一种麦克风测试校准装置的制作方法

1.本发明涉及校准检测领域，特别涉及一种麦克风测试校准装置。


背景技术：

2.目前，多数设有外放功能的电子产品均具有麦克风，麦克风在日常生活中的使用频率偏高，但是由于麦克风本身的特点，极易受外界环境的干扰，发出噪声，一般情况下，通常采用人工方式分别调用各个设备以及对各个设备进行参数配置，而人工方式存在调用过程繁琐、效率低、以及非专业人员进行参数配置容易出差错的问题。另外，采用现有的音频分析仪器自带的软件进行测试，测试数据需要人工导出，且在相同的测试条件下进行重复测试时，需要手动删除之前的数据，容易造成测试数据的混淆，测试结果容易受测试人员的影响，测试准确性较差；
3.由此，提出一种麦克风测试校准装置，可以在使用麦克风前对麦克风进行测试，并在使用麦克风的过程中消除回声，为用户提供高效、便利的使用体验。


技术实现要素：

4.本发明提供一种麦克风测试校准装置，用以在使用麦克风前对麦克风进行测试，并在使用麦克风的过程中消除回声，为用户提高高效、便利的使用体验。
5.本发明提供的一种麦克风测试校准装置，包括：
6.采集模块，用于控制麦克风播放指定测试音频，并采集麦克风播出的第一音频；
7.分析模块，用于将所述第一音频转换为第一信号，解析所述第一信号，获取所述第一信号的响应数据，当所述响应数据与标准响应数据不一致时，获取数据差异量；
8.执行模块，用于根据所述数据差异量，获取所述麦克风的待校准强度对所述麦克风进行音频校准工作。
9.在一种可实施的方式中，
10.所述采集模块，包括：
11.音频存储单元，用于存储所述指定测试音频；
12.音频采集单元，用于采集所述麦克风播出的第一音频。
13.在一种可实施的方式中，
14.所述分析模块，包括：
15.转换单元，用于将所述第一音频转换为第一信号；
16.解析单元，用于运行所述第一信号，得到所述第一信号的运行数据，根据所述运行数据的属性在预设匹配-数据列表对应的属性组中匹配响应数据。
17.在一种可实施的方式中，
18.所述解析单元，包括：
19.所述解析单元，还用于当所述属性组中所有的待匹配响应数据无法与所述运行数据进行匹配时，提取所述属性组对应的组响应数据。
20.在一种可实施的方式中，
21.所述执行模块，包括：
22.获取单元，用于获取所述运行数据的属性，以及获取组响应数据与运算数据的数据差异量；
23.处理单元，用于根据属性确定所述麦克风的待校准方向，同时根据所述数据差异量确定所述麦克风的待校准强度；
24.执行单元，用于基于所述校准方向以及所述校准强度对所述麦克风进行校准工作。
25.在一种可实施的方式中，
26.所述处理单元，包括：
27.根据所述属性在预设属性-模型列表中获取对应的初校准模型；
28.放大所述运算数据，并输入到所述初校准模型中，将放大后的所述运算数据转换为数字数据；
29.在所述初校准模型中运行所述数字数据，根据时间顺序采集预设时间段对应的音调值，根据先后顺序为每一所述音调值编号；
30.根据所述编号，分别将所述音调值与对应的标准音调值进行匹配，提取匹配失败的第一音调值；
31.基于所述第一音调值的数量在所述初校准模型中建立对应数量的校准层，并将所述第一音调值分别输入到所述校准层中；
32.将匹配成功的第二音调值的平均音调值视为基准音调，分别输入到每一所述校准层中；
33.分别获取每一所述第一音调值与所述基准音调之间的音调差，分别在每一所述校准层中，为所述第一音调值建立对应的第一校准强度；
34.根据所述音调值编号，分别提取与所述第一音调值相邻的目标第二音调值，分别在每一校准层中建立对应的第一相邻位置和第二相邻位置，将所述目标第二音调放置在对应的相邻位置上；
35.在所述校准层中依次运行每一位置上对应的音调，在预设音谱上显示检测结果，并在所述检测结果上标记所述第一音调值对应的第一结果；
36.判断所述第一结果与剩余结果之间的离散度是否高于预设离散度，若是，获取对应的离散度，为所述第一音调值建立对应的第二校准强度；
37.分别将所述第一校准强度和第二校准强度输入到对应的校准层中，确定所述麦克风对应音频上的校准强度。
38.在一种可实施的方式中，
39.所述处理单元，还包括：
40.当所述第一结果与剩余结果之间的离散度低于预设离散度时，将所述第二校准强度设为1。
