CN103379231A - 一种无线会议电话及其进行语音信号传递的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线会议电话及其进行语音信号传递的方法,所述电话包括:无线模块、DSP语音处理模块、语音接收模块及语音输出模块;其中,无线模块与DSP语音处理模块通过I2S或PCM接口相连;无线模块用于实现无线会议电话的无线接入,并将接收到的下行语音信号发送给DSP语音处理模块,将接收到的上行语音信号发送到无线网络;语音接收模块用于对环境内的声音进行采集,将采集到的上行语音信号发送给DSP语音处理模块;DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理后发送给无线模块;还用于将接收到的下行语音信号进行降噪处理后发送给语音输出模块;语音输出模块用于对接收到的下行语音信号进行输出。
Description
技术领域
本发明涉及会议电话系统,具体涉及一种无线会议电话及其进行语音信号传递的方法。
背景技术
会议电话机作为一种电话机的细分市场应用,已经存在并在企事业单位广泛应用,目前传统大厂的会议电话产品以PSTN(Public Switched TelephoneNetwork,公共交换电话网络)和IP形式的有线接入为主。随着移动通讯强势发展的势头,大大挤压了固网的市场,具备无线接入能力的会议电话也势必成为未来的发展趋势。目前市场上无线会议电话基本上都是采用以下两种方式:
1)使用DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications,数字增强无绳通信)技术,将会议电话做成DECT子机的形式,通过DECT模块连接到PSTN网络;
2)通过线缆或者蓝牙与手机建立连接,从而接入移动网络。
但这两种方式都没有使用无线模块(如GSM(Global System for Mobilecommunications,全球移动通信系统)、CDMA(Code Division Multiple Access,码分多址)、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,宽带码分多址)等)直接连接到移动网络。
而如果直接使用带有无线模块的移动终端(如手机)作为会议电话,势必得使用该终端的免提功能,但现有的移动终端上的免提功能不能保证音质。为满足移动市场对会议电话的需求,可以对部分移动终端使用消回音处理,以满足会议电话大音量的需求,如申请号为CN200820126629.0的发明公开了一种会议电话终端。但该发明只涉及回声抑制,很难满足会议电话高音质的要求。
发明内容
本发明目的在于提供一种无线会议电话及其进行语音信号传递的方法,以克服现有移动终端不能满足会议电话高音质需求的缺陷。
为解决上述问题,本发明提供了一种无线会议电话,包括:
无线模块、数字信号处理(DSP)语音处理模块、语音接收模块及语音输出模块;其中,所述无线模块与所述DSP语音处理模块通过立体声频串行接口控制器(I2S)或脉冲编码调制(PCM)接口相连;
所述无线模块用于实现所述无线会议电话的无线接入,并将接收到的下行语音信号发送给所述DSP语音处理模块,将接收到的上行语音信号发送到无线网络;
所述语音接收模块用于对环境内的声音进行采集,然后将采集到的上行语音信号发送给所述DSP语音处理模块;
所述DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,并将处理后的上行语音信号发送给所述无线模块;还用于将接收到的下行语音信号进行降噪处理后发送给所述语音输出模块;
所述语音输出模块用于对接收到的下行语音信号进行输出。
进一步地,
所述语音接收模块中包含多路麦克风;
所述DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP处理器在所述多路麦克风采集到的多路上行语音信号中,将除强度最大的信号之外的其他上行语音信号作为环境噪声信号,进行环境噪声抑制。
进一步地,
所述DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP语音处理模块用于将接收到的所述下行语音信号作为回音抑制参考信号,然后根据该下行语音信号的大小,估算出本模块接收到的上行语音信号中包含的回音信号,使用所述上行语音信号减去估算出的所述回声信号,实现回声抑制。
进一步地,
所述DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP语音处理模块还用于对接收到的上行语音信号进行自动增益调整。
进一步地,
所述DSP语音处理模块中包括:通过I2S接口或PCM接口相连的DSP处理器及编解码器(CODEC);
所述CODEC用于对所述语音接收模块发来的上行语音信号进行采样编码后发送给所述DSP处理器;
