CN105554633A - 内置音效器声音信号处理方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

内置音效器声音信号处理方法及电子设备。本发明涉及音频信号处理应用领域，尤其涉及数字视听领域通过集成音效器来简化输入输出的声音信号处理方法及电子设备。本方法包括步骤：电子设备中的音效器接收麦克风发送的干声信号；及接收电子设备的处理器发送的音频信号；音效器保存干声信号，并将干声信号处理成湿声信号；音效器将湿声信号及音频信号合成后向外部输出。本发明通过将处理器和音效处理芯片集成，二者的数据信号不再通过外部的线路传输，降低设备成本，减小设备体积，减少用户调试量，同时简化数据处理流程，加快数据处理速度，更适应目前数字视听场所对实时处理的要求。

Description

内置音效器声音信号处理方法及电子设备

技术领域

本发明涉及音频信号处理应用领域，尤其涉及数字视听领域通过集成音效器来简化输入输出的声音信号处理方法及电子设备。

背景技术

目前数字视听领域音频信号效果处理基本都是由机顶盒和外置的音效器完成，机顶盒对歌曲的背景音乐进行解码，然后通过RCA接口输出到设置在机顶盒外的音效器，同时麦克风与音效器连接，由麦克风给音效器发送干声，音效器将麦克风发送的干声及机顶盒发送的背景音乐混合处理后的音频文件输出给功放播放。当需要录音的时候，还需要音效器在输出信号给功放的同时，设置另一通路输出信号给语音盒，语音盒再将混合后的音频文件发送给机顶盒进行录音。在上述过程中，数据处理流程为：麦克风干声->AD模数转换->音效器处理->DA数模转换，AD模数转换->机顶盒处理->DA数模转换。

采用这种传统方式，机顶盒与音效器分体设置，集成度低，声音信号处理流程不够简化，设备间多路输入多路输出连接繁琐，安装不便，使用前需对多个设备进行配合调试，需要专业人员操作，不利于设备的推广。另外设备成本高，且体积大，占用空间也大。

发明内容

本发明的目的之一在于克服以上缺点，提供一种利用内置音效器来简化声音信号处理流程的方法，通过内置音效器，简化音频数据的处理流程，也简化了用户的接线。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种内置音效器声音信号处理方法，包括以下步骤：

电子设备中的音效器接收麦克风发送的干声信号；及接收电子设备的处理器发送的音频信号；

所述音效器保存干声信号，并将干声信号处理成湿声信号；

所述音效器将湿声信号及音频信号合成后向外部输出。

所述内置音效器可以为音效器的集成芯片DSP。上述技术方案的有益效果是：区别于传统的音效器外置方式，本发明中将音效器内置于电子设备中，在数据的处理上，简化了数据处理流程，传统外置音效器需两路的数据处理流程：麦克风干声->AD模数转换->音效器处理->DA数模转换，AD模数转换->机顶盒处理->DA数模转换，本发明将数据处理流程简化为：麦克风干声->AD模数转换->音效器处理、处理器处理->DA数模转换，只需一路数据处理，同时也加快了处理速度。

进一步地，所述音效器将干声信号处理成湿声信号，具体包括将干声信号美化处理、和/或降噪处理；所述美化处理包括加回声处理、和/或混响处理。

进一步地，所述“音效器将湿声信号及音频信号合成后向外部输出”的外部输出方式为：输出到RCA接口、输出到HDMI接口或输出到光纤同轴接口。

进一步地，所述的内置音效器声音信号处理方法，还包括步骤：所述音效器输出信号给电子设备中的处理器。

进一步地，所述音效器输出信号给电子设备中的处理器，输出方案为：一个声道输出干声信号，另一个声道输出湿声信号。

进一步地，所述音效器输出信号给电子设备中的处理器，输出方案为：输出将湿声信号与音频信号合成后的立体声。

进一步地，所述的内置音效器声音信号处理方法，还包括步骤：所述电子设备中的处理器对干声信号做评分处理，或将湿声信号与音频信号合并成立体声。

相应地，本发明还提供了一种内置音效器的电子设备，其特征在于，包括处理器和音效器，处理器和音效器电连接；

所述处理器内预存音频信号，用于发送音频信号给音效器；

所述音效器用于接收麦克风输入的干声信号和处理器输入的音频信号，保存干声信号，并将干声信号进行处理得到湿声信号，再将湿声信号与音频信号合成后向外部输出。

上述技术方案的有益效果是：通过将处理器和音效器DSP芯片集成与电子设备中，不仅降低设备成本，减小设备体积，而且简化了接线步骤，使用时不需对多个设备进行调试，大大方便了用户使用。