41.在一种可实施的方式中，
42.所述执行模块，还包括：
43.获取单元，用于在用户使用所述麦克风时获取所述麦克风播出的实时音频；
44.处理单元，用于获取所述实时音频并转换为实时频域信号；
45.获取所述实时频域信号的频率带，以及所述实时频域信号的能量，根据所述频率带对应的标准能量范围，判断所述实时音频中是否存在回声；
46.若是，根据所述频率带对应的频点为间隔，将所述实时频域信号划分为若干数量的子信号；
47.将位于所述实时频域信号上首位的子信号视为1；
48.基于剩余子信号的位置关系，分别获取每一所述剩余子信号与对应相邻的的前一个子信号之间的信号增益，将所述信号增益依次输入到预设折线图表中；
49.在所述折线图表中的折线上标记斜率在预设斜率范围外的待处理点；
50.获取所述待处理点对应的待处理子信号，在所述实时频域信号上标记所述待处理子信号，同时获取所述待处理子信号在所述实时频域信号上的第一位置；
51.在所述实时频域信号上提取位于所述第一位置之前的若干个第一子信号，分别利用所述第一子信号遍历所述待处理子信号；
52.获取与所述待处理子信号发生重叠的第一子信号；
53.提取所述待处理信号与所述第一子信号的重叠部分，以及所述重叠部分在所述待处理子信号上的强度，分别建立每一所述待处理子信号对应的回声信号；
54.根据所述回声信号的频率建立对应的反回声信号；
55.执行单元，用于将所述反回声信号输入到对应的待处理信号中，消除所述待处理信号中的回声。
56.在一种可实施的方式中，
57.所述音频采集单元，还用于：
58.采集所述麦克风播出的已消除回声的第二音频，获取所述第二音频的信噪比；
59.当所述信噪比不在预设信噪比范围内时，生成二次消音指令，传输到所述执行模块。
60.在一种可实施的方式中，
61.所述执行单元，还用于：
62.基于所述二次消音指令，获取所述第二音频对应的所述反回声信号对所述第二音频进行二次消音指令。
63.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
64.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
65.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
66.图1为本发明实施例中一种麦克风测试校准装置的组成示意图；
67.图2为本发明实施例中一种麦克风测试校准装置的采集模块组成示意图；
68.图3为本发明实施例中一种麦克风测试校准装置的分析模块组成示意图；
69.图4为本发明实施例中一种麦克风测试校准装置的执行模块组成示意图。
具体实施方式
70.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
71.实施例1
72.一种麦克风测试校准装置，如图1所示，包括：
73.采集模块，用于控制麦克风播放指定测试音频，并采集麦克风播出的第一音频；
74.分析模块，用于将所述第一音频转换为第一信号，解析所述第一信号，获取所述第一信号的响应数据，当所述响应数据与标准响应数据不一致时，获取数据差异量；
75.执行模块，用于根据所述数据差异量，获取所述麦克风的待校准强度对所述麦克风进行音频校准工作。
76.该实例中，第一音频表示指定测试音频通过麦克风播出后的音频；
77.该实例中，第一信号表示利用信号的方式表达所述第一音频；
78.该实例中，响应数据表示第一信号的运行结果响应。
79.上述技术方案的工作原理以及有益效果：控制麦克风播放指定测试音频，通过获取第一音频，解析对应的第一信号，根据第一信号的响应数据来确定麦克风的校准强度，对麦克风进行校准工作，这样一来不仅可以快速完成校准工作，多方位的检测麦克风，提高了检测工作的工作效率，还可以将原来的检测工作变得简单，不需要专业人士进行调整，节约了用户调整麦克风的时间。
80.实施例2
81.在实施例1的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，如图2所示，所述采集模块，包括：
82.音频存储单元，用于存储所述指定测试音频；