所述DSP处理器用于对接收到的所述上行语音信号进行语音增强处理后发送给所述无线模块;还用于将接收到的所述下行语音信号进行降噪处理后发送给所述CODEC。
进一步地,
所述CODEC还用于对接收到的上行语音信号和/或下行语音信号进行自动增益调整,在完成调整后输出。
相应地,本发明还提供了一种无线会议电话进行语音信号传递的方法,应用于包括:无线模块、数字信号处理(DSP)语音处理模块、语音接收模块及语音输出模块的无线会议电话中,所述无线模块与所述DSP语音处理模块通过立体声频串行接口控制器(I2S)或脉冲编码调制(PCM)接口相连;
对于上行语音信号,所述方法包括:
语音接收模块对环境内的声音进行采集,然后将采集到的上行语音信号发送给所述DSP语音处理模块;
所述DSP语音处理模块对接收到的所述上行语音信号进行语音增强处理,并将处理后的上行语音信号发送给所述无线模块;
所述无线模块实现所述无线会议电话的无线接入,将接收到的上行语音信号发送到无线网络;
对于下行语音信号,所述方法包括:
所述无线模块将接收到的下行语音信号发送给所述DSP语音处理模块;
所述DSP语音处理模块将接收到的下行语音信号进行降噪处理后发送给所述语音输出模块;
所述语音输出模块对接收到的下行语音信号进行输出。
进一步地,
所述语音接收模块中包含多路麦克风;
所述DSP语音处理模块对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP处理器在所述多路麦克风采集到的多路上行语音信号中,将除强度最大的信号之外的其他上行语音信号作为环境噪声信号,进行环境噪声抑制。
进一步地,
所述DSP语音处理模块对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP语音处理模块将接收到的所述下行语音信号作为回音抑制参考信号,然后根据该下行语音信号的大小,估算出本模块接收到的上行语音信号中包含的回音信号,使用所述上行语音信号减去估算出的所述回声信号,实现回声抑制。
进一步地,
所述DSP语音处理模块对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP语音处理模块对接收到的上行语音信号进行自动增益调整。
本发明与目前手机类无线终端产品相比具有以下优点:
多路MIC可以依次采集语音送入DSP语音处理模块,DSP语音处理模块根据MIC采集到信号的强弱选择主MIC,其他作为辅MIC,将辅MIC采集到的语音做背景噪声参考,去除背景噪声;
多路MIC可以做到全方位采集语音,实现360度拾音;
采用高灵敏度MIC以及DSP语音处理模块中的AGC功能可以做到远距离拾音,在一定范围内保证声音大小一致,声音平滑自然;
上行大音量输入,下行大音量输出。具有自动回声抑制,无回音干扰,满足会议电话的需求。
而与PSTN固网以及IP会议电话相比,本发明所述无线会议电话采用移动无线网络进行无线接入,无线接入方式加电池供电的形式更适用于经常变动的会场需要。
附图说明
图1为本发明实施例中无线会议电话的结构图;
图2为本发明实施例中利用无线会议电话进行通话的结构图;
图3为本发明实施例中无线模块和DSP语音处理模块的连接示意图;
图4为本发明实施例中无线模块和DSP语音处理模块具体通讯控制流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
由于会议电话对音质的要求很高,包括下行大音量输出、远距离拾音、噪声抑制、回声抑制等单单使用目前的移动终端免提方案是无法完成。
在本实施例中,无线会议电话采用DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理)语音处理模块来进行语音处理,该DSP语音处理模块中包括DSP处理器和CODEC(编解码器)两部分,CODEC用于完成语音信号的采样及编码解码,DSP处理器用于对采集到的语音信号进行环境噪声抑制、回声抑制,AGC(Automatic Gain Control,自动增益控制)语音增强等语音处理。
如图1所示,无线会议电话包括以下几个模块:
无线模块:无线模块使用目前手机的基带处理方案,完成会议电话的无线接入及上下行语音信号的传输;对于接收到的下行语音信号,通过I2S(Inter-Integrated-Circuit Sound Controller,立体声频串行接口控制器)或PCM(Pulse Code Modulation,脉冲编码调制)接口发送到DSP语音处理模块;
语音接收模块:用于完成上行语音的采集,并将采集到的上行语音信号发送给DSP语音处理模块进行语音增强处理;在具体实现时,可采用多路MIC来实现语音接收模块的功能,较佳地,多路MIC可均匀的设置在无线会议电话中,以实现360度拾音;
DSP语音处理模块:对语音接收模块采集到的上行语音信号进行语音增强处理,并将处理后得到的上行语音信号通过I2S或PCM接口发送给无线模块;还可以对无线模块接收到的下行语音信号进行处理,并将经过处理的下行语音信号发送给语音输出模块。
