CN108391196A - 一种音频信号处理装置及音箱 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种音频信号处理装置及音箱，所述音频信号处理装置包括数字信号处理模块、输入模块、输出模块以及控制模块；所述数字信号处理模块与所述输入模块和所述输出模块连接，所述控制模块与所述输出模块连接；所述输出模块由两路以上的输出通道组成，每一路输出通道均包括串联连接的功率放大器和扬声器；所述数字信号处理模块，用于采用至少两种不同的音频处理算法对接收的音频信号进行处理，得到两路以上的音频处理信号，每一路音频处理信号对应一路输出通道；所述控制模块，用于控制每一路输出通道中的功率放大器是否工作以及工作时的放大倍数。本申请所提供的音频信号处理装置能够实现多种音效，提高用户体验。

Description

一种音频信号处理装置及音箱
技术领域
本申请属于音频信号处理领域，尤其涉及一种音频信号处理装置及音箱。
背景技术
通常用户从网络上下载的音频文件都是经过压缩的音频文件，用户通过话筒录入终端设备的音频信号也包含很多噪声，如果直接将从网络中下载的音频文件播放或者直接将话筒拾取的音频信号播放，会影响最终的播放音效，使得用户体验降低。因此，为了达到更好的音效，音频信号处理装置应运而生，音频信号处理装置用于在播放音频之前，利用音频处理算法事先对输入的音频信号进行处理，以恢复压缩过程中丢失的信息或者过滤噪声等，常用的音频处理算法有信号均衡、低音增强、延时以及滤波等等。
目前市场上的音频信号处理装置只能输出单一音频特征的音频信号。但是，不同的房间具有不同的装修布局，为使不同房间能够达到相同的音效，需要给不同的房间配置不同的音频信号处理装置，这无疑增大了成本；此外，同一用户在不同的时间段对最终播放的音频信号的需求也不相同，因此，现有的音频信号处理装置并不能满足同一用户在不同时间的不同需求。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种音频信号处理装置及音箱，以实现同一音频信号处理装置可以适应不同装修布局的房间，并且可以满足用户在不同时间的不同需求。
本申请第一方面提供了一种音频信号处理装置，包括：
数字信号处理模块、输入模块、输出模块以及控制模块；
其中，上述数字信号处理模块与上述输入模块和上述输出模块连接，上述控制模块与上述输出模块连接；
上述输出模块由两路以上的输出通道组成，每一路输出通道均包括串联连接的功率放大器和扬声器；
上述数字信号处理模块，用于在接收到上述输入模块输出的音频信号后，采用至少两种不同的音频处理算法对上述音频信号进行处理，得到两路以上的音频处理信号，并将上述两路以上的音频处理信号通过上述输出模块输出，其中，每一路音频处理信号对应一路输出通道；
上述控制模块，用于在上述输出模块输出上述音频处理信号的过程中，控制每一路输出通道中的功率放大器是否工作以及工作时的放大倍数。
本申请第二方面提供了一种音箱，包括如上所述的音频信号处理装置，上述音箱呈圆柱形，上述输出模块中的各个扬声器安装在上述音箱的侧面和/或端面。
由上可见，本申请提供了一种音频信号处理装置，包括数字信号处理模块、输入模块、输出模块以及控制模块，该数字信号处理模块与该输入模块和该输出模块连接，该控制模块与该输出模块连接，该输出模块包括两路以上的输出通道，每一路输出通道均由功率放大器和扬声器串联组成；上述数字信号处理模块用以接收上述输入模块输出的音频信号，并利用两种以上的音频处理算法对该音频信号进行处理，从而输出两路以上的音频处理信号，并将该两路以上的音频处理信号分别输出至输出模块的各个输出通道中，每一路音频处理信号对应一路输出通道；另外，上述控制模块可以控制每一路输出通道中的功率放大器是否工作以及工作时的放大倍数。由上可见，数字信号处理模块采用两种以上的音频处理算法对输入的音频信号进行处理，得到两路以上的音频处理信号，从而使得该音频信号处理装置可以输出具备两种以上音频特征的音频信号，此外，该音频信号处理装置还可以将具有不同音频特征的音频信号进行混合来达到用户想要的音效，因此，本申请所提供的音频信号处理装置能够实现多种音效，可以适应不同装修布局的房间，并且可以满足用户在不同时间段的不同需求，提高用户体验，并且还具备一定的娱乐效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，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它的附图。