83.音频采集单元，用于采集所述麦克风播出的第一音频。
84.上述技术方案的工作原理以及有益效果：由音频存储单元和音频采集单元分工合作，进行采集工作，提高了采集效率。
85.实施例3
86.在实施例1的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，如图3所示，所述分析模块，包括：
87.转换单元，用于将所述第一音频转换为第一信号；
88.解析单元，用于运行所述第一信号，得到所述第一信号的运行数据，根据所述运行数据的属性在预设匹配-数据列表对应的属性组中匹配响应数据。
89.该实例中，匹配-数据列表表示提前设定的有关不同属性与不同的响应数据进行匹配的列表。
90.上述技术方案的工作原理以及有益效果：将音频转换为信号，不仅可以快速得到相应的运行数据，还可以根据信号的特点初步判断音频的缺陷，获取第一信号的运行数据对应的相应数据，为后续的测试工作做基础。
91.实施例4
92.在实施例3的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，所述解析单元，包括：
93.所述解析单元，还用于当所述属性组中所有的待匹配响应数据无法与所述运行数据进行匹配时，提取所述属性组对应的组响应数据。
94.该实例中，待匹配响应数据是属性组中已有的响应数据，在实施例3中提到的“匹配响应数据”是与运行数据匹配成功的响应数据，也可以理解为在若干个待匹配响应数据中获取一个与运行数据有关的匹配数据。
95.上述技术方案的工作原理以及有益效果：当待匹配响应数据无法与运行数据进行匹配时，将待匹配数据与相应的属性组进行匹配，获取对应的组响应数据，使测试工作继续下去。
96.实施例5
97.在实施例1的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，如图4所示，所述执行模块，包括：
98.获取单元，用于获取所述运行数据的属性，以及获取组响应数据与运算数据的数据差异量；
99.处理单元，用于根据属性确定所述麦克风的待校准方向，同时根据所述数据差异量确定所述麦克风的待校准强度；
100.执行单元，用于基于所述校准方向以及所述校准强度对所述麦克风进行校准工作。
101.该实例中，麦克风的校准方向与运行数据的属性有关；
102.例如，运行数据的属性为a类时，校准方向为音量调节。
103.上述技术方案的工作原理以及有益效果：通过获取组响应数据与运算数据之间的数据差异量，来确定麦克风的校准方向和校准强度，对麦克风进行精准校准，实现测试后完成校准的目的。
104.实施例6
105.在实施例5的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，其特征在于，所述处理单元，包括：
106.根据所述属性在预设属性-模型列表中获取对应的初校准模型；
107.放大所述运算数据，并输入到所述初校准模型中，将放大后的所述运算数据转换为数字数据；
108.在所述初校准模型中运行所述数字数据，根据时间顺序采集预设时间段对应的音调值，根据先后顺序为每一所述音调值编号；
109.根据所述编号，分别将所述音调值与对应的标准音调值进行匹配，提取匹配失败的第一音调值；
110.基于所述第一音调值的数量在所述初校准模型中建立对应数量的校准层，并将所述第一音调值分别输入到所述校准层中；
111.将匹配成功的第二音调值的平均音调值视为基准音调，分别输入到每一所述校准层中；
112.分别获取每一所述第一音调值与所述基准音调之间的音调差，分别在每一所述校准层中，为所述第一音调值建立对应的第一校准强度；
113.根据所述音调值编号，分别提取与所述第一音调值相邻的目标第二音调值，分别在每一校准层中建立对应的第一相邻位置和第二相邻位置，将所述目标第二音调放置在对应的相邻位置上；
114.在所述校准层中依次运行每一位置上对应的音调，在预设音谱上显示检测结果，并在所述检测结果上标记所述第一音调值对应的第一结果；
115.判断所述第一结果与剩余结果之间的离散度是否高于预设离散度，若是，获取对应的离散度，为所述第一音调值建立对应的第二校准强度；
116.分别将所述第一校准强度和第二校准强度输入到对应的校准层中，确定所述麦克风对应音频上的校准强度。