具体地,DSP语音处理模块对上行语音信号进行语音增强处理,包括:
(1)环境噪声抑制
DSP语音处理模块中的CODEC用于对多路MIC采集到的语音信号分别进行采样编码,并将编码后的语音信号通过I2S或PCM接口发送到DSP语音处理模块中的DSP处理器;该DSP处理器用于对接收到的多路语音信号的强度进行判断,将强度最大的那路信号作为语音信号,将除了强度最大的语音信号之外的其他路语音信号均作为环境噪声,然后对该环境噪声进行抑制,具体的环境噪声抑制方式可参考现有技术,此处不再进行赘述;
(2)回声抑制
会议电话由于需要采用大音量输出,因此回声抑制很关键。无线模块将接收到的下行语音信号通过I2S或PCM接口发送到DSP处理器;DSP处理器将接收到的下行语音信号作为回音抑制参考信号,然后根据该下行语音信号的大小,估算出本DSP语音接收模块采集到的上行语音信号中包含的回音信号,使用上行语音信号减去估算出的回声信号,实现回声抑制;该回声抑制的具体流程可参考现有技术。
(3)远距离拾音
DSP处理器可以对CODEC中的AGC相关寄存器进行配置,CODEC根据该配置对接收到的上行语音信号自动进行增益调整,对过大的信号(即强度超过预设的声音强度上限的信号)自动降低增益,对小信号(即强度低于预设的声音强度下限的信号)增大增益,以实现一定的范围内声音大小基本一致,满足会议电话远距离拾音的需求。如CODEC AGC性能无法满足要求时可以通过DSP处理器进行二次调整,即可由DSP处理器对接收到的语音信号再次自动进行增益调整。
具体地,DSP语音处理模块对下行语音信号进行处理,包括:
DSP语音处理模块中的DSP处理器,用于对下行语音信号进行降噪处理后,通过I2S或PCM接口发送到CODEC;CODEC可以配置DRC(DynamicRange Compression,动态范围压缩)相关寄存器,对接收到的下行语音信号进行自动增益调整,即对小信号增大增益,对大信号减低增益,做到声音平滑。
此外,还可以在无线会议电话中设置音频放大器,CODEC将经过处理的下行语音信号发送给该音频放大器,由该音频放大器将下行语音信号放大后输出到语音输出模块,以满足会议电话大音量的需求。
语音输出模块,用于对接收到的下行语音信号进行输出。
如图2所示,本实施例中,利用无线会议电话进行语音信号传递的方法,包括以下步骤:
步骤A:多路MIC进行语音及环境噪声采集,将采集到的语音交给后级处理;
步骤B:MIC将采集到的语音及环境噪声信号送入到DSP语音处理模块,完成环境噪声的抑制及TDD噪声抑制;
步骤C:无线模块将接收到的下行语音进入到DSP语音处理模块进行降噪处理,同时作为回声抑制的参考信号,根据下行语音信号的强度大小对回声进行自适应抑制;
步骤D:对于经过降噪以及回声消除后的上行语音信号,根据强度大小进行自动增益调整,做到一定距离内的声音大小一致,平滑自然,满足会议电话远距离拾音;
步骤E:对上行语音信号进行环境噪声抑制、回声抑制以及AGC处理后,DSP语音处理通过I2S或PCM接口发送给无线模块,由无线模块完成上行语音的发送;
步骤F:DSP语音处理模块将经过处理的下行语音信号输出到语音输出模块进行输出。
图3为无线模块和DSP语音处理模块通过I2S或PCM接口连接的一种简单示意图:
无线模块通过I2S或PCM接口实现语音信号的传输,通常DSP语音处理模块和无线模块处于休眠状态。无线模块的GPIOA连接到DSP语音处理模块的中断管脚。当无线模块被唤醒时,会设置无线模块上的GPIOA为高电平使DSP语音处理模块产生中断以唤醒DSP语音处理模块;当无线模块进入休眠状态时,无线模块会设置GPIOA为低电平,通知DSP语音处理模块进入休眠。另外,无线模块会通过GPIOB状态通知当前是否是通话状态,通话时GPIOB为高电平,当DSP语音处理模块检测到无线模块的GPIOB为高电平时启动CODEC进行上行语音信号的采样。具体流程如图4所示,包括:
步骤1:无线模块被唤醒,设置GPIOA为高电平;
步骤2:在检测到GPIOA为高电平时,DSP语音处理模块产生中断以唤醒DSP语音处理模块;
步骤3:DSP语音处理模块检测GPIOB状态,当GPIOB状态为高电平时,表示当前状态为通话状态,则执行步骤5,否则执行步骤4;
步骤4:停止CODEC语音采样,DSP语音处理模块停止上行语音信号的处理,只进行下行语音处理,执行步骤6;
步骤5:启动CODEC语音采样,DSP语音处理模块进行上行语音信号的处理,将处理后的上行语音信号通过I2S或PCM接口传给无线模块;
步骤6:无线模块将接收到的下行语音信号通过I2S或PCM接口发送给DSP语音处理模块进行降噪后输出,执行步骤7;
步骤7:无线模块进入休眠后设置GPIOA为低电平,DSP语音处理模块检测到无线模块的GPIOA为低电平后进入休眠,停止语音信号的传输。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成,所述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容,还可有其他多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无线会议电话,包括:
无线模块、数字信号处理(DSP)语音处理模块、语音接收模块及语音输出模块;其中,所述无线模块与所述DSP语音处理模块通过立体声频串行接口控制器(I2S)或脉冲编码调制(PCM)接口相连;
所述无线模块用于实现所述无线会议电话的无线接入,并将接收到的下行语音信号发送给所述DSP语音处理模块,将接收到的上行语音信号发送到无线网络;
所述语音接收模块用于对环境内的声音进行采集,然后将采集到的上行语音信号发送给所述DSP语音处理模块;
所述DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,并将处理后的上行语音信号发送给所述无线模块;还用于将接收到的下行语音信号进行降噪处理后发送给所述语音输出模块;
所述语音输出模块用于对接收到的下行语音信号进行输出。
2.如权利要求1所述的无线会议电话,其特征在于:
所述语音接收模块中包含多路麦克风;
所述DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP处理器在所述多路麦克风采集到的多路上行语音信号中,将除强度最大的信号之外的其他上行语音信号作为环境噪声信号,进行环境噪声抑制。
3.如权利要求1所述的无线会议电话,其特征在于:
所述DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP语音处理模块用于将接收到的所述下行语音信号作为回音抑制参考信号,然后根据该下行语音信号的大小,估算出本模块接收到的上行语音信号中包含的回音信号,使用所述上行语音信号减去估算出的所述回声信号,实现回声抑制。
4.如权利要求1所述的无线会议电话,其特征在于:
所述DSP语音处理模块用于对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP语音处理模块还用于对接收到的上行语音信号进行自动增益调整。
5.如权利要求1~4中任意一项所述的无线会议电话,其特征在于:
所述DSP语音处理模块中包括:通过I2S接口或PCM接口相连的DSP处理器及编解码器(CODEC);
所述CODEC用于对所述语音接收模块发来的上行语音信号进行采样编码后发送给所述DSP处理器;
所述DSP处理器用于对接收到的所述上行语音信号进行语音增强处理后发送给所述无线模块;还用于将接收到的所述下行语音信号进行降噪处理后发送给所述CODEC。
6.如权利要求5所述的无线会议电话,其特征在于:
所述CODEC还用于对接收到的上行语音信号和/或下行语音信号进行自动增益调整,在完成调整后输出。
7.一种无线会议电话进行语音信号传递的方法,应用于包括:无线模块、数字信号处理(DSP)语音处理模块、语音接收模块及语音输出模块的无线会议电话中,所述无线模块与所述DSP语音处理模块通过立体声频串行接口控制器(I2S)或脉冲编码调制(PCM)接口相连;
对于上行语音信号,所述方法包括:
语音接收模块对环境内的声音进行采集,然后将采集到的上行语音信号发送给所述DSP语音处理模块;
所述DSP语音处理模块对接收到的所述上行语音信号进行语音增强处理,并将处理后的上行语音信号发送给所述无线模块;
所述无线模块实现所述无线会议电话的无线接入,将接收到的上行语音信号发送到无线网络;
对于下行语音信号,所述方法包括:
所述无线模块将接收到的下行语音信号发送给所述DSP语音处理模块;
所述DSP语音处理模块将接收到的下行语音信号进行降噪处理后发送给所述语音输出模块;
所述语音输出模块对接收到的下行语音信号进行输出。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于:
所述语音接收模块中包含多路麦克风;
所述DSP语音处理模块对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP处理器在所述多路麦克风采集到的多路上行语音信号中,将除强度最大的信号之外的其他上行语音信号作为环境噪声信号,进行环境噪声抑制。
9.如权利要求7所述的方法,其特征在于:
所述DSP语音处理模块对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP语音处理模块将接收到的所述下行语音信号作为回音抑制参考信号,然后根据该下行语音信号的大小,估算出本模块接收到的上行语音信号中包含的回音信号,使用所述上行语音信号减去估算出的所述回声信号,实现回声抑制。
10.如权利要求7所述的方法,其特征在于:
所述DSP语音处理模块对接收到的上行语音信号进行语音增强处理,具体包括:
所述DSP语音处理模块对接收到的上行语音信号进行自动增益调整。
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