WO2011051512A1 - Dispositivo de control de calidad de megafonía - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a device that has been specially designed to measure the rate of voice transmission of a public address system, using voice signals instead of the test signals used in traditional methods.
- the object of the invention is to achieve a device that allows quantifying the sound quality of the installation, as well as controlling the modules of the rest of the device without interfering with the operation of the public address system.
- the public address quality control device proposed by the invention comes to fill the technical void described above, allowing automatically assess the quality of the audio signal that reaches the audience, as well as make the corresponding corrections.
- the device that is recommended is constituted from a housing or main unit, in which a pair of input connectors are established, to connect the original audio signal, as well as to input the real or degraded signal emitted to the audience, and that will be picked up through a microphone established within said local or audience place, connectors associated with the corresponding analog / digital converters, which transform the input signal to the digital domain, so that these signals are analyzed by a digital signal processor, equipped with an internal programming firmware, in charge of calculating the original and the degraded signal to obtain the modulation indices and, subsequently, the sound quality values.
- the device is complemented with a screen, through which the calculated values for each of the messages are shown, as well as with an interface or device configuration button.
- the programming firmware will allow the following functions to be carried out: - Delay calculation: calculates the possible delay that may exist between both signals, to align them in time. - Cross correlation calculation: allows to know, in a first step, the similarity between both signals, to determine if the degraded signal really is a degradation of the original signal, or a totally foreign signal (external noises, interferences, etc).
- the intelligibility of the sound message is calculated from the reduction of the modulation indices and following the parameters indicated in the IEC-60268-16 standard).
- the value obtained in the previous step gives the value of the sound quality of the message, in the case that the correlation value is above a certain threshold. In the case that the correlation value is below the threshold, zero sound quality is understood, due to the external noise.
- Figure 1 shows a perspective view of a public address quality control device made in accordance with the object of the present invention.
- Figure 2.- Shows a block diagram of the internal structure of the device of the previous figure.
- Figure 3 shows, finally, a block diagram of the operation or process of signal processing that is carried out with the device of the invention.
- the device that is recommended is constituted from a housing (1) in which at least one original signal input connector (2) and a degraded signal input connector (3) are established. , so that said degraded signal input connector (3) is connected to a microphone (4) located in the area of audience, while a connection cable (5) will be connected to the equipment or installation to be tested to the original signal input connector (2).
- Said connectors will be associated to respective digital analog converters (6) through which said signals are digitized, and processed by a digital signal processor (7), which analyzes both signals, and performs calculations on the original signal and the gradient to obtain the modulation indices as well as, subsequently, the sound quality values.
- Said digital signal processor (7) is assisted by a screen (8) as well as by a storage memory (9), with the classic power supply (10) assisted by the corresponding power connector (11), as well as with a control interface (12) in which a series of buttons and switches (13) are established to carry out the on / off of the device, as well as its configuration.
- the device is complemented with a series of light signals (14) of different colors, through which it is shown whether the calculated values are suitable or not.
- the device also includes an output connector (23) for communication with external equipment (15), such as a data network or an external computer, being able to send data such as sound quality, duration, sound level, signal to noise ratio. It also sends warning signals in case the sound quality levels are below the threshold.
- external equipment such as a data network or an external computer
- This connector will allow the equipment to be configured through external equipment such as a computer.
- the delay calculation (16) that may exist between both signals is carried out, to align them in time.
- the cross correlation calculation (17) is carried out, which allows to know, in a first step, the similarity between both signals, to determine if the degraded signal really is a degradation of the original signal, or a totally foreign signal (external noise, interference, etc).
- the modulation indices (18) of the envelope of the voice signal for different frequency bands are then calculated and the reduction of indices (19) is carried out, in which, by means of a division, it is calculated how much the modulation indices in the degraded signal.
- the intelligibility calculation (20) of the sound message is then carried out based on the reduction of modulation rates and following the parameters indicated in the IEC-60268-16 standard).
- the value obtained in the previous step gives the value of the sound quality of the message (21), in the case that the correlation value (17) is above a certain threshold. In the event that the correlation value is below the threshold, zero sound quality (22) is understood, due to the external noise.
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Abstract
Especialmente concebido para medir el índice de transmisión de la voz de un sistema de megafonía, utilizando señales de voz en lugar de las señales de prueba utilizadas en los métodos tradicionales, el dispositivo de la invención está constituido a partir de una carcasa (1) en la que se establece al menos un conector de entrada de señal original (2) y un conector de entrada de señal degradada (3), de manera que a dicho conector de entrada de señal degradada (3) se le conecta un micrófono (4) situado en la zona de audiencia, mientras que al conector de entrada de señal original (2) se conectará un cable de conexión (5) al equipo o instalación a testear, conectores a los que están asociados respectivos conversores analógico digitales (6) asociados a su vez a procesador de señal digital (7), dotado de un firmware de programación de análisis y cálculo los índices de modulación así como los valores de calidad sonora. El procesador está asistido por una pantalla (8), una memoria (9) de almacenamiento, una fuente de alimentación (10) y un interfaz de control (12).