117.该实例中，属性-模型列表表示提前为不同的属性设定不同初校准模型的对应列表；
118.该实例中，放大运算数据的目的是：将运算数据中的所有数据均扩大，避免在转换为数字数据时丢失数据量较小的部分；
119.该实例中，音调值表示数字数据对应音频部分的音调；
120.该实例中，标准音调值表示指定检测音频对应的标准音调；
121.该实例中，第一音调值表示所有音调值中匹配失败的音调值；
122.该实例中，第二音调值表示所有音调值中匹配成功的音调值，也可以表示除去第一音调值以外的所有音调值；
123.该实例中，基准音调值表示所有匹配成功的音调值(第二音调值)的平均音调值；
124.该实例中，音调差表示第一音调值与基准音调值之间的差值；
125.该实例中，第一校准强度值表示将第一音调值调整到平均水平的校准值；
126.该实例中，第一相邻位置和第二相邻位置上均放置目标第二音调值；
127.该实例中，第一结果表示第一音调值对应的运行结果，剩余音调值表示与第一音调值相邻的目标第二音调值对应的运行结果；
128.该实例中，第二校准强度表示将第一音调值调整到与相邻音调值中和水平的校准值。
129.上述技术方案的工作原理以及有益效果：通过将运算数据转换为数字数据，再将数字数据的音调值输入到预设模型中，将无法与标准音调值匹配的输入到校准层中，利用基准音调和相邻音调值的音调差对相应的音调值进行校准，不仅完成了校准工作，而且最大限度的保留了原音调值，避免过度校准，发生失真。
130.实施例7
131.在实施例6的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，其特征在于，所述处理单元，还包括：
132.当所述第一结果与剩余结果之间的离散度低于预设离散度时，将所述第二校准强度设为1。
133.上述技术方案的工作原理以及有益效果：当第一音调值对应的第一结果与目标音调值对应的剩余结果之间的离散度在预设离散度范围内时，确定第一音调值不需要第二校准强度的校准，为了避免校准系统紊乱，将第二校准强度设为1，保证校准工作正常执行。
134.实施例8
135.在实施例5的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，其特征在于，所述执行模块，还包括：
136.获取单元，用于在用户使用所述麦克风时获取所述麦克风播出的实时音频；
137.处理单元，用于获取所述实时音频并转换为实时频域信号；
138.获取所述实时频域信号的频率带，以及所述实时频域信号的能量，根据所述频率带对应的标准能量范围，判断所述实时音频中是否存在回声；
139.若是，根据所述频率带对应的频点为间隔，将所述实时频域信号划分为若干数量的子信号；
140.将位于所述实时频域信号上首位的子信号视为1；
141.基于剩余子信号的位置关系，分别获取每一所述剩余子信号与对应相邻的的前一个子信号之间的信号增益，将所述信号增益依次输入到预设折线图表中；
142.在所述折线图表中的折线上标记斜率在预设斜率范围外的待处理点；
143.获取所述待处理点对应的待处理子信号，在所述实时频域信号上标记所述待处理子信号，同时获取所述待处理子信号在所述实时频域信号上的第一位置；
144.在所述实时频域信号上提取位于所述第一位置之前的若干个第一子信号，分别利用所述第一子信号遍历所述待处理子信号；
145.获取与所述待处理子信号发生重叠的第一子信号；
146.提取所述待处理信号与所述第一子信号的重叠部分，以及所述重叠部分在所述待处理子信号上的强度，分别建立每一所述待处理子信号对应的回声信号；
147.根据所述回声信号的频率建立对应的反回声信号；
148.执行单元，用于将所述反回声信号输入到对应的待处理信号中，消除所述待处理信号中的回声。
149.该实例中，实时音频表示用户在使用麦克风时，由麦克风发出的音频；
150.该实例中，频率带表示实时频域信号的频率所在的范围对应的划分带；
151.该实例中，标准能量范围表示正常情况下实时频域信号在对应的频率带下的能量范围；
152.该实例中，频点表示频率带上的频率停顿点；
153.该实例中，信号增益表示相邻两个子信号之间的能量差值，一般来说，以后一个子信号的能量减去前一个相邻子信号的能量为信号增益；
