CN104270497A - 一种基于数字控制的音质优化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于数字控制的音质优化系统，包括：设置在手机正面下方的主MIC和设置在手机背面上方的从MIC；滤波及优化模块包括第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器；第一子滤波器处理主MIC音频数据信息，输出状态估计x1和估计误差的协方差矩阵p1；第二子滤波器处理从MIC音频数据信息，输出状态估计x2和估计误差的协方差矩阵p2；所述状态估计x1，x2及估计误差的协方差矩阵p1，p2送到主滤波器，并同主滤波器的状态估计一起按式(1)和式(2)进行融合，得到全局最优估计和协方差矩阵；音频输出装置接收所述滤波及优化模块的输出信号，通过移动通信网络将优化后的音频信号传送到另一移动接收端。

Description

一种基于数字控制的音质优化系统

技术领域

本发明涉及电子领域，特别是指一种基于数字控制的音质优化系统。

背景技术

现有的手机分为智能手机和非智能手机，无论是智能手机还是非智能手机，其音质都尽量做到高保真的效果，即原声传递，但对于公交、市场等嘈杂场合，另一端的用户往往收听效果很差，用户体验大大降低。

发明内容

本发明提出一种基于数字控制的音质优化系统，解决了现有技术中杂音被同时传输的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于数字控制的音质优化系统，包括：

设置在手机正面下方的主MIC和设置在手机背面上方的从MIC；

滤波及优化模块包括第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器；第一子滤波器处理主MIC音频数据信息，输出状态估计x1和估计误差的协方差矩阵p1；第二子滤波器处理从MIC音频数据信息，输出状态估计x2和估计误差的协方差矩阵p2；所述状态估计x1，x2及估计误差的协方差矩阵p1，p2送到主滤波器，并同主滤波器的状态估计一起按式(1)和式(2)进行融合，得到全局最优估计和协方差矩阵：

${\hat{x}}_g=p_g\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^{-1}{\hat{x}}_i\right)---\left(1\right)$

$p_g=\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^{-1}---\left(2\right)$

式中，i＝1，2；

主滤波器的最优估计值对2个子滤波器的状态估计进行重置，即

${\hat{x}}_i={\hat{x}}_g---\left(3\right)$

$p_i={\mathrm{\β}}_i^{-1}{p}_g---\left(4\right)$

以主MIC音频数据信息作为分析基准量，自动调整p值的大小，具体的自适应算法为：

β₁,β₂满足β₁+β₂＝1    (5)

${\mathrm{\β}}_1=\left\{\begin{array}{c}0.99,p\≤2\\ 2/p,2\≤p\≤5\\ 1/p,5\≤p\≤10\\ 2/p,p\≥10\end{array}\right.---\left(6\right)$

音频输出装置接收所述滤波及优化模块的输出信号，通过移动通信网络将优化后的音频信号传送到另一移动接收端；

所述滤波及优化模块的第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器通过DSP电路实现，所述DSP电路为TMS320DM642芯片，通过程序设置在DSP芯片内部搭建所述第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器。

本发明的有益效果是：

通过滤波及优化模块对主MIC和从MIC的音频信号进行放大与衰减，大大降低环境噪音的传输率，提高用户的收听体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于数字控制的音质优化系统的控制框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的基于数字控制的音质优化系统，包括：设置在手机正面下方的主MIC 110和设置在手机背面上方的从MIC 120。

滤波及优化模块包括第一子滤波器1311、第二子滤波器1312和主滤波器1314；第一子滤波器处理主MIC音频数据信息，输出状态估计x1和估计误差的协方差矩阵p1；第二子滤波器处理从MIC音频数据信息，输出状态估计x2和估计误差的协方差矩阵p2；所述状态估计x1，x2及估计误差的协方差矩阵p1，p2送到主滤波器，并同主滤波器的状态估计一起按式(1)和式(2)进行融合，得到全局最优估计和协方差矩阵：

${\hat{x}}_g=p_g\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^{-1}{\hat{x}}_i\right)---\left(1\right)$

$p_g=\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^{-1}---\left(2\right)$

式中，i＝1，2；

主滤波器的最优估计值对2个子滤波器的状态估计进行重置，即

${\hat{x}}_i={\hat{x}}_g---\left(3\right)$

$p_i={\mathrm{\β}}_i^{-1}{p}_g---\left(4\right)$

以主MIC音频数据信息作为分析基准量，自动调整p值的大小，具体的自适应算法为：

β₁,β₂满足β₁+β₂＝1    (5)

