CN103474082A

CN103474082A - 多路麦克风伴唱评分系统及其方法

Info

Publication number: CN103474082A
Application number: CN2013104217751A
Authority: CN
Inventors: 陈信宏
Original assignee: Inventec Besta Xian Co Ltd
Current assignee: Inventec Besta Xian Co Ltd
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明提供的一种多路麦克风伴唱评分系统，包括多个麦克风，每个麦克风分别进行收音以产生相应的输入音频；音效模块，用来接收每个麦克风的输入音频以进行模拟／数字信号转换；处理单元，用来驱动所述音效处理单元读取每个麦克风的输入音频；输出模块，与该音效模块及处理单元电性连接，用来对音效模块的每个音效处理单元产生的输出音频进行混音后输出至扬声器。本发明的多路麦克风伴唱评分系统及其方法，通过数据总线连接音效处理单元以同时读取多路麦克风的输入音频，并且分别对多路麦克风的输入音频进行独立评分及显示评分结果，具有达成提高伴唱评分的客观性的技术功效。

Description

多路麦克风伴唱评分系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种伴唱评分系统，尤其涉及一种在多路麦克风的情况下，分别对各路麦克风进行独立评分的多路麦克风伴唱评分系统及其方法。

背景技术

近年来，随着电子科技的普及与蓬勃发展，通过个人计算机或智能电视等设备进行伴唱已十分普遍，然而，由于一般的个人计算机或智能电视所使用的音效处理单元最多只能通过左右声道支持两路麦克风，因此存在无法满足多人合唱并评分的情况。

一般而言，传统的个人计算机或智能电视是通过集成电路之间传输数字音效的标准，即：I2S（Inter-IC Sound）来传输脉冲编码调变（Pulse-code modulation,PCM）。然而，这样的架构最大只能支持双声道传输，换句话说，这样的架构最多只能进行两路麦克风的评分。因此，在多人合唱的情况下，具有无法同时使用多路麦克风，并且对各路麦克风进行独立评分的问题。

有鉴于此，便有人提出一种扩充麦克风的方式，通过将来自麦克风的声音直接回放的方式来实现同时使用多路麦克风。然而，上述方式并未将声音传送至集成电路进行运算处理，仅为单纯的回放，故无法同时对各路麦克风的声音进行评分，倘若要执意要进行评分将产生不够客观的情况，因为上述I2S的限制最多只能对其中两路麦克风进行评分。因此，上述方式仍然无法有效解决在多人合唱的情况下，具有无法同时使用多路麦克风，并且对各路麦克风进行独立评分的问题。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了多路麦克风伴唱评分系统及其方法。

本发明的技术解决方案是：一种多路麦克风伴唱评分系统，其特殊之处在于：所述系统包括多个麦克风，每个麦克风分别进行收音以产生相应的输入音频；音效模块，用来接收每个麦克风的输入音频以进行模拟／数字信号转换，以及产生相应输入音频的输出音频，其中音效模块包含音效处理单元，每个音效处理单元分别以左声道及右声道各自连接所述麦克风；处理单元，用来驱动所述音效处理单元读取每个麦克风的输入音频，且分别对每个麦克风的输入音频独立进行评分处理以产生相应的评分结果，以及根据每个评分结果以预设的计算条件计算出整体评分结果；输出模块，与该音效模块及处理单元电性连接，用来对音效模块的每个音效处理单元产生的输出音频进行混音后输出至扬声器，并且以显示装置同时显示每个麦克风的输入音频的评分结果及整体评分结果。

上述计算条件筛除最高分的评分结果及最低分的评分结果后，计算其余评分结果的平均数以作为整体评分结果。

上述处理单元将每个麦克风的输入音频与预设的音频特征进行比对，并且计算比对相符程度以产生相应的评分结果。

上述麦克风的数量与数据总线的传输速度成正相关。

上述处理单元执行应用程序，所述应用程序以单线程读取立体声道或以多线程分别读取左声道及右声道。

一种多路麦克风伴唱评分方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）多个麦克风分别进行收音以产生相应的输入音频；

