a2倍，则停止下一数据分段的第三幅值差的计算，并以当前数据分段替换第二数据截取区间段；
[0031]
若前一数据分段的第三幅值差小于第一幅值差的a2倍，则停止下一数据分段的第三幅值差的计算，并以下一数据分段替换第二数据截取区间段；
[0032]
其中，配置a2＜a1，或配置a2＝(a1
‑
1)/2+1，a2∈[1.5，3]。
[0033]
作为本发明一实施方式的进一步改进，对应每一测试设备，在第二数据截取区间段的相同位置处选择一点作为有效数据起点包括：
[0034]
将所述第二数据截取区间段的起点作为所述有效数据起点。
[0035]
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：配置迭代次数阈值q；q为正整数，q∈[1,3]；
[0036]
q次循环执行步骤s32，且每次执行步骤s32时，
[0037]
配置a2的数值小于上一次迭代时a2的数值；
[0038]
或配置a2＝(a3
‑
1)/2+1，a3为上一次执行步骤s32时的a2的数值。
[0039]
为了解决上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述反馈信号有效数据起点的截取方法中的步骤。
[0040]
为了解决上述发明目的之一，本发明一实施方式提供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如上所述反馈信号有效数据起点的截取方法中的步骤。
[0041]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的反馈信号有效数据起点的截取方法、设备及存储介质，精确计算有效数据起点，该方法可靠性高，可实现量产，提高效率，提高结果可信度。
附图说明
[0042]
图1是背景技术涉及的麦克风测试装置的结构示意图；
[0043]
图2是背景技术中涉及的反馈信号结果示意图；
[0044]
图3是本发明一实施方式提供的反馈信号有效数据起点的截取方法的流程示意图；
[0045]
图4至图7分别为图3其中一个步骤的较佳方式的流程示意图；
[0046]
图8至图15分别为本发明一具体示例的结构示意图。
具体实施方式
[0047]
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0048]
本发明主要应用于声学测试项目中对麦克风性能的测试；具体的，在每一测试设备开启后，这里的测试设备为麦克风，所述测试设备至少为2个，例如：所述测试设备为参考麦克风和待测产品麦克风，在同一次测试过程中，可同时接收多个参考麦克风和待测产品
麦克风的反馈信号，在此不做赘述。
[0049]
测试过程中，在每一测试设备上电开始之后的预设延时后开启测试设备，且在测试设备上电开始即开始记录接收到的反馈信号，所述反馈信号由测试信号反馈形成，所述测试信号包括：自测试设备开启后发射的扫频信号，以及在测试设备上电和测试设备开启之间所形成的预设延时期间内形成的干扰信号。
[0050]
如图3所示，本发明第一实施方式中提供一种反馈信号有效数据起点的截取方法，所述方法包括：
[0051]
s1、在预设延时内所形成的反馈信号中选取第一数据截取区间段，获取最大幅值和最小幅值的差值，作为第一幅值差；
[0052]
s2、自第一数据截取区间段的终点开始，将反馈信号顺序划分为长度相同的多个数据子段，所述数据子段的长度小于所述第一数据截取区间段的长度，并获取每一数据子段的最大幅值和最小幅值的差值，作为第二幅值差；
[0053]
s3、对应每一测试设备，根据第一幅值差和第二幅值差的大小关系选取一个数据子段，并将选定的数据子段作为第二数据截取区间段；
[0054]
s4、对应每一测试设备，在第二数据截取区间段的相同位置处选择一点作为有效数据起点。
[0055]
结合图4所示，对于步骤s1,本发明一较佳实施方式中，包括：对应每一测试设备，根据预设延时确定反馈信号所对应的第一数据截取区间段的第一数据起点，所述第一数据起点为预设延时的m1倍数处，m1∈[0,1)；
[0056]
根据所述第一数据起点和扫频信号的播放频率fs确定第一数据终点，所述第一数据终点为所述第一数据起点开始延伸l个数据点处；l＝n*step；n＞1，fs≥18000hz，pram∈(1，1000]，所述第一数据截取终点在位置m2之前，所述位置m2处于播放频率fs与预设延时的乘积处；
[0057]
在反馈信号上截取所述第一数据起点和第一数据终点之间的数据作为每一测试设备的第一数据截取区间段。
