CN106507242A - 一种音频装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音频装置及终端，该装置包括：扬声器、第一拾音器、模数转换电路以及处理电路；扬声器电性耦接模数转换电路的模拟端，模数转换电路的数字端电性耦接处理电路；第一拾音器电性耦接所述处理电路；处理电路接收来自扬声器、第一拾音器的音频信号，将两者混合处理。本发明的处理电路利用扬声器采集的高声压低频噪音与第一拾音器录制的音频信号进行反向叠加，能够有效减少该音频信号中的高声压低频噪音，从而能够提高该音频信号的信噪比，进而能够提高该录音音质。

Description

一种音频装置及终端

技术领域

本发明涉及音频技术领域，特别是涉及一种音频装置及终端。

背景技术

随着各种终端设备的快速普及，用户对终端设备的功能以及智能化的要求越来越高，如何使终端设备更加智能化、专业化、多样化，以及更加高效的使用于日常生活中，已经成为了当前研究方向之一。比如：现有的很多终端设备都配有录音功能。然而，现有的终端设备上的录音功能存在质量无法保障、功能单调等缺点，导致此功能相对于其他专用的录音设备还存在一定的距离。鉴于拾音器，例如麦克风，具有更高的电气性能以及更高的音频性能，能够提升录音质量，其越来越多的使用在终端设备上。

但拾音器录制的音频信号中包含一些人耳能感知的外部环境噪音以及影响听感信噪比的噪音，该噪音一般具有高声压、低频的特点，很容易将该音频信号中的有用信号掩盖，导致该音频信号的音质大大降低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种音频装置及终端，以提高录音音质。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种音频装置，所述装置包括：扬声器、第一拾音器、模数转换电路以及处理电路；所述扬声器电性耦接所述模数转换电路的模拟端，所述模数转换电路的数字端电性耦接所述处理电路；所述第一拾音器电性耦接所述处理电路；所述处理电路接收来自所述扬声器、所述第一拾音器的音频信号，将两者混合处理。

其中，所述装置进一步包括音频解码电路和切换电路，所述音频解码电路电性耦接于所述模数转换器和所述处理电路之间；所述扬声器通过所述切换电路选择性耦接所述模数转换电路和所述音频解码电路。

其中，所述装置进一步包括总线输出电路，所述总线输出电路耦接于所述模数转换电路和所述音频解码电路之间。

其中，所述装置进一步包括：增益调节器及感应处理器；所述增益调节器分别与所述扬声器及所述模数转换电路电性耦接；所述感应处理器与所述总线输出电路电性耦接；所述增益调节器用于将所述扬声器的所述音频信号放大后传输给所述模数转换器；所述感应处理器用于将所述数字信号解析后传给所述总线输出电路。

其中，所述装置进一步包括：第二拾音器；所述第二拾音器电性耦接所述处理电路；所述处理电路接收来自所述第一拾音器、所述扬声器及所述第二拾音器的音频信号，将三者混合处理。

其中，所述总线输出电路为I2S总线接口电路。

其中，所述第一拾音器及所述第二拾音器为数字拾音器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种终端，所述终端包括上述音频装置。

其中，对应于包括所述第一拾音器、所述第二拾音器的情况，所述第一拾音器、所述第二拾音器均位于所述终端正面邻近顶部处，或正面邻近底部处，或背面，且当所述第一拾音器、所述第二拾音器位于所述终端同一面时，所述第一拾音器、所述第二拾音器之间的距离在预设范围内；当所述第一拾音器、所述第二拾音器位于所述终端不同面时，所述第一拾音器、所述第二拾音器之间的距离大于阈值。

其中，所述扬声器位于所述终端的顶部、或底部、或侧边、或背面，且与所述第一拾音器和/或第二拾音器的距离大于所述阈值。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明一种音频装置及终端利用处理电路将来自扬声器、第一拾音器的音频信号进行混合处理，以提高第一拾音器的录音音质，因扬声器采集的音频信号为高声压低频噪音，用该高声压低频噪音与第一拾音器录制的音频信号进行反向叠加，能够有效减少第一拾音器录制的音频信号中的高声压低频噪音，从而提高该音频信号的信噪比，进而提高录音音质。

附图说明

图1是本发明音频装置第一实施例的结构示意图；

图2是本发明音频装置第二实施例的结构示意图；

图3是图1实施例中处理电路对来自于扬声器及第一拾音器的音频信号混合处理的方法示意图；

图4是本发明音频装置第三实施例的结构示意图；

图5是本发明音频装置第四实施例的结构示意图；

图6是图5实施例中启动录音功能一实施例的流程示意图；

图7是本发明终端一实施例的结构示意图。

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做出创造性的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。