2）音效处理单元接收每个麦克风的输入音频进行模拟／数字信号转换，以及产生相应输入音频的输出音频，其中每个音效处理单元分别以左声道及右声道各自连接所述麦克风；

3）驱动所述音效处理单元读取每个麦克风的输入音频，且分别对每个麦克风的输入音频独立进行评分处理以产生相应的评分结果，以及根据每个评分结果以预设的计算条件计算出整体评分结果；

4）对每个音效处理单元产生的输出音频进行混音后输出至扬声器，并且以显示装置同时显示每个麦克风的输入音频的评分结果及整体评分结果。

上述评分处理将每个麦克风的输入音频与预设的音频特征进行比对，并且计算比对相符程度以产生相应的评分结果。

上述麦克风的数量与数据总线的传输速度成正相关。

上述读取每个麦克风的输入音频由应用程序以单行程读取立体声道或以多线程分别读取左声道及右声道。

本发明提供的一种多路麦克风伴唱评分系统及其方法，通过数据总线连接音效处理单元以同时读取多路麦克风的输入音频，并且分别对多路麦克风的输入音频进行独立评分及显示评分结果，具有达成提高伴唱评分的客观性的技术功效。

附图说明

图1是本发明多路麦克风伴唱评分系统方块图。

图2是本发明多路麦克风伴唱评分方法流程图。

图3是本发明的电路架构示意图。

图4是应用本发明显示多路麦克风的评分结果及整体评分结果示意图。

具体实施方式

在说明本发明所揭露的多路麦克风伴唱评分系统及其方法之前，先对本发明所应用的环境作说明，本发明以数据总线，如：“Thunderbolt＂、通用序列总线（Universal Serial Bus,USB）的输出／输入脚位（Input／Output）等方式从音效处理单元读取输入音频，有别于以往使用I2S的方式能够接收更多路麦克风的输入音频，并对这些输入音频独立进行评分。

参见图1，其系统包含：麦克风110、音效模块120、处理单元130及输出模块140。其中，麦克风110对歌唱者的声音进行收音，用来产生相应的输入音频，换句话说，所述输入音频为歌唱者所发出的人声之音频信号。

音效模块120用来接收每一个麦克风110的输入音频以进行模拟／数字信号转换，以及产生相应输入音频的输出音频，其中音效模块120包含音效处理单元，每一个音效处理单元的左声道连接一个麦克风110，且右声道也连接一个麦克风110。如此一来，处理单元130便可通过执行应用程序以单行程（Process）读取立体声道或以多线程（Thread）的方式分别读取左声道及右声道的输入音频。所述音效模块120的音效处理单元可使用USB音效芯片“VT1620A＂来实现。

处理单元130用来通过数据总线与音效模块120电性连接，并且驱动各音效处理单元自输出／输入脚位（例如：USB I/O）读取相应于各麦克风的输入音频，并且分别对每一麦克风的输入音频独立进行评分处理以产生相应的评分结果。接着，将这些独立评分的输入音频以预设的计算条件计算出整体评分结果。举例来说，假设有十位歌唱者评分为八十分，有二位歌唱者评分为四十分，则可使用计算式：“[(80*10)+(40*2)]/(10+2)＂取四舍五入得到整体评分结果为“73分＂、或是先筛除最高分的评分结果及最低分的评分结果后，再计算其余评分结果的平均数作为整体评分结果，以此例而言，由于有十位歌唱者皆为八十分、两位歌唱者为四十分，所以可将其中一个八十分视为最高分，以及将其中一个四十分视为最低分，并且筛除这两个评分结果后，将其余的评分结果以计算式：“[(80*9)+(40*1)]/(10)＂得到整体评分结果为“76分＂。另外，评分后的输入音频会回传至音效处理单元，以便将数字信号转换为模拟信号后，由输出模块140进行后续的混音处理及播放。特别要说明的是，假设要以模拟的方式播放，所有模拟信号的输入音频在混音处理后即可直接通过扬声器播放，假设要以数字的方式播放，则所有模拟信号的输入音频在混音后会再转换为数字信号，并且通过I2S的脚位传送至处理单元130以便通过数字方式，如：高分辨率多媒体接口（High Definition Multimedia Interface,HDMI）来进行播放。所述处理单元130可使用系统单芯片“WM8950＂来实现。在实际实施上，除了上述的总分计算方式之外，也可使用如下方式来计算总分：

