專利名稱：機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以針對機載語音通信系統(tǒng)整體性能進行評估的設(shè)備。
背景技術(shù)：
語音質(zhì)量評價從評價主體上講可分為兩大類:主觀評價和客觀評價。主觀評價是以人為主體來評價語音的質(zhì)量，該方式雖較為繁雜，但由于人是語音的最終接受者，因此這種評價應(yīng)是語音質(zhì)量的真實反映。目前使用較多的主觀評價方法是平均意見分(M0S，mean op inion score)。主觀評價的優(yōu)點是符合人對語音質(zhì)量的感知，缺點是受人的主觀影響比較大而且費時費力使用不便。為此人們對語音質(zhì)量評價值的客觀方法，即用機器來自動判別語音質(zhì)量進行了研究。國內(nèi)機載語音系統(tǒng)測試方式長期采用如下方式:
a)對設(shè)備成品進行設(shè)備級維修測試；
b)對全機語音性能通過音響交聯(lián)實驗和試飛實驗，通常按照MOS標(biāo)準(zhǔn)進行主觀評價。這樣存在著如下問題:
a)單個成品指標(biāo)范圍較寬，當(dāng)單個成品滿足指標(biāo)，但系統(tǒng)通信效果依然較差時，無法定位和隔離通信系統(tǒng)中對效果貢獻最大的成品；
b)進行MOS測試的人員太少，并不完全符合SJ/T20771-2000的評價標(biāo)準(zhǔn)。事實上完全按照MOS標(biāo)準(zhǔn)進行語音評價將使測試成本極大地增加，因此通過一種實時語音質(zhì)量評估(測試)系統(tǒng)，對實際應(yīng)用系統(tǒng)(設(shè)備)進行客觀物理量的采樣并通過專用語音(音頻)軟件進行分析處理，根據(jù)音響的頻響特性、失真度、信噪比等物理參數(shù)而得出該實際應(yīng)用系統(tǒng)的物理量的客觀評價結(jié)論，是一種滿足科研和生產(chǎn)實際需求的實用方法。國外ITU組織推出了 ITU-T P862.1的語音評估辦法，而且部分國外公司為固定電話公司(如AT&T)研制了對應(yīng)的話音質(zhì)量檢測設(shè)備。但該設(shè)備對于航空器而言依然存在著問題:
a)接口不匹配，航空器上的語音通信設(shè)備種類很多(如手持式麥克風(fēng)、揚聲器、話音電臺等)，這些設(shè)備的語音接口也是按照不同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的。目前市面上沒有能夠同時兼容測試這些接口的話音評估設(shè)備；
b)同時測試的數(shù)量少，國外的話音檢測設(shè)備只能進行耳機到話筒這種端到端的測試，而不能進行整個話音通路上不同檢測點間話音質(zhì)量的評估情況。為解決這些問題，本發(fā)明設(shè)計了定量的方式測量主觀評價治標(biāo)的檢測設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種效率高、成本低、使用方便，能夠?qū)νㄐ畔到y(tǒng)多條話音通路，多點話音和不同檢測點間話音質(zhì)量評估，并能同時兼容測試不同標(biāo)準(zhǔn)語音接口的話音質(zhì)量評估設(shè)備。本發(fā)明的上述目標(biāo)可以通過以下措施來達到。一種機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備，包括，一個相連機載通信系統(tǒng)的接口匹配網(wǎng)絡(luò)和操控平臺，其特征在于，接口匹配網(wǎng)絡(luò)通過采集器、評估模塊相連操控平臺，采集器采集來自接口匹配網(wǎng)絡(luò)的信號，并根據(jù)操控平臺上設(shè)置的線路連接關(guān)系將與接口匹配網(wǎng)絡(luò)連接的話音信號線上的模擬話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字話音信號，將數(shù)字話音信號送給評估模塊進行評估，評估模塊按照操控平臺的配置將采集器進行歸一化處理和信號分類，通過比較參考信號和失真信號得出失真信號相對于參考信號的MOS分值；評估模塊首先從一個測試通路上選取兩個測試點，將離測試源較近的作為參考信號，而較遠的作為失真信號，然后將參考信號和失真信號分別進行輸入濾波、時間對準(zhǔn)處理、聽覺變換、擾動處理、標(biāo)識壞段和認知模型處理后，得到失真信號相對于參考信號的MOS評估分值，然后依次重復(fù)選取測試點，獲取整個測試通路上所有MOS評估分值，最后由操控平臺進行匯總得到整個評估結(jié)果。本發(fā)明相比于現(xiàn)有測試系統(tǒng)具有如下有益效果:
