1.本发明涉及一种评估系统及方法，尤其是一种多通道语音信号评估系统及方法。
背景技术：
2.人类发出的语音音频信号一般在500
‑
4000hz，人们日常交流所使用的声音，包括快速语速，正常语速和缓慢语速都在500
‑
4000hz这个频段，在这个频段的音频信号包涵着大量有价值的信息，研究这个频段的音频质量有着十分重要的现实意义。语音中通常夹杂着各种频段的杂音，因此，如何实现对语音信号的评估至关重要，但目前缺少必要的技术手段。
技术实现要素：
3.本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种多通道语音信号评估系统及方法，其能实现多路语音信号的评估，提高语音信号评估的效率与可靠性。
4.按照本发明提供的技术方案，所述多通道语音信号评估系统，包括能接收信号源所产生多路音频信号的模数转换器、与所述模数转换器适配连接的信号处理装置以及与所述信号处理装置电连接的上位机；
5.模数转换器对所接收的多路音频信号模数转换后，通过信号处理装置能对模数转换器转换后每路的音频数字信号采样与处理，且通过信号处理装置能将多路采样与处理后的音频数字信号依次传输至上位机内；在将每路的数字音频信号传输至上位机时，信号处理装置根据当前音频数字信号的频率能确定与上位机之间的通信速率，且将当前的音频数字信号在确定的通信速率下传输至上位机内；
6.上位机对接收的音频数字信号进行快速傅立叶变换处理，以确定相应路音频数字信号的信号频域值，根据每路音频信号的信号频域值利用无杂散动态范围评估判断当前路音频信号的信号质量，且将判断评估的语音信号质量输出。
7.所述信号处理装置包括信号第一处理器以及信号第二处理器，其中，信号第一处理器通过usb通信与上位机连接，信号第二处理器与信号第一处理器连接；
8.信号第一处理器能对模数转换器转换后每路的音频数字信号采样与处理，且通过信号处理装置能将多路采样与处理后的音频数字信号依次传输至上位机内；
9.对任一路传输至上位机的音频数字信号，通过信号第二处理器确定当前音频数字信号的频率能确定信号第一处理器与上位机之间的通信速率，信号第一处理器通过rs232通信将确定的通信速率传输至上位机，信号第一处理器与上位机均调整到所述确定的通信速率后，信号第一处理器在确定的通信速率下通过usb通信方式将当前的音频数字信号传输至上位机内。
10.所述信号第一处理器包括fpga，信号第二处理器包括arm；
11.当信号第二处理器采用arm且信号第一处理器采用fpga时，信号第二处理器与信号第一处理器间通过fsmc协议通信。
12.信号第二处理器确定信号第一处理器与上位机间的通信速率时，所述通信速率v为
[0013][0014]
其中，f
in
为当前音频信号的频率，f
s
为模数转换器的采样频率，m为模数转换器的转换位数，n为模数转换器的通道数，g为信号第一处理器与上位机采用转换为usb协议前的rs232协议通信时的有效数据位数，q为采用转换为usb协议前的rs232协议通信时的数据总位数。
[0015]
在所述信号第一处理器内设置三层状态机，所述三层状态机包括第一层状态机、第二层状态机以及第三层状态机；信号第一处理器依次通过第一层状态机、第二层状态机以及第三层状态机后能对模数转换器转换后每路的音频数字信号处理，并最终发送至上位机内；
[0016]
所述第一层状态机包括第一层状态机空闲态、写地址状态、写数据状态以及adc数据接收状态；
[0017]
第二层状态机包括第二层状态机空闲态、sport读数据状态、fifo写数据状态、fifo读数据状态、rs232
‑
usb协议转换状态以及sport接收数据与fifo读出数据同步状态；
[0018]
第三层状态机包括第三层状态机空闲态、adc数据接收及发送状态、rs232发送给gui数据状态、rs232接收来自gui的数据状态、fsmc发送数据状态、fsmc接收数据状态以及通信速率同步状态。
[0019]
所述信号源所产生的多路音频信号的频率为500hz～4000hz。
[0020]
一种多通道语音信号评估方法，提供能接收信号源所产生多路音频信号的模数转换器、与所述模数转换器适配连接的信号处理装置以及与所述信号处理装置电连接的上位机；
[0021]
模数转换器对所接收的多路音频信号模数转换后，通过信号处理装置能对模数转换器转换后每路的音频数字信号采样与处理，且通过信号处理装置能将多路采样与处理后的音频数字信号依次传输至上位机内；在将每路的数字音频信号传输至上位机时，信号处理装置根据当前音频数字信号的频率能确定与上位机之间的通信速率，且将当前的音频数字信号在确定的通信速率下传输至上位机内；
