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【发明专利】精准捕捉毫秒级杂音、爆音等音频异常,联康信息解锁音频质量检测新方案
2026-08-18 14:12:45

手机通话时突然出现一声杂音,耳机播放音乐时偶尔爆音,智能音箱在某个频段出现失真……这些问题持续时间可能很短,却会直接影响用户体验。对于音频产品生产企业而言,如何在批量检测中快速发现这类异常,并准确定位问题发生的时间,是音频质量管控中的重要环节。

以往,音频质量检测往往依赖人工听音。质检人员需要反复播放音频,凭经验判断是否存在噪声、失真、爆音或声音缺失等问题。但当产品进入批量生产阶段,人工听音的局限也逐渐显现:检测效率有限,不同人员的判断标准可能存在差异,长时间听音还容易产生听觉疲劳。更重要的是,一些只持续几十毫秒或几百毫秒的瞬态异常,很容易在检测过程中被忽略。

为破解这一难题,联康信息技术团队针对性研发音频质量检测算法,该项创新成果现已获国家发明专利:《一种结合 MFCC 和时域统计特征的音频质量自动评分方法及系统》(专利号:ZL 2025 1 1516445.X)。通过音频特征提取、分段分析和机器学习模型,高效实现音频质量的自动评分与异常定位。

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如何让机器“听懂”音频差异?

人耳判断音质,依赖的是对响度、音色、噪声、失真和瞬态变化的综合感知。机器虽然不能像人一样直接听音,但可以将音频转化为一组可计算、可比较的数据特征。

该专利方案结合了两类音频特征。第一类是MFCC,即梅尔频率倒谱系数。MFCC能够描述声音在不同频率范围内的能量分布和音色特征,通过MFCC可以识别参考音频与待测音频在频谱结构上的变化。第二类是时域统计特征,包括均方根能量、过零率、最大幅度、偏度和峰度。这些特征分别反映声音能量、波形变化速度、幅度峰值以及信号分布形态。

该专利系统将MFCC特征与时域统计特征结合,使检测结果不仅关注音色和频谱变化,也关注声音波形中的突发异常。

如何让音频检测做到准确、直观,稳定?

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结合MFCC和时域统计特征的音频质量自动评分方法的流程示意图



01

均值与最大值结合,提升异常捕捉能力


音频预处理后按1秒分段,每段再细分为10个100毫秒子段。均值反映这一秒的整体音质,最大值则用于捕捉突然出现的爆音、削波等短时异常。两者结合,可以避免异常被平均数据掩盖,让检测更准确。随后,系统将参考音频与待测音频的特征进行对比,并通过SVM模型生成评分。


02

0—5分分级,检测结果更直观


系统按照失真程度输出0—5分:0分表示基本无差异,分数越高,说明失真越严重;5分表示信号丢失或音质极差。相比简单判断“合格”或“不合格”,分级评分可以更直观地反映问题程度。研发人员可以据此比较不同方案,产线也可以设置评分阈值,自动进行复测或不良品拦截。


03

轻量化模型,便于产线稳定部署


产线检测不仅要准确,还要运行稳定、响应快速、维护方便。该专利采用支持向量机模型,不依赖复杂的深度学习网络,对训练样本和计算资源要求相对较低,SVM模型文件仅几十MB,可在普通工控机运行,无需GPU,实现轻量级部署,并通过小样本学习训练出稳定模型,提高了检测准确稳定性。

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图为本发明所示的产线样品b的测试结果示意图

应用场景

该专利可应用于手机、无线耳机、智能音箱、可穿戴设备、车载音频终端及其他带有扬声器、麦克风或音频播放功能的电子产品。


  • 在扬声器测试中,系统可以对比标准音频与设备实际播放并采集到的音频,识别播放过程中的噪声、爆音、削波、失真和信号丢失。

  • 在麦克风测试中,可以判断设备录制信号与参考信号之间的差异,辅助发现灵敏度异常、底噪过大、频响偏差或采集链路故障。

  • 在研发验证阶段,它可以作为客观评价工具,帮助工程师比较不同方案的音频表现;在生产测试阶段,则可以与自动化设备、测试软件和数据管理系统集成,实现自动采集、自动评分、异常定位和结果记录。


专利技术的价值,不仅在于提出一种评分方法,更在于能够真正应用到客户的测试现场。未来,联康信息将继续围绕客户实际测试需求,推动更多算法、创新技术成果融入研发验证与批量生产,让音频检测从“凭经验判断”走向“用数据说话”。

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