语音质量评估系统的实现

语音质量评估系统的实现

时间：2009-06-06

PESQ系统原理

现行国际电联ITU语音评估算法标准有：PAMS(感知分析测度系统)、PSQM(感知语音质量测度)、MNB(归一化块测度)、PESQ(知觉通话质量评估),其中,PESQ是国际电联（ITU）P.862推荐的语音评估最新算法, 相对于PSQM和MNB只用在窄带编解码测量中，并且对某些类型的编解码、背景噪声和端到端的影响，比如滤波和时延变化给出不精确的预测值。PESQ能提供比P.861模型、PSQM和MNB与主观意见更好的相关性。它能在很广范的条件下对主观质量给出很精确的预测，包括有背景噪声，模拟滤波，和/或时延变化,非常适用于移动通信网络的语音质量评估。

PESQ的算法描述如下:

参考信号和通过无线网络传输后的退化信号通过电平调整，再用输入滤波器模拟标准电话听筒进行滤波(FFT)。这两个信号要在时间上对准，并通过听觉变换。这个变换包括对系统中线性滤波和增益变化的补偿和均衡,提取出两个失真参数，在频率和时间上总和起来，从而映射到对主观平均意见分的预测。

鼎利PESQ测试系统介绍

鼎利是PESQ专利提出者国内最早的合作伙伴，也是目前国内仅有的两家购买PESQ专利的移动设备厂商，早在2002年初就开始语音评估方面的开发和研究，并分别在02年初和04年初在自动测试系统及传统路测上实现了PESQ测试，其后在全国各地的移动运营商中都得到了大量的推广和应用。

鼎利传统路测上的PESQ评估主要是基于测试手机，其结构图如下：

在上图中，音频盒主要用于参考信号的输入，及记录经过无线网络传输后的退化语音信号，由此作为PESQ测试系统（Pioneer）的评估依据。

Pioneer作为测试软件，其作用主要体现在两个方面，一是记录测试时的无线网络质量情况，包括场强、信号质量等，以便用户对影响语音质量的无线因素进行定位；另一方面，Pioneer内置PESQ的算法模块，可以实现对输入的参考语音样本和退化语音信号根据PESQ算法进行比较、运算，给出并记录相应的评估分数（MOS值），同时也可以给出一些其他的相关质量指标，如噪声增益、电平等，还可以实现回

放时对记录的语音文件进行同步播放，以便于用户定位问题。

测试流程如下：

、运行测试软件Pioneer,连接好两台测试手机（如Sagem260、SamsungZ560等），配置好MOS测试计划。、通过USB数据线将音频盒与测试电脑相连。在测试过程中，手机的声音都通过耳机线传到这个音频盒，通过音频盒的录放音，每部手机对应录下来的退化声音文件再通过USB数据线传给测试软件。测试前必须对音频盒进行预测试，保证在环回测试的情况下，其MOS得分稳定在4.9以上。

3、两台手机进行互相通话，在整个测试过程中一直保持，以保证两台一直连通，可以正常进行录放音。

、 Pioneer执行MOS测试计划，指定外接的音频盒作为录放音设备，默认采用软件内置的8秒男声标准语音样本作为参考语音。开始测试后，将参考语音通过音频盒与电脑的USB数据线输入到音频盒的放音端，再通过耳机输入到连接的商用手机，由于该手机与另一部手机一直处于通话状态，因此耳机传过来的参考语音将通过无线网络传输到另一部手机中，再通过其连接的耳机线à音频盒录音回路à音频盒USB数据线送回Pioneer软件，软件会实时录制送回的语音（退化语音），然后再根据PESQ算法，对参考信号和录制的退化语音进行电平调整，输入滤波、时间对准、听觉变换等步骤，给出退化语音信号的MOS分数以及相关的语音质量参数，并自动保存录制的声音文件以及各项指标。

、 Pioneer通过调用一个轮询函数，使两台手机轮流进行录放音操作，一部手机放音的同时另一部手机同步录音，然后另一部手机开始放音，如此循环，直至测试结束。由于男声标准语音样本时长为8s，再加上放音的对准时间，放音间隔以及放音结束后的MOS分值计算时间等，每隔10s左右会生成1个MOS（上行或下行）分值，同时因为两部手机循环录放音，因此单向的MOS（上行或下行）采样点大概20s生成一个。、测试完毕，统计测试数据，给出MOS分布和均值，对定点以及路测区域的语音质量进行评估并给出统计报

告。

、分析测试数据，对语音质量差的区域进行定位和相应分析。MOS分值是一个综合的测试指标，它除了与信号质量相关，与包括无线、传输、交换、路由等各涉及到语音传输的环节都有关系。由于路测软件能够实时录制通过无线网络传播后的退化声音信号，包括静音、杂音、串话等，通过回放测试数据、播放录制的

声音文件以及专项统计就可以进行语音质量的分析和评估。

语音评估结果

语音评估采用2001年最新的国际电联标准，提供上、下行PESQ语音评分，对上、下行语音评分结果进行综合比较。固定端采用七号信令进行语音播放和接收，这样可以减少其他网络质量对语音评分的影响。语音评估结果分优、良、中、差等级。大于等于3为优，大于等于2.5为良，大于等于2为中，小于2为差。目前移动集团还没有对于MOS测试的统一标准，以下是广东某市

的语音评估结果表，请参考。

上、下行语音评估平均结果：

上下行百分比=（>=3.3*1+>=2.8*0.8+>=2.5*0.6+>=2*0.4）（某省2006年的计算方式）上下行百分比=（>=3.5*1+>=2.8*0.8+>=2.5*0.6+>=2*0.4）（某省2007年的计算方式）