在对本发明实施例进行叙述之前，先介绍一下扬声器的特性。

扬声器(又称喇叭)是一种电声换能器件，是电声系统中一个重要组件。音频电能通过电磁、压电或静电效应，使扬声器的纸盆或膜片振动周围空气而造成音响。本发明实施例利用扬声器除了具备播放音频信号的功能之外所具备的物理构造特性，即其对声音的灵敏度不高，从而能够捕捉高声压低频信号，该低频信号的频段为20HZ-200HZ，而人耳能感知的外部环境噪音以及影响人听感信噪比的噪音的频段也是20HZ-200HZ，所以利用扬声器可以采集到该高声压低频噪音。

参阅图1，图1是本发明音频装置第一实施例的结构示意图。本实施例包括扬声器101、第一拾音器102、模数转换电路103以及处理电路104；扬声器103电性耦接模数转换电路103的模拟端，模数转换电路103的数字端电性耦接处理电路104；第一拾音器102电性耦接处理电路104；处理电路104接收来自扬声器101、第一拾音器102的音频信号，将两者混合处理。

在本实施例中，扬声器101具备采集声音信号的功能，具体是在内部增设信号拾取、放大、输出电路。信号拾取方面，是利用扬声器101原有的纸盆或膜片及相应的线圈等来协助完成。扬声器101采集的音频信号为高声压低频噪音(具体原理在上面已经叙述)，该高声压低频噪音通过模数转换电路103的模数转换后，传输给处理电路104处理。

可选地，本实施例的第一拾音器102为数字麦克风，数字麦克风的最大优点是抗干扰能力强，无需像传统传声器那样内置高频滤波电容、滤波器电路。本实施例的数字麦克风输出的是数字音频信号，可直接与处理电路104连接(如图1所示)。在另一实施例中可以用模拟拾音器(例如，模拟麦克风)代替该数字麦克风，因模拟拾音器输出的是模拟音频信号，所以应将第一拾音器102与模数转换电路103连接(如图2所示)，该模拟音频信号通过模数转换电路103的模数转换后，传输给处理电路104处理。

在一个应用场景中，处理电路104将扬声器101采集的音频信号与第一拾音器102录制的音频信号在相位和时序上进行同步，然后将二者进行反向叠加，因扬声器101采集的音频信号为高声压低频噪音，因此通过这种方式能有效减少第一拾音器102录制的音频信号中的高声压低频噪音。具体来说，如图3所示，先将扬声器101采集的高声压低频噪音301(如3a所示)进行反向处理(如图3c所述)，然后与第一拾音器102录制的音频信号(如3b所示，302为第一拾音器录制的高声压低频噪音，303为第一拾音器录制的音频有用信号，高声压低频噪音302易将音频有用信号303掩盖)中相应(在相位和时序上同步)的高声压低频噪音进行叠加(如3b所示)，从而消除该音频信号中的高声压低频噪音(如3c所示，相位和时序同步的正负电压叠加后相互抵消)，从而提高该音频信号的信噪比，进而提高第一拾音器102的录音音质。

区别于现有技术，本实施例利用处理电路104将来自扬声器101、第一拾音器102的音频信号进行混合处理，因扬声器104采集的音频信号为高声压低频噪音，用该高声压低频噪音与第一拾音器102录制的音频信号进行反向叠加，能够有效减少该音频信号中的高声压低频噪音，从而提高该音频信号的信噪比，进而提高录音音质。

参阅图4，图4是本发明音频装置第三实施例的结构示意图。本实施例在图1实施例的基础上进一步包括：音频解码电路401及切换电路402。音频解码电路401电性耦接于模数转换器103和处理电路104之间；扬声器101通过切换电路402选择性耦接模数转换电路103和音频解码电路401。

在一个应用场景中，本实施例的音频解码电路401为多媒体数字信号编解码器(CODEC)。CODEC是一种多功能电路，它具有压缩、解压、数模转换、模数转换等功能，且支持音频总线输入和输出、多个扬声器的立体声输出、多个拾音器接入、控制接口等。在实际的电路实现过程中，可以根据不同的设计需求，启用CODEC的不同功能。在其它应用场景中，音频解码电路401也可以是其它具有压缩、解压功能的电路或器件。