进一步地，所述音效器将干声信号进行处理得到湿声信号，具体包括将干声信号美化处理、和/或降噪处理；所述美化处理包括加回声处理、和/或混响处理。

进一步地，所述“再将湿声信号与音频信号合成后向外部输出”的外部输出方式为：输出到RCA接口、输出到HDMI接口或输出到光纤同轴接口。

进一步地，所述音效器还用于输出信号给处理器，输出方案为：一个声道输出干声信号，另一个声道输出湿声信号；

或一个声道输出干声信号，一个声道输出湿声信号，另一个声道输出湿声信号与音频信号进行合成后的立体声。

进一步地，所述处理器还用于对干声信号做评分处理或将湿声信号与音频信号合成立体声。

进一步地，所述处理器和音效器之间通过I2S总线进行数据传输。

处理器和音效器之间采用了I2S总线标准传输音频信号，加快了数据处理速度，更适应目前数字视听场所对实时处理的要求。

进一步地，所述电子设备为机顶盒、功放、手机、电视、游戏机、电脑或具有声音处理功能的智能穿戴式设备。

本发明通过将处理器和音效器DSP芯片集成于电子设备中，二者的数据信号通过I2S传输，而不再通过外部的线路传输，加快数据处理速度；在数据的处理上，将传统外置音效器的数据处理流程：麦克风干声->AD模数转换->音效器处理->DA数模转换，AD模数转换->机顶盒处理->DA数模转换，简化为：麦克风干声->AD模数转换->音效器处理、处理器处理->DA数模转换，更适应目前数字视听场所对实时处理的要求。另外，将处理器和音效器集成，不仅降低设备成本，减小设备体积，而且简化了接线步骤，使用时不需要对每个设备进行单独多次音效调试，只需通过电子设备中的处理器及内置音效器的串口通信协议，一次即可完成音效调试。同时，本发明所述的技术方案可以应用在机顶盒、电视、功放、手机、电视、电脑或具有声音处理功能的智能穿戴式设备中，可以实现利用内置音效芯片来简化声音信号处理流程的效果，同时也简化了用户的接线。

附图说明

图1是本发明实施例的一种内置音效器声音信号处理方法流程图。

图2是本发明实施例的另一种内置音效器声音信号处理方法流程图。

图3是本发明实施例的一种内置音效器的电子设备结构图。

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，是本发明实施例的一种内置音效器声音信号处理方法流程图，包括以下步骤：

步骤1、电子设备中的音效器接收麦克风发送的干声信号；及接收电子设备的处理器发送的音频信号；

本实施例中，通过和电子设备相连接的麦克风设备采集干声信号，所谓干声，又叫裸声，一般指录音以后未经过任何后期处理和加工的原始人声，麦克风采集到的干声信号,属于模拟信号，需要经过AD转换(模数转换，就是把模拟信号转换成数字信号)后进入音效器。

同时，电子设备的处理器内预存音频信号，例如，音频信号可以为歌曲背景音乐，电子设备的处理器先对背景音乐进行解码，然后通过I2S总线标准输出给音效器。这里的I2S(Inter-ICSound)是飞利浦公司针对数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用。

步骤2、音效器保存干声信号，并将干声信号处理成湿声信号；

本实施例中，音效器保存一路干声信号,为的是能够提供后续的原始干声信号输出；同时音效器还可以对干声信号进行处理得到湿声信号，这里的湿声信号与干声信号相对应，指的是经过后期处理的人声。此处音效器对干声信号的处理主要包括美化处理，其中又包括加回声处理(echo处理，用于增加回声效果)、混响处理(reverb处理，用于增加空间感)；另外，如果原始干声信号中有环境噪音或本底噪音影响了声音效果和听觉效果，声音的很多细节就会被噪音所覆盖，那么就需要音效器对干声信号进行降噪处理，减小噪音对声音细节的影响。其中，音效器将干声信号处理成湿声的具体过程为：通过对干声的频域和时域进行数据加工，修饰音调、音高、音色等，输出特定的湿声；时域通过傅里叶变换或小波变换转为频域。