154.该实例中，反回声信号与回声信号相反，且两个信号在同一位置的能量相加为0；
155.例如，回声信号为：0，1，1，-1，0，-1，那么，反回声信号为：0，-1，-1，1，0，1。
156.上述技术方案的工作原理以及有益效果：当用户使用麦克风时，为了避免麦克风发出回声，采集麦克风的实时音频并转换为实时频域信号，将实时频域信号划分为若干数量的子信号，根据不同子信号对应的信号增益来判断该子信号是否发生错误，获取与待处理子信号发生重叠的第一子信号，即回声信号，这样一来可以通过建立反回声信号来消除回声信号，达到净化实时音频的作用。
157.实施例9
158.在实施例8的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，其特征在于，所述音频采集单元，还用于：
159.采集所述麦克风播出的已消除回声的第二音频，获取所述第二音频的信噪比；
160.当所述信噪比不在预设信噪比范围内时，生成二次消音指令，传输到所述执行模块。
161.该实例中，第二音频表示消除回声后的实时音频。
162.上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了检测消除回声后的音频是否符合标准，获取第二音频的信噪比，通过信噪比判断第二音频是否合格，并在第二音频不合格时生成二次消音指令。
163.实施例10
164.在实施例9的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，其特征在于，所述执行单元，还用于：
165.基于所述二次消音指令，获取所述第二音频对应的所述反回声信号对所述第二音频进行二次消音指令。
166.上述技术方案的工作原理以及有益效果：对第二音频中的反回声信号进行二次消音工作，保证用户在使用麦克风时没有回声。
167.实施例11
168.在实施例8的基础上，所述一种麦克风测试校准装置，检测所述第二音频的信噪比，包括：
169.音频采集单元，还用于获取未消除回声的初始音频，并转化为第一语音信号；
170.将所述第二音频转化为第二语音信号，并分别将所述第一语音信号和所述第二语音信号划分为n段；
171.根据公式(ⅰ)计算回声信号在所述第二语音信号中的平均占比；
[0172][0173]
其中，b表示回声信号在所述第二语音信号中的平均占比，qm表示第m个第一语音信号子段与第m个第二语音信号子段之间的未重叠信号量，y2表示所述第二语音信号的第二信号量；
[0174]
其中未重叠信号量包括：已消除回声的信号量am，以及消除过程中产生的误差信号量bm，即：qm＝am+bm，且bm《am；
[0175]
当回声信号在所述第二语音信号中的平均占比不在预设范围内时，根据公式(ⅱ)计算所述第二语音信号中回声信号的回声信号量；
[0176][0177]
其中，d表示所述第二语音信号中回声信号的回声信号量，y1表示所述第一语音信号的第一信号量，fm表示第m个第一语音信号子段中有效信号的的平均信号幅值，f
m,max
表示第m个第一语音信号子段中有效信号的的最大信号幅值，hm表示第m个第二语音信号子段中有效信号的的平均信号幅值，h
m,max
表示第m个第二语音信号子段中有效信号的的最大信号幅值，pm表示第m个第二语音信号子段的子信号量，y2表示所述第二语音信号的第二信号量，n表示所述第二信号子段的总数量；
[0178]
当公式(ⅱ)的计算结果不在预设信号量范围内时，生成二次消音指令，传输到所述执行模块。
[0179]
该实例中，回声信号量表示第二语音信号中的回声信号的能量。
[0180]
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了进一步检验第二音频中是否有残留的回声，将第二音频转换为第二语音信号，通过计算回声信号在第二语音信号中的平均占比，以及第二语音信号中的回声信号量来判断第二语音信号中的回声是否影响用户正常使用，若是，为了给用户提供良好的使用体验，生成二次消音指令，传输到执行模块，为执行模块进行二次消音做基础。
[0181]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。