Description
DISPOSITIVO DE CONTROL DE CALIDAD DE MEGAFONÍA
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo que ha sido concebido especialmente para medir el índice de transmisión de la voz de un sistema de megafonía, utilizando señales de voz en lugar de las señales de prueba utilizadas en los métodos tradicionales.
El objeto de la invención es conseguir un dispositivo que permita cuantificar la calidad sonora de la instalación, así como realizar el control de módulos del resto del dispositivo sin interferir en el funcionamiento del sistema de megafonía.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Actualmente la comprobación del funcionamiento de sistemas de megafonía se realiza mediante el chequeo de la impedancia eléctrica de las líneas de megafonía. Este chequeo permite comprobar que los altavoces de la línea de megafonía están conectados correctamente, sin existir cortocircuitos o desconexiones. Sin embargo, este chequeo no permite conocer si el mensaje sonoro llega adecuadamente a la audiencia ya que no se comprueba la señal sonora, ni las posibles degradaciones que puede sufrir.
Respecto a la cuantifícación de la calidad sonora, existe una
norma internacional redactada por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC-60268-16), que describe un método para cuantifícar la calidad sonora de un sistema de megafonía, obteniéndose los parámetros conocidos como STI ó RASTI. Para llevar a cabo este método es necesario usar unas señales de prueba, como son un "ruido rosa" o un "barrido en frecuencias". De esta manera, este método es útil para realizar la verificación de un sistema de megafonía en la fase de instalación, pero no permite chequear la calidad del sistema de megafonía una vez está en funcionamiento, no pudiendo conocer ni dar aviso de las degradaciones que pueden aparecer en el sistema de megafonía a lo largo de su tiempo de vida.
Así pues, es bastante frecuente que la señal original se vea distorsionada por ruidos, reverberaciones, ecos y otros efectos de sala, por lo que dicha señal debe ser tratada o corregida.
Para ello, y hasta la fecha, dichas pruebas de sonido se llevan a cabo mediante la utilización de señales de voz, las cuales son reproducidas por la instalación de audio, de manera que un técnico, a partir de su propia fineza de oído determina la calidad de las señales de audio emitidas.
Evidentemente se trata de un proceso "artesanal" , totalmente subjetivo, que a todas luces sería deseable automatizar, con un dispositivo que sea totalmente objetivo.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El dispositivo de control de calidad de megafonía que la invención propone viene a llenar el vacío técnico anteriormente expuesto,
permitiendo de forma automática valorar la calidad de la señal de audio que llega a la audiencia, así como, hacer las correspondientes correcciones. Para ello y de forma mas concreta, el dispositivo que se preconiza está constituido a partir de una carcasa o unidad principal, en la que se establecen una pareja de conectores de entrada, para conectar la señal de audio original, así como para entrada de la señal real o degradada emitida a la audiencia, y que será captada a través de un micrófono establecido en el seno del citado local o lugar de audiencia, conectores asociados a los correspondientes conversores analógico/digitales, que transforman la señal de entrada al dominio digital, de manera que dichas señales son analizadas por un procesador de señal digital, dotado de un firmware de programación interno, encargado de realizar los cálculos sobre la señal original y la degradada para obtener los índices de modulación y, posteriormente, los valores de calidad sonora.
El dispositivo se complementa con una pantalla, a través de la que se muestran los valores calculados para cada uno de los mensajes, así como con una interfaz o botonera de configuración del dispositivo.
Igualmente se complementa con una serie de testigos luminosos a través de los que se indican si los valores calculados son adecuados o no.
Dichos valores se almacenarán en una memoria, así como las señales captadas.
Así pues, el firmware de programación permitirá llevar a cabo las siguientes funciones:
- Cálculo de retardo: calcula el posible retardo que pueda existir entre ambas señales, para alinearlas en el tiempo. - Cálculo correlación cruzada: permite conocer, en un primer paso, la similitud entre ambas señales, para determinar si la señal degradada realmente es una degradación de la señal original, o una señal totalmente ajena (ruidos externos, interferencias, etc).
- índices de modulación: calcula los índices de modulación de la envolvente de la señal de voz para diferentes bandas de frecuencias
- Reducción de índices: mediante una división, calcula cuánto han disminuido los índices de modulación en la señal degradada.
- Cálculo de la inteligibilidad: se calcula la inteligibilidad del mensaje sonoro a partir de la reducción de los índices de modulación y siguiendo los parámetros indicados en la norma IEC-60268-16).
El valor obtenido en el paso anterior (con rango entre Ό' y T) da el valor de la calidad sonora del mensaje, en el caso que el valor de correlación esté por encima de un umbral determinado. En el caso de que el valor de la correlación esté por debajo del umbral se entiende calidad sonora nula, debido al ruido exterior.
Se consigue de esta forma, un dispositivo con el que no es necesario usar señales de prueba para cuantificar la calidad sonora, ya que se usan los propios mensajes transmitidos por el sistema de megafonía, permitiendo llevar a cabo una monitorización y alerta constante y en tiempo real del sistema megafonía, así como el control de la cadena completa del sonido ya que se analiza la señal sonora que llega a la audiencia.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra, una vista en perspectiva de un dispositivo de control de calidad de megafonía realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención. La figura 2.- Muestra un diagrama de bloques de la estructura interna del dispositivo de la figura anterior.