步骤3、音效器将湿声信号及音频信号合成后向外部输出。

音效器将湿声信号与背景音频信号整合至一个立体音轨(Stereo)或单音音轨(Mono)中，将每一个原始信号的频率、动态、音质、定位、残响和声场单独进行调整，让各音轨最佳化，之后再叠加于最终成品上。然后，音效器将合成的音频信号进行输出，根据输出设备的不同可以分为：输出到HDMI接口(例如输出给电视等)；输出到DA数模转换器，然后再输出到RCA接口(音响)；输出到光纤同轴接口(具有光纤接口的音响)。

如图2，是本发明实施例的另一种内置音效器声音信号处理方法流程图，区别与上一实施例，该处理方法除了前三个步骤之外，还增加了如下步骤：

步骤4、音效器输出信号给电子设备中的处理器；

在很多复杂的应用场景中，还需要电子设备的处理器对音效器处理后的音频信号进行二次处理，所以内置音效器除了输出音频信号给外部设备之外，还要将音频信号输出给电子设备的处理器。

例如，为了实现对用户的唱歌进行评分的功能，将用户演唱的干声与歌曲的标准音准进行对比，得到评分结果。这种情况下，音效器给处理器的音频信号输出方案为：一个声道输出原先保存的干声信号，另一个声道输出处理后的湿声信号。

又如，为了实现对用户的唱歌进行录音的功能，音效器给处理器的音频信号输出方案为:输出湿声信号与背景音频信号进行合成后的立体声。

可选地，在更复杂的情况下，音效器可以一个声道输出原先保存的干声信号，另一个声道输出处理后的湿声信号，同时再输出湿声信号与背景音频信号进行合成后的立体声。

步骤5、电子设备中的处理器对干声信号做评分处理，或将湿声信号与音频信号合并成立体声。

电子设备中的处理器对于接收到的音频信号，根据不同的应用场景做不同的处理：干声信号可用于评分处理，具体为：麦克风获取的干声信号为用户演唱的干声，将用户演唱的干声与歌曲的标准音准进行对比，得到用户演唱干声与标准音准的接近程度，用户演唱干声越接近标准音准，则得分越高，表示用户唱的越准。评分的应用还可以是提取用户演唱干声中的声纹特征，然后与演唱歌曲的歌星声纹特征进行比对，若用户的声纹特征越接近歌星的声纹特征，则表示用户唱的越像歌星，得分越高。湿声信号可以用于与处理器内预存的背景音频信号合成为立体声，再制作录音文件；或者直接用音效器合成好的立体声制作录音文件。

如图3，是本发明实施例的一种内置音效器的电子设备结构图，包括处理器和音效器，处理器和音效器电连接，通过I2S总线标准进行数据传输，而不是采用传统的外部接线连接传输数据。

电子设备中的处理器内预存音频信号，用于发送音频信号给音效器；例如，处理器预存用户所唱歌曲的背景音乐音频信号，通过I2S总线将背景音频信号传输给音效器(如图中I2S_IN所示)。

音效器用于接收麦克风输入的干声信号(图中所示MIC_IN)，保存一路干声信号，并将另一路干声信号进行处理得到湿声信号，这里的处理包括美化处理、降噪处理；美化处理包括加回声处理、混响处理；音效器再将湿声信号与背景音频信号进行合成后外部输出，根据外部设备接口的不同可以分为:输出到DA数模转换器再输出到RCA接口(图中所示AV_OUT)、输出到HDMI接口或输出到光纤同轴接口(图中所示I2S_OUT)。

在本发明的另一实施例中，音效器除了输出音频给外部设备之外，还可以用于将音频信号输出给处理器。可选输出方案一为：一个声道输出干声信号(图中所示R声道)，另一个声道输出湿声信号(图中所示L声道)；可选输出方案二为：输出湿声信号与背景音频信号合成后的立体声(图中所示I2S_OUT)。根据实际的应用场景，上述两方案可以择一输出，也可以同时输出。

