[發明專利]一種基于音視頻處理的考試系統及方法

有效

• 申請號: 201910489030.6
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110364180B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 孫昌勛;許志強
• 申請（專利權）人: 北京容聯易通信息技術有限公司
• 主分類號: G10L25/51
• 分類號: G10L25/51;H04L29/08;G10L21/0208;G06Q50/20;G06K9/00
• 代理公司: 北京睿馳通程知識產權代理事務所(普通合伙) 11604
• 代理人: 張文平

1.一種基于音視頻處理的考試系統，包括用戶終端，服務器和評委終端；

所述用戶終端進一步包括信息錄入模塊，采集模塊，處理模塊，存儲模塊，顯示模塊，通信模塊；

所述信息錄入模塊，進一步包括用戶基本信息錄入模塊和考試信息錄入模塊，用于獲取用戶的基本信息和考試信息；

所述采集模塊進一步包括指紋采集模塊，音頻采集模塊，圖像采集模塊；

所述處理模塊，進一步包括身份識別模塊，音頻矯正模塊，音頻處理模塊，圖像處理模塊；

所述存儲模塊，用于存儲采集的指紋數據、圖像和語音數據；

所述顯示模塊，用于顯示考試相關信息；

所述通信模塊用于與服務器進行通信，實現數據的上傳和下載；

所述服務器存儲用戶的指紋、圖像和語音數據，各種樂器的基礎音高數據，針對各類樂器各個級別的標準音頻數據；

所述評委終端用于從服務器獲取用戶上傳的音視頻數據，對音視頻數據進行二次審核評定，將最終結果反饋至用戶終端；

所述身份識別模塊，進一步包括指紋識別模塊、圖像識別模塊和語音識別模塊，用于識別用戶的指紋、圖像和語音信息，對登錄用戶進行身份認證識別；所述指紋識別模塊、圖像識別模塊和語音識別模塊分別將存儲單元中存儲的指紋采集模塊，音頻采集模塊，圖像采集模塊采集的數據與服務器中存儲的用戶的指紋、圖像和語音數據進行比對，分別獲得比對結果A1，A2，A3，根據預先設置的指紋、圖像和語音數據所占權重值k1，k2，k3，確定最終匹配結果M，M＝k1*A1+k2*A2+k3*A3，如果最終匹配結果大于預設閾值M0，則證實該用戶為考生本人，允許其進行下一步操作，否則，通過顯示模塊發出認證失敗的通知，提醒用戶再次進行認證，三次認證失敗后禁止該用戶進行考試；

所述音頻處理模塊，用于對音頻采集模塊實時采集的音頻數據進行處理；所述音頻數據的處理過程包括以下步驟：

步驟1)對實時采集的音頻數據進行信號放大和濾波處理，消除環境噪音；

步驟2)對去噪后的音頻數據進行剪輯，去掉頭尾與演奏無關的音頻數據，將剩余音頻數據作為待比對音頻數據，并確定待比對音頻數據的總時長；

步驟3)將所述待比對音頻數據劃分為n個子片段，針對所述n個子片段進行加窗和重疊處理后分別提取音頻特征數據，所述音頻特征數據包括頻率和振幅；

步驟4)從服務器獲取預先存儲的對應樂器、對應級別、對應曲目的標準音頻數據，按照待比對音頻數據的總時長對標準音頻數據進行縮放處理；將縮放處理后的音頻數據參照步驟3)同樣劃分為n個子片段，基于不同曲目，確定n個子片段的頻率和振幅權重值，針對所述n個子片段進行加窗和重疊處理后分別提取音頻特征數據，所述音頻特征數據包括頻率和振幅；

步驟5)基于所述權重值將待比對音頻數據的音頻特征與標準音頻數據的音頻特征進行比對，獲取二者的相似度值，基于相似度值確定考試成績；

所述步驟5)中的相似度值的確定方法如下：其中，F_i，F_i′和W_i，W_i′分別為待比對音頻數據和標準音頻數據的頻率和振幅，α_i，β_i為頻率和振幅權重值。

2.根據權利要求1所述的一種基于音視頻處理的考試系統，所述音頻矯正模塊，用于對用戶使用的樂器進行音高的確認，并與存儲模塊中預先存儲的基礎音高進行比對，并將比對結果通過顯示模塊反饋給用戶；在考試開始前，通過顯示模塊提示用戶進行試音，用戶按照顯示模塊提示的音符輸入順序輸入對應按鍵或琴弦的音，每個按鍵或琴弦的音符輸入時長至少為2秒；所述音頻矯正模塊，將通過音頻采集模塊獲取的試音數據與服務器中預先存儲的基礎音高數據進行比對，當樂器的音高在誤差范圍內時，通過顯示模塊向用戶反饋樂器正常的信息提示，用戶可進行正常考試，當樂器的音高超過預設的誤差范圍時，通過顯示模塊向用戶反饋樂器音高異常的信息提示，并給出每個按鍵或琴弦音調偏高或偏低的具體信息。