[0058]
本发明一具体示例中，配置m1＝0.9,pram＝1000,n＝5，fs＝44100hz。
[0059]
所述预设延时可根据需要具体设定，将预设延时以参数time表示，time的值例如设定为0.1s，相应的，所述第一数据起点为测试设备上电后的time*m1位置处，即所述第一数据起点为第time*m1*fs个数据点位置；这里，若time*m1*fs的结果不为整数，则提前为其设置取整规则，例如：其结果向上取整或向下取整。
[0060]
进一步的，第一数据终点为第time*m1*fs+l个数据点。
[0061]
这里，l的大小影响第一数据截取区间段的长度，长度越大，计算量越大，计算精度也越高，这里，以两个参数n和step计算l，以利于下述内容中以迭代算法获取更精准的有效数据起点有关，以下内容中还会继续描述。
[0062]
对于步骤s2，数据子段的长度代表计算结果的精度，以下内容中还会继续描述。
[0063]
结合图5所示，对于步骤s3，本发明第一较佳实施方式中，所述步骤s3包括：s31、自所述第一数据终点开始，顺序获取每一数据子段的第二幅值差；
[0064]
若当前数据子段的第二幅值差不小于第一幅值差的a1倍，则停止下一数据子段的第二幅值差的计算，并将当前数据子段作为第二数据截取区间段，a1∈[1.5，3]。
[0065]
本发明较佳实施方式中，配置每个数据子段的长度为step，即通过计算得到的有效数据起点的精度为step个数据点。
[0066]
本发明具体示例中，a1＝2；例如：若自第一数据终点开始，由step个数据点形成的第一个数据子段的第二幅值差大于或等于第一幅值差的2倍，则将当前数据子段作为第二数据截取区间段；若第一个数据子段的第二幅值差小于第一幅值差的2倍，则继续下一数据子段的判断，直至找到数据子段对应的第二幅值差大于或等于第一幅值差的2倍，结束下一数据子段的查找及计算，并以当前满足条件的数据子段作为第二数据截取区间段。
[0067]
进一步的，为了提升准确度，本发明在实现步骤s3的第一较佳实施方式基础上，采用迭代算法缩小第二数据截取区间段的长度。
[0068]
结合图6所示，具体的，本发明第二较佳实施方式中，对于步骤s3，在步骤s31实现基础上，还包括：s32、自第二数据截取区间段的起点开始至第二数据截取区间段的终点结束，将反馈信号顺序划分为长度相同的至少2个数据分段，并获取每一数据分段的最大幅值和最小幅值的差值，作为第三幅值差；
[0069]
若当前数据分段的第三幅值差不小于第一幅值差的a2倍，则停止下一数据分段的第三幅值差的计算，并以当前数据分段替换第二数据截取区间段，a2＜a1，a2∈[1.5，3]。
[0070]
本发明较佳实施方式中，a2＝(a1
‑
1)/2+1，在该具体示例中，a2＝(2
‑
1)/2+1＝1.5。
[0071]
可以理解的是，在步骤s32中，若划分数据分段的数量为2，则在步骤s32中的数据分段的长度为step/2；若划分数据分段的数量为4，则在步骤s32中的数据分段的长度为step/4；可以理解的是，若数据子段的长度不能被确定的数据分段数量均分，则可以适当延长当前数据子段的长度，或者保持其中一个数据分段的长度小于其他数据分段，在此不做进一步的赘述。
[0072]
进一步的，为了提升准确度，以及降低计算量，本发明在实现步骤s3的第一较佳实施方式基础上，采用迭代算法缩小第二数据截取区间段的长度。
[0073]
具体的，结合图7所示，本发明第三较佳实施方式中，对于步骤s3，在步骤s31实现基础上，还包括：s32、自第二数据截取区间段的起点开始至第二数据截取区间段的终点结束，将反馈信号平均划分为2个数据分段，并获取前一个数据分段的最大幅值和最小幅值的差值，作为第三幅值差；
[0074]
若前一数据分段的第三幅值差不小于第一幅值差的a2倍，则停止下一数据分段的第三幅值差的计算，并以当前数据分段替换第二数据截取区间段；
[0075]
若前一数据分段的第三幅值差小于第一幅值差的a2倍，则停止下一数据分段的第三幅值差的计算，并以下一数据分段替换第二数据截取区间段；
[0076]
a2＜a1，a2∈[1.5，3]。
[0077]
本发明较佳实施方式中，a2＝(a1
‑
1)/2+1。
[0078]
在该示例中，数据分段的数量为2段，数据分段长度为数据子段长度一半，这里，数据子段长度为step，则数据分段长度为step/2；因为数据分段数量的特殊性，因此，有效数据起点存在于前一个数据分段和后一个数据分段其中之一；相应的，只需要对前一个数据分段进行判断，判断其中是否包含有效数据起点，若是，则保留前一个数据分段，并以其替换第二数据截取区间段，若否，则有效数据起点一定处于后一个数据分段，此时，不做进一