图1是本申请实施例一提供的音频信号处理装置的结构示意图；
图2是本申请实施例二提供的又一音频信号处理装置的结构示意图；
图3是本申请实施例三提供的音箱的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
实施例一
下面对本申请实施例一提供的音频信号处理装置进行描述，为了便于说明，仅示出与本申请相关的部分，请参阅附图1，本申请实施例一的音频信号处理装置包括：输入模块11、数字信号处理模块12、输出模块13以及控制模块14。
其中，上述数字信号处理模块12与上述输入模块11和上述输出模块13连接，上述控制模块14与上述输出模块13连接。
上述输出模块13由两路以上的输出通道组成，在本申请实施例一中，输出模块13由三路输出通道组成，分别为第一输出通道131、第二输出通道132以及第三输出通道133，其中，每一路输出通道均由功率放大器和扬声器串联组成，每一路输出通道中可以包括一个或两个以上的扬声器。
上述数字信号处理模块12接收上述输入模块11输出的音频信号，并采用至少两种不同的音频处理算法对上述音频信号进行处理，得到两路以上的音频处理信号，在本申请实施例一中，该数字信号处理模块12输出三路音频处理信号，并将该三路音频处理信号分别输出至第一输出通道131、第二输出通道132以及第三输出通道133中，上述三路音频处理信号可以是数字信号处理模块12对上述音频信号采用三种音频处理算法得到，上述三种音频处理算法可以分别为高频滤波、中频滤波以及低频滤波，将该音频信号中的高频部分、中频部分以及低频部分过滤出来，生成三路音频处理信号。此外，在本申请实施例中，数字信号处理模块12除了滤波之外，还可以对接收的音频信号进行延时等其他处理。另外，上述三路音频处理信号也可以由数字信号处理模块12采用两种音频处理算法得到，在这种情况下，其中两路音频处理信号是相同的。
上述控制模块14，用于控制每一路输出通道中的功率放大器是否工作以及工作时的放大倍数，该控制模块14可以控制仅一路输出通道工作，也可以控制多路输出通路工作。用户可以通过该音频信号处理装置上的按键来传输控制指令；或者也可以通过遥控器来传输控制指令，在这种情况下，该音频信号处理装置还包括无线接收模块，用以接收用户传送的控制指令，并将该控制指令发送至控制模块14。控制模块14在接收到用户传输的控制指令之后，控制每一路输出通道的工作状态。
由上可见，数字信号处理模块采用两种以上的音频处理算法对输入的音频信号进行处理，得到两路以上的音频处理信号，从而使得该音频信号处理装置可以输出具备两种以上音频特征的音频信号，此外，该音频信号处理装置还可以将具有不同音频特征的音频信号进行混合来达到用户想要的音效，因此，本申请所提供的音频信号处理装置能够实现多种音效，可以适应不同装修布局的房间，并且可以满足用户在不同时间段的不同需求，提高用户体验，并且还具备一定的娱乐效果。
实施例二
附图2是本申请实施例二提供一种音频信号处理装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本申请相关的部分，该音频信号处理装置包括：输入模块21、数字信号处理模块22、输出模块23以及控制模块24。
其中，上述输入模块21由第一输入模块211、第二输入模块212以及数字切换电路213组成。上述第一输入模块211用以接收网络音频信号或者数字音频信号，并将该网络音频信号或者数字音频信号转换成I2S信号(Inter-IC Sound，集成电路内置音频信号)；上述第二输入模块212用于接收模拟音频信号，并将该模拟音频信号转换成I2S音频信号；上述数字切换电路213连接于上述第一输入模块211和上述第二输入模块212，用于选择是将上述第一输入模块211输出的I2S信号传输至数字信号处理模块22，还是将上述第二输入模块212输出的I2S信号传输至数字信号处理模块22。该数字切换电路213可以由控制单元和二选一开关组成，该控制单元可以具备一GPIO端口(General Purpose Input Output，通用输入输出端口)，通过该GPIO端口连接于该二选一开关，该控制单元通过控制该GPIO端口的电平高低实现信号的选择。