a)本發(fā)明通過接口匹配網(wǎng)絡(luò)，將機載通信系統(tǒng)的話音信號線引入評估設(shè)備，可以適應(yīng)航空話音通信系統(tǒng)的聯(lián)接要求，完成對航空話音通信設(shè)備的話音質(zhì)量測試；
b)采集器根據(jù)配置將話音信號線上的模擬話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字話音信號，經(jīng)評估模塊計算話音質(zhì)量，評估模塊按照操控平臺的配置將采集器進行歸一化處理和信號分類，通過比較參考信號和失真信號得出失真信號相對于參考信號的MOS分值，可以完成對整個話音通路上多點測試，并能夠分析話音通路上的語音質(zhì)量分布情況，完成機載話音通信系統(tǒng)的多條話音通路的多點話音質(zhì)量的評估工作。用于提供操控和現(xiàn)實測試情況。c)借助本發(fā)明可以對飛機內(nèi)部和外部通信系統(tǒng)的話音質(zhì)量進行評估，并得到評估分?jǐn)?shù)，使操作人員可以客觀的得出語音通信系統(tǒng)的效果；借助本發(fā)明操控平臺可以建立起適合于我國的航空話音通信系統(tǒng)提供完整的話音質(zhì)量評估體系，完成對機載話音通信系統(tǒng)整體性能的定量評估和對航空器機內(nèi)通信系統(tǒng)話音質(zhì)量進行定量評估，對航空器與其它無線電設(shè)備的話音通信質(zhì)量進行定量評估。本發(fā)明具有效率高、成本低、使用方便，能夠?qū)νㄐ畔到y(tǒng)多條話音通路，多點話音和不同檢測點間話音質(zhì)量評估，并能同時兼容測試不同標(biāo)準(zhǔn)語音接口的話音質(zhì)量評估設(shè)備，解決了話音通路上不同檢測點間話音質(zhì)量的評估的問題。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利進一步說明。圖1是本發(fā)明話音評估設(shè)備模塊組成示意圖。圖2是話音評估設(shè)備的多點測試舉例。圖3是話音評估模塊基本原理框圖。圖4是話音評估設(shè)備的控制界面示意圖。圖5是話音評估設(shè)備的控制面板與上側(cè)板的展開示意圖。
具體實施例方式參閱圖1。在以下實施例描述的機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備中，航空器的話音檢測口通過評估設(shè)備接口的電纜線聯(lián)接匹配網(wǎng)絡(luò)，接口匹配網(wǎng)絡(luò)、采集器、評估模塊和控制平臺構(gòu)成設(shè)備的內(nèi)部模塊，其中接口匹配網(wǎng)絡(luò)將機載通信系統(tǒng)的話音信號線引入評估設(shè)備，采集器根據(jù)配置將話音信號線上的模擬話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字話音信號，評估模塊計算話音質(zhì)量，操控平臺用于提供操控和現(xiàn)實測試情況。話音評估設(shè)備的專用電纜線與機載通信系統(tǒng)連接，接口物理形式由機載通信系統(tǒng)決定。接口匹配網(wǎng)絡(luò)是在不影響機載設(shè)備正常連接基礎(chǔ)上，將機上語音信號接人本評估設(shè)備的一組電纜，該電纜的物理接口隨著被測的機載通信設(shè)備的物理連接形式不同而不同。接口匹配網(wǎng)絡(luò)通過采集器、評估模塊相連操控平臺，其中接口匹配網(wǎng)絡(luò)將機載通信系統(tǒng)的話音信號線引入評估設(shè)備，采集器根據(jù)配置將話音信號線上的模擬話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字話音信號，評估模塊計算話音質(zhì)量，采集器采集來自接口匹配網(wǎng)絡(luò)的信號，并將信號送給評估模塊進行評估。評估模塊首先從一個測試通路上選取兩個測試點，將離測試源較近的作為參考信號，而較遠的作為失真信號，然后將參考信號和失真信號分別進行輸入濾波、時間對準(zhǔn)處理、聽覺變換、擾動處理、標(biāo)識壞段和認知模型處理后，得到失真信號相對于參考信號的MOS評估分值，然后依次重復(fù)選取測試點，獲取整個測試通路上所有MOS評估分值，最后由操控平臺進行匯總得到整個評估結(jié)果。操作人員通過操控平臺配置和設(shè)置接口匹配網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系和采集器的工作參數(shù)，在操控平臺上操控啟動接口匹配網(wǎng)絡(luò)、采集器和評估模塊工作，并收集測試結(jié)果，并將信號送給評估模塊進行評估，測試話音通路以及該通路上的測試點，也可將歷史上的配置進行載入操作，作為本次測試的配置。