具体来说，当本实施例音频装置处于录音状态时，扬声器101通过切换电路402与模数转换电路103耦接，扬声器101采集的音频信号经模数转换电路103转换后，传输至音频解码电路401进行压缩，以减少信号冗余，并将压缩后的音频信号传输至处理电路104处理。需要注意的是，若第一拾音器102为具有压缩功能的数字型拾音器时，可以将第一拾音器102直接连接处理电路104(如图4所示)；若第一拾音器102为不具压缩功能的数字型拾音器时，第一拾音器102与音频解码电路401连接，音频解码电路401对第一拾音器102采集的音频信号进行压缩后传输给处理电路104处理；若第一拾音器102为非数字型拾音器时，音频解码电路401对音频信号进行数模转换，然后进行压缩处理(如图5所示)，或者将第一拾音器102与模数转换电路103连接，利用模数转换电路103对第一拾音器102采集的音频信号进行模数转换，然后利用音频解码电路401对转换后的音频信号进行压缩处理。

当本实施例音频装置处于播音状态时，扬声器101通过切换电路402与音频解码电路401耦接，处理电路104将存储的音频信号传输至音频解码电路401，进行解压，并进行音频信号左右声道处理及数模转换，并通过切换电路402将转换后的音频信号传输给扬声器101进行播放。

可选地，本实施例还进一步包括总线输出电路403，总线输出电路403耦接于模数转换电路103和音频解码电路401之间。

可选地，本实施例的总线输出电路403为I2S(Inter-IC Sound)总线接口电路。它是数字音频设备之间的音频数据传输的一种总线标准，专责于音频设备之间的数据传输。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。需要注意的是，总线输出电路403具体型号应该与音频解码电路401支持的音频总线输入和输出接口一致，便于数据的高速、无失真传输。

可选地，本实施例还进一步包括增益调节器405及感应处理器404；增益调节器405分别与扬声器101及模数转换电路103电性耦接；感应处理器404与总线输出电路403电性；

增益调节器405用于将扬声器101的音频信号放大后传输给模数转换器103进行模数转换；

感应处理器404用于将模数转换后的信号解析后传给总线输出电路403。在一个应用场景中，感应处理器404为电流、电压感应处理电路，用于对模数转换器103转换后的数据进行初步的解析，以减少因器件内部电流和电压引起的噪音。

可选地，本实施例还进一步包括第二拾音器406。第二拾音器406电性耦接处理电路104；处理电路104接收来自第一拾音器102、扬声器101及第二拾音器406的音频信号，将三者混合处理。第二拾音器406与第一拾音器102的构成及工作原理相同，这里不再重复叙述。

具体来说，从上面的分析可知，本实施例的处理电路104将来自扬声器101、第一拾音器102的音频信号进行混合处理后，能够得到第一路无高声压低频噪音的音频信号，同理，处理电路104将来自扬声器101、第二拾音器406的音频信号进行混合处理后，能够得到第二路无高声压低频噪音的音频信号，处理电路104最后将第一、第二路无高声压低频噪音的音频信号利用阵列波束成形方法产生录音。

本实施例利用第一拾音器102及第二拾音器406能够实时改变录音方向。并且能够只录某个角度的声音，设置这个角度之外的其他人声以及背景噪音都有效地消除。同时，也不需要通过改变移动终端的位置和方向来刻意将移动终端离需要的声音距离近点，从而实现一定范围内的较佳录音效果。

参阅图6，图6是图5实施例中启动录音功能一实施例的流程示意图。本实施例包括以下步骤：

步骤601：启动录音。

步骤602：初始化。该初始化主要是给各电路上电，通过上电来检查各电路是否能正常工作。

步骤603：判断上述初始化是否成功。若成功则进行步骤605，否者进行步骤604。

步骤604：提示用户重新启动录音，或者检查硬件。

步骤605：参数配置。因在启动录音之前，扬声器101用于音频信号输出，所以在启动录音之后，需要将扬声器的输出通路切换至输入通路，具体来说，处理电路104发送命令给CODEC，控制CODEC配置自身的参数，包括压缩、模数转换、I2S总线等参数，并发送切换指令给切换电路402，切换电路402使得扬声器101与模数转换电路电性耦接。同时CODEC发送配置信号给总线输出电流403、感应处理电路404、模数转换电路103、增益调节器405及扬声器101，以激活这些电路，并是这里电路进行相关配置，例如，使扬声器101的电压保持在电压在1.8V、增益调节器恢复到默认值为0dB、关闭喇叭功放通路等。