在本申请实施例二中，数字信号处理模块22与实施例一中的数字信号处理模块12具备相同的功能，具体可参见实施例一的描述，此处不再赘述。
输出模块23具备五路输出通道，分别为第一输出通道231、第二输出通道232、第三输出通道233、第四输出通道234以及第五输出通道235，其中该第一输出通道231包括第一功率放大器，该第二输出通道232包括第二功率放大器，该第三输出通道233包括第三功率放大器，该第四输出通道234包括第四功率放大器，该第五输出通道235包括第五功率放大器。
控制模块24由中央处理器241和IIC总线扩展芯片242组成，该中央处理器241具备一IIC总线输出端口，中央处理器241通过该IIC总线输出端口与该IIC总线扩展芯片相连，该IIC总线扩展芯片包括第一IIC总线输出端口、第二IIC总线输出端口以及第三IIC总线输出端口，该中央处理器241接收用户传输的控制指令，并通过IIC总线扩展芯片传输至输出模块23，控制输出模块23中各个输出通道的工作状态。
上述第一IIC总线输出端口连接上述第一功率放大器以及上述第二功率放大器，该第一功率放大器与该第二功率放大器具备不同的地址，上述中央处理器241通过上述第一IIC总线输出端口控制上述第一功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数，并且控制上述第二功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数；上述第二IIC总线输出端口连接上述第三功率放大器以及上述第四功率放大器，该第三功率放大器与该第四功率放大器具备不同的地址，上述中央处理器241通过上述第二IIC总线输出端口控制上述第三功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数，并且控制上述第四功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数；上述第三IIC总线输出端口连接上述第五功率放大器，上述中央处理器241通过上述第三IIC总线输出端口控制上述第五功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数。
由于中央处理器通常都具备GPIO端口，因此，可以将上述控制单元集成在上述中央处理器241中，该中央处理器241通过GPIO端口连接上述数字切换电路213中的二选一开关，控制该数字切换电路213实现对信号的选择。此外，为节省制造成本，还可以将上述第一输入模块211集成在上述中央处理器241中。在本申请实施例二中，上述中央处理器可以选择APQ8009芯片。
另外，在本申请实施例二中，上述IIC总线扩展芯片242还可以包括第四IIC总线输出端口，用于实现中央处理器241与数字信号处理模块22之间的数据通信，比如控制数字信号处理模块22是否工作等。
由上可见，本申请实施例二相比于实施例一，通过数字切换电路实现了对多个输入信号的选择，并且给出了控制模块的具体实现方式。此外，本申请实施例二所提供的音频信号处理装置能够实现多种音效，可以适应不同装修布局的房间，并且可以满足用户在不同时间段的不同需求，提高用户体验，并且还具备一定的娱乐效果。
实施例三
附图3是本申请实施例三提供一种音箱的结构示意图，为了便于说明，仅示出与本申请相关的部分，该音箱30包括一音频信号处理装置，该音频信号处理装置包括：输入模块31、数字信号处理模块32、输出模块33以及控制模块34。
其中，上述输入模块31由第一输入模块311、第二输入模块312以及数字切换电路313组成，其中该第一输入模块311集成在上述控制模块34的中央处理器APQ8009 341中，该控制模块34的中央处理器APQ8009 341还具备一GPIO端口，用以控制上述数字切换电路313的工作状态，此外，第二输入模块312包括话筒和模数转换器ADC，用以将用户输入的模拟音频转换成I2S信号。在本申请实施例中，输入模块31的功能与实施例二中输入模块21的功能相同，具体可参见实施例二的描述，此处不再赘述。
