1.一种多媒体多音频测试系统,其特征在于,包括:
音频采集模块,用于自动提取多媒体内容中的音频数据并进行预处理,具体过程如下:识别多媒体文件的格式,包括MP4、AVI、MOV、MKV,提取文件中的音频流信息,包括编码格式、采样率、比特率和通道数;
使用解码和解封装技术从多媒体文件中分离音频流;
再对得到的音频流进行预处理,包括:降噪:应用算法减少背景噪声;增益控制:调整音量至预设水平;均衡化:使用均衡器优化频率响应;采样率转换:将采样率统一至标准值;
将音频数据转换为PCM格式,用于后续处理需求,建立缓冲机制,确保音频流的连续性和处理时间延迟;
检测并解决提取和预处理过程中的错误,包括文件损坏或格式不支持;
使用解码和解封装技术从多媒体文件中分离音频流的具体操作步骤如下:打开多媒体文件,读取文件头信息,定位音频数据流,利用工具FFmpeg或GStreamer解析不同格式的多媒体容器;
确定音频流的编码格式、类型、语言属性,选择与音频流编码格式匹配的解码器,将压缩数据转换为PCM格式的原始音频信号;
对于包含多个音频流的文件,重复解封装和解码步骤,并确保流在时间轴上同步;
管理解封装和解码过程中使用的资源,并通过监测使用参数进行综合评估以得到资估值,将得到的资估值与预设资估阈值进行比对,当资估值大于预设的资估阈值时,则判断解封装和解码过程中使用的资源超过系统负荷,并发出预警,通过减少同时处理的音频流进行优化,避免系统过载;
音频采集模块通过监测使用参数进行综合评估以得到资估值的具体过程如下:使用参数包括:
CPU使用率:衡量处理器在解封装和解码过程中的使用情况,并以百分比表示;
内存占有率:监控解封装和解码过程中消耗的物理内存与原物理内存总量的比值;
磁盘I/O:评估读取多媒体文件和写入解码数据时磁盘的输入/输出操作速率,通过公式:以得到磁判值CP,式中及分别为实际输入操作速度和输出操作速度,及分别为预设的标准输入操作速度和输出操作速度;并将得到的磁判值CP作为衡量读取多媒体文件和写入解码数据时磁盘的输入/输出操作速率的标准;
GPU使用率:对于使用硬件加速解码的情况;
再分别将得到的CPU使用率、内存占有率、磁判值及GPU使用率归一化处理后,以CPU使用率与GPU使用率之和作为半径建立底圆,内存占有率为高建立圆锥体模型,选取圆锥体模型的顶点作为球心,磁判值与修正指数a的乘积作为直径,建立球形体模型,分析圆锥体模型与球形体模型融合形成的异形体的表面积,并记为资估值,以此资估值作为衡量解封装和解码过程中使用的资源的标准;
音频质量评测模块,用于评测提取后的音频流的质量,具体过程如下:设定评测标准和参数,根据用户需求或预设,配置评测的程度和重点,其中评测参数包括音频信号分析、信噪比、失真度、频率响应、动态范围、瞬态响应及立体式和环绕音评测;
将评测参数进行可视化;
完成单参数评测后,针对评测参数进行综合评价,具体的将每个评测参数的评测结果转换为量化值,再根据每个参数的重要性分配权重,归一化处理后,将每个参数的量化值与其权重相乘,然后对所有乘积求和,得到一个综合评分,记为评测分;
再进行主观听音评测,通过主观评测的主观参数对得到的评测分进行修正,以得到终评分,将得到的终评分与预设终评阈值分进行比对,当终评分低于预设终评阈值分时,则判断音频质量未达标,并向自适应调整模块发送调整信令,提高音频的整体质量;通过主观评测的主观参数对得到的评测分进行修正的具体操作步骤如下:通过听音测试,收集用户对音质的主观评价,并解析主观参数,包括:清晰度评价:用户对音频中细节的感知程度,是否能够清晰地听到每个音符或对话,并以此标准收集用户的评分,计算均值记为清评值,以此清评值作为衡量用户对音频的清晰度评价的标准;
音色评价:音频的音质特性,包括乐器或声音的颜色和质地,并以此标准收集用户的评分,计算均值记为色评值,并以此色评值作为衡量用户对音频的音色评价的标准;
平衡性评价:不同频率成分之间的平衡,音频是否在高低频之间保持了平衡,并以此标准收集用户的评分,计算均值记为平衡值,并以此平衡值作为衡量用户对音频的平衡性评价的标准;
沉浸感评价:用户在听音过程中的沉浸程度,音频是否能够让用户感觉身临其境,并以此标准收集用户的评分,计算均值记为沉判值,并以此沉判值作为衡量用户对音频的平衡性评价的标准;
再将得到的清评值、色评值、平衡值及沉判值分别标定为qf、sf、ph及cp,归一化处理后代入以下公式:以得到终评分ZPP,式中PCF为评测分,分别为清评值、色评值、平衡值及沉判值的预设权重系数,并将最终得到的终评分作为衡量音频质量评测的标准自适应调整模块,用于根据评测结果自动调整音频流的参数,优化音频质量;