[0022]
上位机对接收的音频数字信号进行快速傅立叶变换处理，以确定相应路音频数字信号的信号频域值，根据每路音频信号的信号频域值利用无杂散动态范围评估判断当前路音频信号的信号质量，且将判断评估的语音信号质量输出。
[0023]
所述信号处理装置包括信号第一处理器以及信号第二处理器，其中，信号第一处理器通过usb通信与上位机连接，信号第二处理器与信号第一处理器连接；
[0024]
信号第一处理器能对模数转换器转换后每路的音频数字信号采样与处理，且通过信号处理装置能将多路采样与处理后的音频数字信号依次传输至上位机内；
[0025]
对任一路传输至上位机的音频数字信号，通过信号第二处理器确定当前音频数字信号的频率能确定信号第一处理器与上位机之间的通信速率，信号第一处理器通过rs232通信将确定的通信速率传输至上位机，信号第一处理器与上位机均调整到所述确定的通信速率后，信号第一处理器在确定的通信速率下通过usb通信方式将当前的音频数字信号传
输至上位机内。
[0026]
信号第二处理器确定信号第一处理器与上位机间的通信速率时，所述通信速率v为
[0027][0028]
其中，f
in
为当前音频信号的频率，f
s
为模数转换器的采样频率，m为模数转换器的转换位数，n为模数转换器的通道数，g为信号第一处理器与上位机采用转换为usb协议前的rs232协议通信时的有效数据位数，q为采用转换为usb协议前的rs232协议通信时的数据总位数。
[0029]
在所述信号第一处理器内设置三层状态机，所述三层状态机包括第一层状态机、第二层状态机以及第三层状态机；信号第一处理器依次通过第一层状态机、第二层状态机以及第三层状态机后能对模数转换器转换后每路的音频数字信号处理，并最终发送至上位机内；
[0030]
所述第一层状态机包括第一层状态机空闲态、写地址状态、写数据状态以及adc数据接收状态；
[0031]
第二层状态机包括第二层状态机空闲态、sport读数据状态、fifo写数据状态、fifo读数据状态、rs232
‑
usb协议转换状态以及sport接收数据与fifo读出数据同步状态；
[0032]
第三层状态机包括第三层状态机空闲态、adc数据接收及发送状态、rs232发送给gui数据状态、rs232接收来自gui的数据状态、fsmc发送数据状态、fsmc接收数据状态以及通信速率同步状态。
[0033]
本发明的优点：模数转换器对所接收的多路音频信号模数转换后，通过信号处理装置能对模数转换器转换后每路的音频数字信号采样与处理，且通过信号处理装置能将多路采样与处理后的音频数字信号依次传输至上位机内；在将每路的数字音频信号传输至上位机时，信号处理装置根据当前音频数字信号的频率能确定与上位机之间的通信速率，且将当前的音频数字信号在确定的通信速率下传输至上位机内；
[0034]
上位机对接收的音频数字信号进行快速傅立叶变换处理，以确定相应路音频数字信号的信号频域值，根据每路音频信号的信号频域值利用无杂散动态范围评估判断当前路音频信号的信号质量，且将判断评估的语音信号质量输出，即能实现多路语音信号的评估，提高语音信号评估的效率与可靠性。
附图说明
[0035]
图1为本发明的框图。
[0036]
图2为本发明第一层状态机的示意图。
[0037]
图3为本发明第二层状态机的示意图。
[0038]
图4为本发明第三层状态机的示意图。
[0039]
图5为本发明上位机的工作流程图。
[0040]
附图标记说明：1
‑
模数转换器、2
‑
信号第一处理器、3
‑
usb驱动器、4
‑
usb接口、5
‑
信号第二处理器以及6
‑
上位机。
具体实施方式
[0041]
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0042]
如图1所示：为了能实现多路语音信号的评估，提高语音信号评估的效率与可靠性，本发明包括能接收信号源所产生多路音频信号的模数转换器1、与所述模数转换器1适配连接的信号处理装置以及与所述信号处理装置电连接的上位机6；
[0043]
模数转换器1对所接收的多路音频信号模数转换后，通过信号处理装置能对模数转换器1转换后每路的音频数字信号采样与处理，且通过信号处理装置能将多路采样与处理后的音频数字信号依次传输至上位机6内；在将每路的数字音频信号传输至上位机6时，信号处理装置根据当前音频数字信号的频率能确定与上位机6之间的通信速率，且将当前的音频数字信号在确定的通信速率下传输至上位机6内；