${\mathrm{\β}}_1=\left\{\begin{array}{c}0.99,p\≤2\\ 2/p,2\≤p\≤5\\ 1/p,5\≤p\≤10\\ 2/p,p\≥10\end{array}\right.---\left(6\right)$

音频输出装置400接收所述滤波及优化模块的输出信号，通过移动通信网络将优化后的音频信号传送到另一移动接收端。

所述滤波及优化模块的第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器通过DSP电路实现，所述DSP电路为TMS320DM642芯片，通过程序设置在DSP芯片内部搭建所述第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器。

TMS320DM642是TI公司C6000系列DSP中最新的定点DSP，其核心是C6416型高性能数字信号处理器，具有极强的处理性能，高度的灵活性和可编程性，同时外围集成了非常完整的音频、视频和网络通信等设备及接口。

TMS320DM642芯片包括：3个可配置的视频端口(VPORT0－2)能够与通用的视频编、解码器实现无缝连接，支持多种视频分辨率及视频标准，支持RAW视频输入/输出，传输流模式；1个10/100Mb/s以太网接口(EMAC)，符合IEEE 802.3标准；1个多通道带缓冲音频串行端口(McASP)，支持I2S，DIT，S/PDIF，IEC60958－1，AES－3、CP－430等音频格式；2个多通道带缓冲串行端口(McBSP)，采用RS232电平驱动；1个VCXO内插控制单元(VIC)，支持音/视频同步；1个32位、66M赫兹、3.3V主/从PCI接口，遵循PCI2.2规范；1个用户可配置的16/32主机接口(HPI)；1个16位通用输入/输出端口(GPIO)；1个64位外部存储器接口(EMIF)，能够与大多数异步存储器(SRAM、EPROM)及同步存储器(SDRAM，SBSRAM，ZBT SRAM，FIFO)无缝连接，最大可寻址外部存储器空间为1024MB；1个具有64路独立通道的增强型直接内存访问控制器(EDMA)；1个数据管理输入/输出模块(MDIO)；1个I2C总线模块；3个32位通用定时器；1个符合IEEE 1149.1标准的JTAG接口及子板接口等。

本发明通过滤波及优化模块对主MIC和从MIC的音频信号进行放大与衰减，大大降低环境噪音的传输率，提高用户的收听体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (1)

1.一种基于数字控制的音质优化系统，其特征在于，包括：

设置在手机正面下方的主MIC和设置在手机背面上方的从MIC；

滤波及优化模块包括第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器；第一子滤波器处理主MIC音频数据信息，输出状态估计x1和估计误差的协方差矩阵p1；第二子滤波器处理从MIC音频数据信息，输出状态估计x2和估计误差的协方差矩阵p2；所述状态估计x1，x2及估计误差的协方差矩阵p1，p2送到主滤波器，并同主滤波器的状态估计一起按式(1)和式(2)进行融合，得到全局最优估计和协方差矩阵：

${\hat{x}}_g=p_g\left(\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^{-1}{\hat{x}}_i\right)---\left(1\right)$

$p_g=\underset{i=1}{\overset{2}{\mathrm{\Σ}}}{p}_i^{-1}---\left(2\right)$

式中，i＝1，2；

主滤波器的最优估计值对2个子滤波器的状态估计进行重置，即

${\hat{x}}_i={\hat{x}}_g---\left(3\right)$

$p_i={\mathrm{\β}}_i^{-1}{p}_g---\left(4\right)$

以主MIC音频数据信息作为分析基准量，自动调整p值的大小，具体的自适应算法为：

β₁,β₂满足β₁+β₂＝1    (5)

${\mathrm{\β}}_1=\left\{\begin{array}{c}0.99,p\≤2\\ 2/p,2\≤p\≤5\\ 1/p,5\≤p\≤10\\ 2/p,p\≥10\end{array}\right.---\left(6\right)$

音频输出装置接收所述滤波及优化模块的输出信号，通过移动通信网络将优化后的音频信号传送到另一移动接收端；

所述滤波及优化模块的第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器通过DSP电路实现，所述DSP电路为TMS320DM642芯片，通过程序设置在DSP芯片内部搭建所述第一子滤波器、第二子滤波器和主滤波器。