La figura 3.- Muestra, finalmente, un diagrama de bloques del funcionamiento o proceso de tratamiento de señales que se lleva a cabo con el dispositivo de la invención.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN A la vista de las figuras reseñadas, y en especial de las figuras
1 y 2, puede observarse como el dispositivo que se preconiza está constituido a partir de una carcasa (1) en la que se establece al menos un conector de entrada de señal original (2) y un conector de entrada de señal degradada (3), de manera que a dicho conector de entrada de señal degradada (3) se le conecta un micrófono (4) situado en la zona de
audiencia, mientras que al conector de entrada de señal original (2) se conectará un cable de conexión (5) al equipo o instalación a testear.
Dichos conectores estará asociados a respectivos conversores analógico digitales (6) a través de los que dichas señales son digitalizadas, y procesadas por un procesador de señal digital (7), que analiza ambas señales, y lleva a cabo los cálculos sobre la señal original y la degradada para obtener los índices de modulación así como, posteriormente, los valores de calidad sonora.
El citado procesador de señal digital (7) está asistido por una pantalla (8) así como por una memoria (9) de almacenamiento, contando con la clásica fuente de alimentación (10) asistida por el correspondiente conector de alimentación (11), así como con una interfaz de control (12) en la que se establecen una serie de botones e interruptores (13) para llevar a cabo el encendido/apagado del dispositivo, así como su configuración.
Adicionalmente, el dispositivo se complementa con una serie de testigos luminosos (14) de diferentes colores, a través de los cuales se muestra si los valores calculados son adecuados o no.
El dispositivo incluye asimismo un conector de salida (23) para comunicación con equipos externos (15), como por ejemplo una red de datos o un ordenador externo, pudiendo enviar datos tales como calidad sonora, duración, nivel sonoro, relación señal a ruido. También envía señales de aviso en el caso de que los niveles de calidad sonora estén por debajo del umbral. Dicho conector permitirá que el equipo sea configurado a través de equipos externos como un ordenador.
Tal y como se puede observar en la figura 3, la operativa del
dispositivo, a través de su firmware de programación es la siguiente:
A partir de la señal original (5) y de la señal degradada (4'), se lleva a cabo el cálculo de retardo (16) que pueda existir entre ambas señales, para alinearlas en el tiempo. Seguidamente se lleva a cabo el cálculo de correlación cruzada (17), el cual permite conocer, en un primer paso, la similitud entre ambas señales, para determinar si la señal degradada realmente es una degradación de la señal original, o una señal totalmente ajena (ruidos externos, interferencias, etc).
Seguidamente se calculan los índices de modulación (18) de la envolvente de la señal de voz para diferentes bandas de frecuencias y se lleva a cabo la reducción de índices (19), en la que, mediante una división, se calcula cuánto han disminuido los índices de modulación en la señal degradada.
A continuación se lleva a cabo el cálculo de la inteligibilidad (20) del mensaje sonoro a partir de la reducción de los índices de modulación y siguiendo los parámetros indicados en la norma IEC-60268- 16).
El valor obtenido en el paso anterior (con rango entre O' y T) da el valor de la calidad sonora del mensaje (21), en el caso que el valor de correlación (17) esté por encima de un umbral determinado. En el caso de que el valor de la correlación esté por debajo del umbral se entiende calidad sonora nula (22), debido al ruido exterior.
Claims
R E I V I N D I C A C I O N E S
I a .- Dispositivo de control de calidad de megafonía, caracterizado porque está constituido a partir de una carcasa (1) en la que se establece al menos un conector de entrada de señal original (2) y un conector de entrada de señal degradada (3), de manera que a dicho conector de entrada de señal degradada (3) se le conecta un micrófono (4) situado en la zona de audiencia, mientras que al conector de entrada de señal original (2) se conectará un cable de conexión (5) al equipo o instalación a testear, conectores a los que están asociados respectivos conversores analógico digitales (6) asociados a su vez a procesador de señal digital (7), dotado de un firmware de programación de análisis y cálculo los índices de modulación así como los valores de calidad sonora, procesador asistido por una pantalla (8), una memoria (9) de almacenamiento, una fuente de alimentación (10) y un interfaz de control (12).
2a.- Dispositivo de control de calidad de megafonía, según reivindicación I a, caracterizado porque incluye una serie de testigos luminosos (14) de diferentes colores, indicadores de si los valores calculados son adecuados o no.
3a .- Dispositivo de control de calidad de megafonía, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque incluye un conector de salida (14) para comunicación con equipos externos (15), tales como una red de datos o un ordenador externo, así como para su configuración a través de equipos externos.
Applications Claiming Priority (2)
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2010
- 2010-10-26 WO PCT/ES2010/000433 patent/WO2011051512A1/es not_active Ceased
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1071646U (es) | 2010-03-23 |
| ES1071646Y (es) | 2010-06-17 |
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