[0044]
上位机6对接收的音频数字信号进行快速傅立叶变换处理，以确定相应路音频数字信号的信号频域值，根据每路音频信号的信号频域值利用无杂散动态范围评估判断当前路音频信号的信号质量，且将判断评估的语音信号质量输出。
[0045]
具体地，信号源可以采用现有常用的信号发生器形式，具体可以根据需要选择，其中，所述信号源所产生的多路音频信号相应的频率为500hz～4000hz。模数转换器1选用可同时接收多路音频信号的形式，模数转换器1的具体类型可以根据实际需要选择，利用模数转换器1能实现对多路的音频信号进行模数转换，具体进行模数转换的形式以及过程均与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。一般地，多路的音频信号指至少包括一路的音频信号，音频信号的路数与信号源以及模数转换器1的具体选择型号线管，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0046]
信号处理装置能对模数转换器1转换后得到的音频数字信号进行采样与处理，一般地，信号处理装置能同时对多路的数字音频信号同时采样与处理，或者每次对一路的音频数字信号的采样与处理，具体可以根据实际需要选择，此处不再赘述。当存在多路音频数字信号时，信号处理装置依次将每路的音频数字信号传输至上位机6内。
[0047]
为了防止音频数字信号传输过程中存在数据丢失的情况，每一路的音频数字信号传输至上位机6前，均需要根据当前待传输音频数字信号的频率确定信号处理装置与上位机6间的通信速率，在确定通信速率后，信号处理装置在当前的通信速率下与上位机6通信，以将当前的音频数字信号传输至上位机6内，上位机6的工作流程如图5所示。
[0048]
上位机6对接收的音频数字信号进行快速傅立叶变换处理，在进行快速傅立叶变换后，能确定相应路音频数字信号的信号频域值，上位机6具体进行快速傅立叶变换的过程均与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0049]
本发明实施例中，在得到信号频域值后，根据每路音频信号的信号频域值利用无杂散动态范围评估判断当前路音频信号的信号质量，且将判断评估的语音信号质量输出。无杂散动态范围是用于评估模数转换器性能的一个重要指标。具体实施时，利用无杂散动态范围(sfdr)用于评估输入信号的质量。对于一确定的模数转换器1，根据所述模数转换器1的工作手册可确定理想的sfdr值为sfdr
adc
，利用上位机6得到的信号频域值经过计算后能得到sfdr
out
，在输入信号无线路损耗，无干扰且无衰减的情况下，|sfdr
adc
|＝|sfdr
out
|，考虑到信号衰减等因素，可以认为当|sfdr
adc
|
‑
|sfdr
out
|＜4dbm时，检测到的输入信号质量高；当4dbm＜|sfdr
adc
|
‑
|sfdr
out
|＜7dbm时，检测到的输入信号质量为一般；当|sfdr
adc
|
‑
|
sfdr
out
|＞7dbm时，检测到的输入信号质量低，从而能实现对语音信号的评估。
[0050]
具体实施时，上位机6对接收的音频数字信号进行快速傅立叶变换处理，以确定相应路音频数字信号的信号频域值，其中，根据sfdr的定义，上位机6得到的信号频域值经过计算后得到sfdr
out
的方式以及计算过程均为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
[0051]
进一步地，所述信号处理装置包括信号第一处理器2以及信号第二处理器5，其中，信号第一处理器2通过usb通信方式与上位机6连接，信号第二处理器5与信号第一处理器2连接；
[0052]
信号第一处理器2能对模数转换器1转换后每路的音频数字信号采样与处理，且通过信号处理装置能将多路采样与处理后的音频数字信号依次传输至上位机6内；
[0053]
对任一路传输至上位机6的音频数字信号，通过信号第二处理器5确定当前音频数字信号的频率能确定信号第一处理器2与上位机6之间的通信速率，信号第一处理器2通过usb通信将确定的通信速率传输至上位机6，信号第一处理器2与上位机6调整到确定的通信速率后，信号第一处理器2在确定的通信速率下通过usb通信方式将当前的音频数字信号传输至上位机6内。
[0054]
本发明实施例中，所述信号第一处理器2包括fpga，信号第二处理器5包括arm；当然，上位机6可以采用常用的计算机等形式，具体可以根据实际需要选择。
[0055]