步的计算，直接以后一个数据分段替换第二数据截取区间段，降低计算量。
[0079]
进一步的，为了提升准确度，本发明实现步骤s3的第四较佳实施方式，在实现步骤s3的第二较佳实施方式、或第三较佳实施方式基础上，采用迭代算法进一步缩小第二数据截取区间段的长度。具体的，本发明实现步骤s3的第四较佳实施方式的所述方法还包括：配置迭代次数阈值q；q为正整数，q∈[1,3]，所述步骤s32后，q次循环执行步骤s32，且每次执行步骤s32时，配置a2的数值小于上一次迭代时a2的数值。
[0080]
较佳的，配置a2＝(a3
‑
1)/2+1，a3为上一次执行步骤s32时的a2的数值。
[0081]
对于步骤s4,较佳的，对于每一测试设备，可采用相同规则选择第二数据截取区间段中，具有最大幅值数据点之前的任一数据点作为有效数据起点；
[0082]
所述相同规则例如：对于每一测试设备均选择距离最大幅值数据点之前等长距离的数据点，选择最大幅值数据点和第二数据截取区间段之间中点作为有效数据起点；当然，也可以第二数据截取区间段整段为计算基础，选择其中点、终点等。
[0083]
本发明较佳实施方式中，将所述第二数据截取区间段的起点作为所述有效数据起点。
[0084]
进一步的，本发明一实施方式提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述反馈信号有效数据起点的截取方法中的步骤。
[0085]
进一步的，本发明一实施方式提供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如上所述反馈信号有效数据起点的截取方法中的步骤。
[0086]
需要说明的是，针对任一个反馈信号，均选择以上的有效数据起点的截取方法进行有效数据起点的获取。
[0087]
本发明一具体示例中，校准ref mic和喇叭；配置：fs＝44100hz，扫频范围＝20hz至20000hz，扫频规则：r40，最小时间：15ms，最小周期数：12周期；相应的，播放的扫频信号如图8所示，接收到的反馈信号如图9所示，图9左侧为ref mic对应的反馈信号，图9右侧为dut mic对应的反馈信号。
[0088]
进一步的，对于ref mic和dut mic，配置相同的参数，具体的，配置n＝5，pram＝1000，q＝1,a1＝1.5，通过计算，执行步骤s32时，a2＝(a1
‑
1)/2+1＝1.25,迭代1次循环执行s32时，a2＝1.125。
[0089]
结合图10、图11所示，图10左侧为对应图9的ref mic反馈信号的靠前部分信号的放大结构示意图；图10右侧为图10左侧信号的部分信号的放大结构示意图；图11左侧为对应图9的dut mic反馈信号的靠前部分信号的放大结构示意图；图11右侧为图11左侧信号的部分信号的放大结构示意图；其中，经过上述反馈信号有效数据起点的截取方法计算后，ref mic的有效数据起点为自反馈信号起点开始的第5333个数据点，dut mic的有效数据起点为自反馈信号起点开始的第18940个数据点。
[0090]
结合图12所示，图12左侧为ref mic对应的、自有效数据起点截断之后的有效反馈信号，图12右侧为dut mic对应的、自有效数据起点截断之后的有效反馈信号。
[0091]
结合图13、图14所示，采用现有技术对图12所示的有效反馈信号进行计算，形成thd曲线图和fr曲线图；图13左侧为ref mic对应的thd曲线图，图13右侧为ref mic对应的
fr曲线图，图14左侧为dut mic对应的thd曲线图图，图14右侧为dut mic对应的fr曲线图。
[0092]
结合图15所示，图15左侧为ref mic和dut mic的thd曲线图比对后形成的差值结果显示图，图15右侧为ref mic和dut mic的fr曲线图比对后形成的差值结果显示图，经过验证可知：该差值结果显示图均符合预期，满足用户需求。
[0093]
综上所述，本发明的反馈信号有效数据起点的截取方法、设备及存储介质，精确计算有效数据起点，该方法可靠性高，可实现量产，提高效率，提高结果可信度。
[0094]
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
[0095]
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。