步骤606：判断上述参数配置是否成功，若成功，则进行步骤608，否则进行步骤607。具体来说，当上述各电路初始化成功后，会反馈指令通知CODEC。

步骤607：提示用户，并关闭扬声器的输入通路，进行步骤608。

步骤608：同步录制音频信号。具体来说，CODEC发送录音指令控制扬声器101、第一拾音器102及第二拾音器406开始录音，或发送录音指令控制第一拾音器102及第二拾音器406开始录音，由于时序管理都是由CODEC内部时钟统一处理的，所以能够更大程度的保持录音数据的同步，避免数据的不一致性，从而提高后续音频信号处理效率。

从扬声器101、第一拾音器102及第二拾音器406录音完成后，到获得最终的录音信号的工作原理及扬声器播放录音信号的工作原理都已在上述装置实施例中进行了详细的叙说，这里不再重复叙述。

参阅图7，图7是本发明终端一实施例的结构示意图。本实施例为手机终端，当然，本发明终端可以是但不限于手机、平板电脑等。本实施例包括上述实施例音频装置，关于该音频装置的结构及工作原理这里就不再重复叙述。

在本实施例中，701为手机正面，702为手机背面，703为手机顶部，704为手机底部，705为手机侧边。

可选地，本实施例中第一拾音器706、第二拾音器707均位于终端正面701邻近顶部处，或正面701邻近底部处，或背面702，且当第一拾音器706、第二拾音器707位于终端同一面时，第一拾音器706、第二拾音器707之间的距离在预设范围内；当第一拾音器706、第二拾音器707位于终端不同面时，第一拾音器706、第二拾音器707之间的距离大于阈值。

可选地，扬声器708位于终端的顶部703、或底部704、或侧边705、或背面702，且与第一拾音器706和/或第二拾音器707的距离大于阈值。

在一个应用场景中，该预设范围为100毫米至150毫米。在另一应用场景中，该阈值为18毫米。

上述的阈值、预设范围的具体值与终端的音质的具体要求及处理电路的处理算法有关。

区别于现有技术，本实施例利用扬声器采集的音频信号为高声压低频噪音与第一拾音器录制的音频信号进行反向叠加，能够有效减少该音频信号中的高声压低频噪音，从而提高该音频信号的信噪比，进而提高录音音质。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种音频装置，其特征在于，包括：

扬声器、第一拾音器、模数转换电路以及处理电路；

所述扬声器电性耦接所述模数转换电路的模拟端，所述模数转换电路的数字端电性耦接所述处理电路；

所述第一拾音器电性耦接所述处理电路；

所述处理电路接收来自所述扬声器、所述第一拾音器的音频信号，将两者混合处理。

2.根据权利要求1所述的音频装置，其特征在于，

进一步包括音频解码电路和切换电路，所述音频解码电路电性耦接于所述模数转换器和所述处理电路之间；

所述扬声器通过所述切换电路选择性耦接所述模数转换电路和所述音频解码电路。

3.根据权利要求2所述的音频装置，其特征在于，

进一步包括总线输出电路，所述总线输出电路耦接于所述模数转换电路和所述音频解码电路之间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的音频装置，其特征在于，

进一步包括：增益调节器及感应处理器；

所述增益调节器分别与所述扬声器及所述模数转换电路电性耦接；所述感应处理器与所述总线输出电路电性耦接；

所述增益调节器用于将所述扬声器的所述音频信号放大后传输给所述模数转换器；

所述感应处理器用于将所述数字信号解析后传给所述总线输出电路。

5.根据权利要求1所述的音频装置，其特征在于，

进一步包括：第二拾音器；

所述第二拾音器电性耦接所述处理电路；所述处理电路接收来自所述第一拾音器、所述扬声器及所述第二拾音器的音频信号，将三者混合处理。

6.根据权利要求3所述的音频装置，其特征在于，

所述总线输出电路为I2S总线接口电路。

7.根据权利要求1或5所述的音频装置，其特征在于，

所述第一拾音器及所述第二拾音器为数字拾音器。

8.一种终端，其特征在于，

包括权利要求1至7任一项所述的音频装置。

9.根据权利要求8所述的终端，其特征在于，

对应于包括所述第一拾音器、所述第二拾音器的情况，所述第一拾音器、所述第二拾音器均位于所述终端正面邻近顶部处，或正面邻近底部处，或背面，且当所述第一拾音器、所述第二拾音器位于所述终端同一面时，所述第一拾音器、所述第二拾音器之间的距离在预设范围内；当所述第一拾音器、所述第二拾音器位于所述终端不同面时，所述第一拾音器、所述第二拾音器之间的距离大于阈值。

10.根据权利要求9所述的终端，其特征在于，

所述扬声器位于所述终端的顶部、或底部、或侧边、或背面，且与所述第一拾音器和/或第二拾音器的距离大于所述阈值。