当信号第二处理器5采用arm且信号第一处理器2采用fpga时，信号第二处理器5与信号第一处理器2间通过信rs232的通信连接。在具体实施时，信号第一处理器2通过usb驱动器3以及usb接口4能实现与上位机6间的usb连接配合。
[0056]
进一步地，信号第二处理器5确定信号第一处理器2与上位机6间的通信速率时，所述通信速率v为
[0057][0058]
其中，f
in
为当前音频信号的频率，f
s
为模数转换器1的采样频率，m为模数转换器1的转换位数，n为模数转换器1的通道数，g为信号第一处理器2与上位机6采用usb通信时的有效数据位数，q为采用usb通信时的数据总位数。
[0059]
进一步地，在所述信号第一处理器2内设置三层状态机，所述三层状态机包括第一层状态机、第二层状态机以及第三层状态机；信号第一处理器2依次通过第一层状态机、第二层状态机以及第三层状态机后能对模数转换器1转换后每路的音频数字信号处理，并最终发送至上位机6内；
[0060]
所述第一层状态机包括第一层状态机空闲态、写地址状态、写数据状态以及adc数据接收状态；
[0061]
第二层状态机包括第二层状态机空闲态、sport读数据状态、fifo写数据状态、fifo读数据状态、rs232
‑
usb协议转换状态以及sport接收数据与fifo读出数据同步状态；
[0062]
第三层状态机包括第三层状态机空闲态、adc数据接收及发送状态、rs232发送给gui数据状态、rs232接收来自gui的数据状态、fsmc发送数据状态、fsmc接收数据状态以及通信速率同步状态。
[0063]
本发明实施例中，对第一层状态机，第一层状态即空闲态主要作用是一次adc读写操作完成后，等待后续指令下达，进行相应的动作；写地址状态是进行地址编码的状态；写
数据状态是进行数据编码的状态；adc数据接收状态是进行adc数据接收的状态，如图2所示。
[0064]
对第二层状态机，第二层状态是空闲态的作用是数据发送给上位机6后，等待后续新一轮指令下达，触发其后续动作；sport读数据状态是利用sport协议发送数据的状态；fifo写数据状态是向fifo写入数据的状态；fifo读数据状态是从fifo中读取数据的状态；rs232
‑
usb协议转换状态是数据传输从rs232转换到usb协议的状态；sport接收数据与fifo读出数据同步状态是在读数据和写数据之间寻找平衡的状态，在信号第一处理器2内设置第二层状态机以及第二层状态机的上述具体工作过程的设定均为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述，如图3所示。
[0065]
对第三层状态机，第三层状态机空闲态的作用是在上电和复位后，等待上位机发送启动指令；adc数据接收及发送状态是adc数据接收及发送状态，其作用是实现adc数据的接收和发送；rs232发送给gui数据状态的作用是利用上一个状态中rs232协议转usb协议将数据发送给gui；fsmc发送数据状态的作用是fpga通过fsmc协议将数据信息传输给信号第二处理器5计算；fsmc接收数据的作用是通过fsmc协议接收来自信号第二处理器5计算后的数值；通信速率同步状态的作用是根据得到的同步速率数值，匹配最佳的上位机6与信号第一处理器2之间的通信速率，完成不丢码的目的，如图4所示。
[0066]
综上，能得到本发明多通道语音信号评估方法，提供能接收信号源所产生多路音频信号的模数转换器1、与所述模数转换器1适配连接的信号处理装置以及与所述信号处理装置电连接的上位机6；
[0067]
模数转换器1对所接收的多路音频信号模数转换后，通过信号处理装置能对模数转换器1转换后每路的音频数字信号采样与处理，且通过信号处理装置能将多路采样与处理后的音频数字信号依次传输至上位机6内；在将每路的数字音频信号传输至上位机6时，信号处理装置根据当前音频数字信号的频率能确定与上位机6之间的通信速率，且将当前的音频数字信号在确定的通信速率下传输至上位机6内；
[0068]
上位机6对接收的音频数字信号进行快速傅立叶变换处理，以确定相应路音频数字信号的信号频域值，根据每路音频信号的信号频域值利用无杂散动态范围评估判断当前路音频信号的信号质量，且将判断评估的语音信号质量输出。
[0069]
具体地，模数转换器1、上位机6以及信号处理装置间的具体配合进行语音信号评估的过程可以参考上述说明，此处不再赘述。
[0070]
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。