一、两人同时唱同一首歌曲的比拼模式：以音感、节奏、情感等作为计分依据，其中音感是以每个字的频率与人声频率进行比对获得；节奏是每个字的时间与人声每个字下的时间点比对获得；情感则是以一句歌词的拍子强弱与人声的振幅大小比对后求得。

二、两组情人对唱同一首歌曲的比拼模式：一组两支麦克风，总计共有四支麦克风，先分别依据音感、节奏、情感计算各组的总分后，再与另一组进行比拼。

三、三人或四人同时针对一首歌进行比拼，每一路的计分方式如上所述，接着再对每一路的总分进行比对。

输出模块140与音效模块120及处理单元130电性连接，用来对音效模块120的每一个音效处理单元产生的音频进行混音后输出至扬声器，如：音箱、喇叭、......等等。并且通过显示装置同时显示处理单元130根据每个麦克风的输入音频所产生的各评分结果及整体评分结果。稍后将配合图式对评分结果及整体评分结果的显示作详细说明。

参见图2，其步骤包括：多个麦克风分别进行收音以产生相应的输入音频（步骤210）；以音效处理单元接收每个麦克风的输入音频进行模拟／数字信号转换，以及产生相应输入音频的输出音频，其中每一音效处理单元分别以左声道及右声道各自连接所述麦克风其中之一（步骤220）；驱动所述音效处理单元读取每一麦克风的输入音频，且分别对每一麦克风的输入音频独立进行评分处理以产生相应的评分结果，以及根据每一评分结果以预设的加权参数计算出整体评分结果（步骤230）；对每一音效处理单元产生的输出音频进行混音后输出至扬声器，并且以显示装置同时显示每一麦克风的输入音频之评分结果及所束整体评分结果（步骤240）。通过上述步骤，即可通过数据总线连接音效处理单元以同时读取多路麦克风的输入音频，并且分别对多路麦克风的输入音频进行独立评分及显示评分结果。

参见图3，在实际实施上，假设采样频率为44.1KHz、采样位数为16bit、声道为1bit，那么一路麦克风所需要的频宽为705.6Kbps，而在USB2.0的情况下，由于其传输速度为480Mbps，因此理论上本系统可以支持约696支麦克风，但碍于一组USB2.0的主机（USB Host）最理想的连接状态是七个设备，所以系统单芯片131可通过通用序列总线310利用一组主机（USB Host）连接七个所述音效处理单元121，其中每一音效处理单元121可以左声道及右声道连接两个麦克风110，换句话说，一组USB Host最多可以连接十四个麦克风110，而当通用序列总线310的传输速度越高且可连接的设备越多时，便可连接更多的麦克风，本发明并未限定同时连接的麦克风数量。特别要说明的是，虽然本发明以通用序列总线310配合图式作说明，然而本发明并未以此作限制，在实际实施上亦可使用具有更高传输速度的传输接口如：“Thunderbolt＂（目前传输速度高达20Gbps）来取代通用序列总线310，以便同时支持更多的麦克风。

