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智能音箱的音频框架

智能音箱中的音频框架主要类似下图所示

  可点击查看大图

智能音箱中的音频硬件可大致分为几个子系统：

  • 麦克风阵列

  • 扬声器系统

  • 信号处理系统

智能音箱中的音频软件可能包含的算法模块：

  • VAD 语音检测
  • ANS 降噪算法
  • AEC 回声消除
  • BF 波束成形
  • 声源定位
  • 音效处理
  • 扬声器保护
  • 非线性主动控制
  • 等等

智能音箱中的音频信号主要路径包括:

  • 上行。麦克风阵列感应语音信号，再经过数字化处理，上传给IVA（音频识别技术）进行信号处理和命令解释。
  • 下行。服务器将数字音频内容传输给设备，再将数字信号转变为模拟信号，并通过扬声器系统进行播放。
  • 其他通过AUX（音频输入输出接口）/蓝牙/wifi等方式，和常规音箱一致。

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智能音箱的测试

如上述讨论，智能音箱中的音频系统有非常多组件，包括麦克风阵列，A/D和D/A转换器，功放，扬声器，数字信号处理，音频编解码等。另外还有波束成形，回声消除，唤醒词识别等多个系统级功能。

一般需要测试每个部件以及子系统，同时最重要的是测试智能音箱整体的系统端到端的性能。

A/D和D/A转换器一般与音频分析仪的采样率不一致，需要做一定的补偿再分析。

频率响应是衡量音频设备最重要的指标。频率响应是一种传递函数的测量。对于DUT(被测设备)，频率响应代表输出与频率相关的幅值和相位。通常将在特定频率（如1kHz）下的幅值设定为参考值，归一化为0dB。

目前智能音箱还是一个新的产品系列，没有一个测试的行业标准。

智能音箱输入路径测试：

可以在固定长宽（比如1m*1m）的桌面上放置被测智能音箱，在距离桌面一定距离和角度放置仿真嘴（模拟人嘴位置）。由于仿真嘴频响曲线不平坦，所以需要提前测试做一定的校准。或者直接使用监听音箱代替。再读取录音文件。

智能音箱输出路径测试：

将数字音频内容从服务器传输至音箱，再将数字信号转变为模拟信号，并通过扬声器系统进行播放。  需要采集播放出来的声音信号，再与原音频文件进行对比。这个属于开环测试。

整体开环测试框架