評估過程包括，電平對齊、輸入濾波、時間對準(zhǔn)處理、聽覺變換、擾動處理、標(biāo)識壞段和認知模型七個部分，這七個部分可以通過MaidenElectronics公司的MultiDSLA軟件予以實現(xiàn)，得出評估的分值，最后由操控平臺進行匯總得到整個評估結(jié)果，形成測試報告。整個采集、評估過程都是在操控平臺的配置和控制下進行的。參閱圖2。選取飛機上飛行員利用超短波電臺與地面工作人員通話所形成的話音通路，并對該通路的質(zhì)量評估為例。例舉如何進行多點話音評估的原理和方法。首先例舉形成該通路所需的設(shè)備:機上耳機話筒組、適配器、機通、機載電臺U/VHF1、機上天線、地面天線、地面電臺、機通和地面耳機話筒組九個設(shè)備，將該話音通路上設(shè)備間的音頻交聯(lián)點分
別以S、 、 、》和 標(biāo)出，并將該點的信號通過電纜引出與話音檢測設(shè)備相連，然后依
次測量S -> 、3> -> 0、@ -> 0、@ -> @的MOS分值，最后通過給出改善通信質(zhì)量最大的設(shè)備，然后將此設(shè)備換下，重新進行話音評估。參閱圖3。評估模塊通過比較參考信號和失真信號得出失真信號相對于參考信號的MOS分值。具體的，評估模塊首先按照操控操控平臺上設(shè)置的線路連接關(guān)系將采集器進行歸一化處理和信號分類，將采集模塊采集到失真信號電平歸一化到一個特定的幅度，如I伏，在一個測試片段中從測試通路上選取兩個測試點，評估模塊將離測試源較近的語音信號作為參考信號而較遠的作為失真信號。評估模塊將參考信號和失真信號分別通過濾波器或濾波電路輸入濾波，經(jīng)時間對準(zhǔn)均衡處理電路時間對準(zhǔn)均衡處理濾波后的參考信號和失真信號，參考信號和失真信號通過并聯(lián)在聽覺變換電路之間的擾動處理電路，經(jīng)標(biāo)識壞段電路將參考信號和失真信號反饋到時間對準(zhǔn)均衡處理電路，再通過聽覺變換電路和擾動處理電路的處理，送入認知模型處理，得到失真信號相對于參考信號的MOS分值。
參閱圖4。用于整個設(shè)備的控制和配置的操控工作界面，是圖1中操控平臺的用戶界面顯示。話音評估設(shè)備具體包括系統(tǒng)配置區(qū)、測試控制區(qū)、主工作區(qū)和控制狀態(tài)區(qū)4個部分。主工作區(qū)，包括:測試過程顯示、測試腳本編輯、測試報告生成等。系統(tǒng)配置區(qū)用于操作人員配置本次測試的話音通路和測試點；測試控制區(qū)提供測試的控制按鍵，如，“開始測試”、“停止測試”、“生成報告”等，主工作區(qū)用于測試過程顯示、測試腳本編輯、測試報告生成等；控制狀態(tài)區(qū)，用于顯示話音評估設(shè)備的工作狀態(tài)；測試腳本進行編輯時，用戶將系統(tǒng)配置區(qū)中的測試通話和測試點拖放到工作區(qū)中，然后以此標(biāo)記處本次測試的測試通路和測試順序，每個測試通路可以參考圖2。測試腳本編輯完成后，機載話音評估設(shè)備就可以按照本次規(guī)劃的測試順序以此測試每個測試點的話音評估質(zhì)量。當(dāng)測試完成后機載話音評估設(shè)備將收集本次測試的數(shù)據(jù)，如每個節(jié)點的PESQ值、測試時間、測試音模板(如男聲、女生等)以及最終測試分值等信息，最后按照用戶根據(jù)自己的需要定制word模板生成測試報告，并可選擇打印輸出。參閱圖5。話音評估設(shè)備控制面板主要完成與機載通信系統(tǒng)的接入和信號采集，是圖1中接口匹配網(wǎng)絡(luò)和信號采集器的具體體現(xiàn)，通過控制面板用戶可以完成信號的接入與采集?？刂泼姘灏▋蓚€操作面板，為正面板7和上側(cè)面板6,其中正面板7為用戶操作控制機載話音評估設(shè)備使用，而上側(cè)面板6用于連接機載通信系統(tǒng)。具體的包括測試電纜1、電源開關(guān)2、測試設(shè)備接入口 3、控制配置口 4和機載設(shè)備接入口 5。用戶通過如下步驟實現(xiàn)信號的接入與采集，將與機載通信系統(tǒng)相連的電纜與側(cè)面板對應(yīng)的插頭連接；上側(cè)面板6上的接口與接口 3直接連接聯(lián)通，測試電纜連接接口 3，控制配置口 4與操控平臺連接。撥動電源開關(guān)2，等待操控平臺上顯示與控制面板連接正常；此時信號的接入與采集工作完成。另外如圖所示通過擴展測試設(shè)備接入口 3的數(shù)量，可以完成更多信號的評估工作。
權(quán)利要求