用户交互模块,提供用户界面,允许用户监控同步和评测过程。
2.根据权利要求1所述的一种多媒体多音频测试系统,其特征在于,音频质量评测模块对不同单参数进行评测的过程如下:音频信号分析:对完成预处理后的音频数据进行时域和频域的信号分析,计算信号的基本参数,包括幅度、频率及相位;
信噪比:测量音频信号中有用信号与背景噪声的比例,计算信噪比,并与预设阈值进行比较,评估音频的清晰度;
失真度:测量音频信号在放大或处理过程中产生的失真,包括谐波失真、互调失真,并评估对音质的影响;
频率响应:分析音频信号在不同频率下的响应,确保音频设备或内容在整个频率范围内提供均衡的声音;
动态范围:测量音频信号的最大和最小可听级别之间的差异,评估音频内容的动态表现力;
瞬态响应:评估音频信号对快速变化的反应能力;
立体声和环绕声评测:对于立体声或环绕声音频,评估声像的定位和分离度,确保声音在空间中的分布符合预期。
3.根据权利要求1所述的一种多媒体多音频测试系统,其特征在于,所述音频质量评测模块将评测参数进行可视化的具体操作步骤如下:具体可视化方式如下:
音频波形图:展示音频信号的时域波形,直观地看到音频信号的幅度变化,通过波形图观察到音频信号的连续性、断点和噪声;
频谱图:显示音频信号的频域分布,以频率为横轴,幅度或能量为纵轴,频谱图用于识别音频中的频率成分和可能的频率失真;
信噪比图表:通过条形图或线图展示信噪比的测量结果,与预设阈值进行对比,展示不同时间段或不同音频段的信噪比变化;
失真度曲线:谐波失真和互调失真通过柱状图或曲线图展示,展示不同谐波或频率下的失真程度,以及与标准或阈值的对比;
频率响应曲线:绘制频率响应曲线,展示音频设备或内容在不同频率下的增益或衰减,曲线图用于展示频率响应的均匀性和是否存在峰谷;
动态范围条形图:使用条形图展示音频信号的最大和最小可听级别,用于直观地看到音频内容的动态范围大小;
瞬态响应图:通过时间-幅度图展示音频信号对瞬态变化的响应,用于观察到信号的上升时间和衰减特性;
立体声和环绕声定位图:使用极坐标图或三维声场图展示立体声或环绕声音频中各个声源的位置,用于看到声源在空间中的分布和方向。
4.根据权利要求1所述的一种多媒体多音频测试系统,其特征在于,所述音频质量评测模块将每个评测参数的评测结果转换为量化值的具体操作步骤如下:音频信号分析:量化指标:幅度、频率、相位;转换方法:使用傅里叶变换的频域分析方法提取信号的频率成分,计算幅度、频率和相位;
信噪比:量化指标:信噪比;转换方法:计算信号功率与噪声功率的比值,然后转换为分贝,通过公式:,其中是信号功率,是噪声功率;
失真度:量化指标:总谐波失真加噪声、互调失真;转换方法:计算信号的谐波分量与基波的比值,转换为百分比或分贝,通过公式:,其中是第阶谐波的幅度,是基波的幅度,为总谐波失真,为噪声;
频率响应:量化指标:频率响应曲线;转换方法:测量音频设备在不同频率下的输出幅度,并与输入幅度进行比较,绘制频率响应曲线;
动态范围:量化指标:动态范围;转换方法:计算音频信号的最大不失真输出电平与噪声电平之间的差值;
瞬态响应:量化指标:上升时间、过冲、稳态误差;转换方法:分析音频信号在瞬态变化时的行为,测量信号从10%到90%最大值所需的时间;
立体声和环绕声评测:量化指标:声像定位准确性、声场宽度、声像分离度;转换方法:使用立体声或环绕声测试信号,测量不同声道间的相位差、时间差和幅度比,评估声像定位和分离度。
5.根据权利要求1所述的一种多媒体多音频测试系统,其特征在于,所述自适应调整模块根据评测结果自动调整音频流的参数的具体操作步骤如下:从音频质量评测模块接收音频单参数的评测结果和综合评价的终评分,当接收到调整信令时,触发自动调整流程,包括:首先分析音频质量评测模块中分析的各项单参数的评测结果,计算各项单参数低于预设标准的百分比,从而确定音频质量未达标的具体原因;
根据分析结果,确定需要调整的音频参数,包括增益、均衡、压缩、扩展,应用相应的音频处理算法对音频流进行实时调整;
在调整过程中实时监测音频流的质量变化,并对音频质量重复进行综合评估,根据评测结果,当分析的音频质量仍未达标,继续调整或优化调整策略;
记录每次调整的具体信息,包括调整的参数和调整后的效果,根据历史调整数据,持续优化自适应调整算法,提高调整的准确性和效率,调整完成后,通过用户交互模块通知用户,并提供最终的音频质量评测报告。