在上述的实施例中，处理器除了用于发送音频信号给音效器之外，还用于接收音效器输出的音频信号，根据应用场景进行后续功能处理：为了实现对用户的唱歌进行评分的功能，将用户演唱的干声与歌曲的标准音准进行对比，得到评分结果；需要进行录音操作时，处理器将接收到的湿声信号与背景音频信号合并成立体声，再制作录音文件，或者直接用接收到的音效器合成好的立体声制作录音文件。

优选地，本发明的一种内置音效器的电子设备的实施例为机顶盒。同时，本发明所述的技术方案同样可以应用在功放、手机、电视、娱乐电子产品、电脑或具有声音处理功能的智能穿戴式设备中，一样可以实现利用内置音效芯片DSP来简化声音信号处理流程的效果，同时也简化了用户的接线。

上述具体实施方式只是对本发明的技术方案进行详细解释，本发明并不只仅仅局限于上述实施例，凡是依据本发明原理的任何改进或替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种内置音效器声音信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

电子设备中的音效器接收麦克风发送的干声信号；及接收电子设备的处理器发送的音频信号；

所述音效器保存干声信号，并将干声信号处理成湿声信号；

所述音效器将湿声信号及音频信号合成后向外部输出。

2.如权利要求1所述的内置音效器声音信号处理方法，其特征在于，所述音效器将干声信号处理成湿声信号，具体包括将干声信号美化处理、和/或降噪处理；所述美化处理包括加回声处理、和/或混响处理。

3.如权利要求1所述的内置音效器声音信号处理方法，其特征在于，所述“音效器将湿声信号及音频信号合成后向外部输出”的外部输出方式为：输出到RCA接口、输出到HDMI接口或输出到光纤同轴接口。

4.如权利要求1所述的内置音效器声音信号处理方法，其特征在于，还包括步骤：所述音效器输出信号给电子设备中的处理器。

5.如权利要求4所述的内置音效器声音信号处理方法，其特征在于，所述音效器输出信号给电子设备中的处理器，输出方案为：一个声道输出干声信号，另一个声道输出湿声信号。

6.如权利要求4或5所述的内置音效器声音信号处理方法，其特征在于，所述音效器输出信号给电子设备中的处理器，输出方案为：输出将湿声信号与音频信号合成后的立体声。

7.如权利要求4所述的内置音效器声音信号处理方法，其特征在于，还包括步骤：所述电子设备中的处理器对干声信号做评分处理，或将湿声信号与音频信号合并成立体声。

8.一种内置音效器的电子设备，其特征在于，包括处理器和音效器，处理器和音效器电连接；

所述处理器内预存音频信号，用于发送音频信号给音效器；

所述音效器用于接收麦克风输入的干声信号和处理器输入的音频信号，保存干声信号，并将干声信号进行处理得到湿声信号，再将湿声信号与音频信号合成后向外部输出。

9.如权利要求8所述的内置音效器的电子设备，其特征在于，所述音效器将干声信号进行处理得到湿声信号，具体包括将干声信号美化处理、和/或降噪处理；所述美化处理包括加回声处理、和/或混响处理。

10.如权利要求8所述的内置音效器的电子设备，其特征在于，所述“再将湿声信号与音频信号合成后向外部输出”的外部输出方式为：输出到RCA接口、输出到HDMI接口或输出到光纤同轴接口。

11.如权利要求8所述的内置音效器的电子设备，其特征在于，所述音效器还用于输出信号给处理器，输出方案为：一个声道输出干声信号，另一个声道输出湿声信号；

或一个声道输出干声信号，一个声道输出湿声信号，另一个声道输出湿声信号与音频信号进行合成后的立体声。

12.如权利要求11所述的内置音效器的电子设备，其特征在于，所述处理器还用于对干声信号做评分处理或将湿声信号与音频信号合成立体声。

13.如权利要求8所述的内置音效器的电子设备，其特征在于，所述处理器和音效器之间通过I2S总线进行数据传输。

14.如权利要求8所述的内置音效器的电子设备，其特征在于，所述电子设备为机顶盒、功放、手机、电视、游戏机、电脑或具有声音处理功能的智能穿戴式设备。