在多位歌唱者同时进行合唱时，每一个麦克风110会分别对相应的歌唱者进行收音以产生输入音频，接着，音效处理单元121对这些输入音频进行模拟／数字信号转换以供系统单芯片131通过通用序列总线310来读取。同时音效处理单元121也会产生相应输入音频的输出音频以便供输出模块140进行混音后通过音箱141播放。至于系统单芯片131则会根据读取到的输入音频进行评分计算以产生对应每一个歌唱者的评分结果，并且根据所有评分结果计算出整体评分结果，最后将评分结果与整体评分结果输出至显示装置142进行显示。由于产生评分结果及计算整体评分结果的方式已于前面作说明，故在此不再多作赘述。

输出模块140会以显示装置142同时显示每一麦克风的输入音频的评分结果及该整体评分结果。其实际显示方式可参见图4所示意同时显示处理单元130计算出的各评分结果412，以及在最上方显示处理单元130计算出的整体评分结果411。如此一来，每一个歌唱者都可以清楚得知自己的评分结果。在实际实施上，处理单元130是将每一个麦克风的输入音频与预设的音频特征进行比对，并且计算比对相符的程度来产生相应的评分结果。举例来说，两者相符程度越高者，其评分结果的分数也就相对越高。

综上所述，可知本发明与先前技术之间的差异在于通过数据总线连接音效处理单元以同时读取多路麦克风的输入音频，并且分别对多路麦克风的输入音频进行独立评分及显示评分结果，通过此技术手段可以解决先前技术所存在的问题，进而达成提高伴唱评分的客观性的技术功效。

Claims

1.一种多路麦克风伴唱评分系统，其特征在于：所述系统包括多个麦克风，每个麦克风分别进行收音以产生相应的输入音频；音效模块，用来接收每个麦克风的输入音频以进行模拟／数字信号转换，以及产生相应输入音频的输出音频，其中音效模块包含音效处理单元，每个音效处理单元分别以左声道及右声道各自连接所述麦克风；处理单元，用来驱动所述音效处理单元读取每个麦克风的输入音频，且分别对每个麦克风的输入音频独立进行评分处理以产生相应的评分结果，以及根据每个评分结果以预设的计算条件计算出整体评分结果；输出模块，与该音效模块及处理单元电性连接，用来对音效模块的每个音效处理单元产生的输出音频进行混音后输出至扬声器，并且以显示装置同时显示每个麦克风的输入音频的评分结果及整体评分结果。

2.根据权利要求1所述的多路麦克风伴唱评分系统，其特征在于：所述计算条件筛除最高分的评分结果及最低分的评分结果后，计算其余评分结果的平均数以作为整体评分结果。

3.根据权利要求1所述的多路麦克风伴唱评分系统，其特征在于：所述处理单元将每个麦克风的输入音频与预设的音频特征进行比对，并且计算比对相符程度以产生相应的评分结果。

4.根据权利要求1所述的多路麦克风伴唱评分系统，其特征在于：所述麦克风的数量与数据总线的传输速度成正相关。

5.根据权利要求1所述的多路麦克风伴唱评分系统，其特征在于：所述处理单元执行应用程序，所述应用程序以单线程读取立体声道或以多线程分别读取左声道及右声道。

6.一种多路麦克风伴唱评分方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）多个麦克风分别进行收音以产生相应的输入音频；

7.根据权利要求6所述的多路麦克风伴唱评分方法，其特征在于：所述计算条件筛除最高分的评分结果及最低分的评分结果后，计算其余评分结果的平均数以作为整体评分结果。

8.根据权利要求6所述的多路麦克风伴唱评分方法，其特征在于：所述评分处理将每个麦克风的输入音频与预设的音频特征进行比对，并且计算比对相符程度以产生相应的评分结果。

9.根据权利要求6所述的多路麦克风伴唱评分方法，其特征在于：所述麦克风的数量与数据总线的传输速度成正相关。

10.根据权利要求6所述的多路麦克风伴唱评分方法，其特征在于：所述读取每个麦克风的输入音频由应用程序以单行程读取立体声道或以多线程分别读取左声道及右声道。