1.一種機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備，包括，一個相連機載通信系統(tǒng)的接口匹配網(wǎng)絡(luò)和操控平臺，其特征在于，接口匹配網(wǎng)絡(luò)通過采集器、評估模塊相連操控平臺，采集器采集來自接口匹配網(wǎng)絡(luò)的信號，并根據(jù)操控平臺上設(shè)置的線路連接關(guān)系將與接口匹配網(wǎng)絡(luò)連接的話音信號線上的模擬話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字話音信號，將數(shù)字話音信號送給評估模塊進行評估，評估模塊按照操控平臺的配置將采集器進行歸一化處理和信號分類，通過比較參考信號和失真信號得出失真信號相對于參考信號的MOS分值；評估模塊首先從一個測試通路上選取兩個測試點，將離測試源較近的作為參考信號，而較遠的作為失真信號，然后將參考信號和失真信號分別進行輸入濾波、時間對準(zhǔn)處理、聽覺變換、擾動處理、標(biāo)識壞段和認知模型處理后，得到失真信號相對于參考信號的MOS評估分值，然后依次重復(fù)選取測試點，獲取整個測試通路上所有MOS評估分值，最后由操控平臺進行匯總得到整個評估結(jié)果。
2.按權(quán)利要求1所述的機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備，其特征在于，接口匹配網(wǎng)絡(luò)將機載通信系統(tǒng)的話音信號線引入評估設(shè)備，采集器采集來自接口匹配網(wǎng)絡(luò)的信號，將話音信號線上轉(zhuǎn)換成的數(shù)字話音信號輸入評估模塊計算話音質(zhì)量，對話音信號進行評估。
3.按權(quán)利要求1所述的機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備，其特征在于，機上耳機話筒組、適配器、機通、機載電臺U/VHF1、機上天線、地面天線、地面電臺、機通和地面耳機話筒組九個設(shè)備，將該話音通路上設(shè)備間的音頻交聯(lián)點分別以和 標(biāo)出，并將該點的信號通過電纜引出與話音檢測設(shè)備相連，然后依次測量 -> M -> 0、 -> 、 -> 的MOS分值,最后通過給出改善通信質(zhì)量最大的設(shè)備，然后將此設(shè)備換下，重新進行話音評估。
4.按權(quán)利要求1所述的機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備，其特征在于，評估模塊首先按照操控操控平臺上設(shè)置的線路連接關(guān)系將采集器進行歸一化處理和信號分類，將采集模塊采集到失真信號電平歸一化到一個特定的幅度，如I伏，在一個測試片段中從測試通路上選取兩個測試點，評估模塊將離測試源較近的語音信號作為參考信號而較遠的作為失真信號。
5.按權(quán)利要求1所述的機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備，其特征在于，評估模塊將參考信號和失真信號分別通過濾波器或濾波電路輸入濾波，經(jīng)時間對準(zhǔn)均衡處理電路時間對準(zhǔn)均衡處理濾波后的參考信號和失真信號，參考信號和失真信號通過并聯(lián)在聽覺變換電路之間的擾動處理電路，經(jīng)標(biāo)識壞段電路將參考信號和失真信號反饋到時間對準(zhǔn)均衡處理電路，再通過聽覺變換電路和擾動處理電路的處理，送入認知模型處理，得到失真信號相對于參考信號的MOS分值。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種機載通信系統(tǒng)話音評估設(shè)備，包括，一個相連機載通信系統(tǒng)的接口匹配網(wǎng)絡(luò)和操控平臺，接口匹配網(wǎng)絡(luò)通過采集器、評估模塊相連操控平臺，采集器采集來自接口匹配網(wǎng)絡(luò)的信號，并根據(jù)操控平臺上設(shè)置的線路連接關(guān)系將與接口匹配網(wǎng)絡(luò)連接的話音信號線上的模擬話音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字話音信號，將數(shù)字話音信號送給評估模塊進行評估，評估模塊按照操控平臺的配置將采集器進行歸一化處理和信號分類，通過比較參考信號和失真信號得出失真信號相對于參考信號的MOS分值。本發(fā)明能夠?qū)νㄐ畔到y(tǒng)多條話音通路，多點話音和不同檢測點間話音質(zhì)量評估，并能同時兼容測試不同標(biāo)準(zhǔn)語音接口的話音質(zhì)量評估設(shè)備，解決了話音通路上不同檢測點間話音質(zhì)量的評估的問題。
文檔編號H04W84/06GK103200604SQ20131000388
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者雷國志, 陳艷芳, 卓磊 申請人:中國電子科技集團公司第十研究所