在本申请实施例三中，数字信号处理模块32采用两种不同的音频处理算法对上述输入模块输出的音频信号进行处理，上述两种不同的音频信号处理算法可以分别为高中频滤波以及低频滤波。在本申请实施例三中，该数字信号处理模块32输出五路音频处理信号，其中一路为经过低频滤波后的音频处理信号，另外四路为经过高中频滤波后的音频处理信号。
在本申请实施例三中，输出模块33具备五路输出通道，用于输出上述数字信号处理模块32输出的五路音频处理信号，其中，上述五路输出通道分别为第一输出通道331、第二输出通道332、第三输出通道333、第四输出通道334以及第五输出通道335，其中该第一输出通道331包括第一功率放大器和两个扬声器，该第二输出通道332包括第二功率放大器和两个扬声器，该第三输出通道333包括第三功率放大器和两个扬声器，该第四输出通道334包括第四功率放大器和一个扬声器，该第五输出通道335包括第五功率放大器和一个扬声器，其中，上述第一输出通道至上述第四输出通道输出经过高中频滤波的音频处理信号，上述第五输出通道可以输出经过低频滤波的音频处理信号。
控制模块34由中央处理器APQ8009 341和IIC总线扩展芯片342组成，APQ8009 341具备一IIC总线输出端口，APQ8009 341通过该IIC总线输出端口与该IIC总线扩展芯片342相连，该IIC总线扩展芯片342包括第一IIC总线输出端口、第二IIC总线输出端口、第三IIC总线输出端口以及第四IIC总线输出端口，APQ8009 341可以接收用户传输的控制指令，并通过IIC总线扩展芯片342传输至输出模块33以及数字信号处理模块32，用以控制输出模块33中各个输出通道以及数字信号处理模块32的工作状态。在本申请实施例三，IIC总线扩展芯片342与输出模块33以及数字信号处理模块32之间的通信方式，具体可参见实施例二的描述，此处不再赘述。
此外，本申请实施例三所提供的音箱可以呈圆柱体、正方体、长方体或者椭圆体等，该音箱中的所述第一输出通道至所述第四输出通道中的七个扬声器安装在该音箱的侧面，上述七个扬声器可以呈圆形安装在该音箱的侧面，也可以呈螺旋形安装在该音箱的侧面，所述第五输出通道的扬声器可以安装在该音箱的端面。
由上可见，在本申请实施例三中，将音频信号处理装置封装至一个音箱中，可以方便用户使用，并且该音箱能够实现多种音效，可以适应不同装修布局的房间，并且可以满足用户在不同时间段的不同需求，提高用户体验，并且还具备一定的娱乐效果。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种音频信号处理装置，其特征在于，包括：
数字信号处理模块、输入模块、输出模块以及控制模块；
其中，所述数字信号处理模块与所述输入模块和所述输出模块连接，所述控制模块与所述输出模块连接；
所述输出模块由两路以上的输出通道组成，每一路输出通道均包括串联连接的功率放大器和扬声器；
所述数字信号处理模块，用于在接收到所述输入模块输出的音频信号后，采用至少两种不同的音频处理算法对所述音频信号进行处理，得到两路以上的音频处理信号，并将所述两路以上的音频处理信号通过所述输出模块输出，其中，每一路音频处理信号对应一路输出通道；
所述控制模块，用于在所述输出模块输出所述音频处理信号的过程中，控制每一路输出通道中的功率放大器是否工作以及工作时的放大倍数。
2.如权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述控制模块由中央处理器和IIC总线扩展芯片组成；
所述中央处理器通过所述IIC总线扩展芯片与所述输出模块相连，用于控制每一路输出通道中的功率放大器是否工作以及工作时的放大倍数。
3.如权利要求2所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述输出模块包括第一输出通道、第二输出通道，其中所述第一输出通道包括第一功率放大器，所述第二输出通道包括第二功率放大器；
所述IIC总线扩展芯片包括第一IIC总线输出端口；
所述第一IIC总线输出端口连接所述第一功率放大器以及所述第二功率放大器，所述中央处理器通过所述第一IIC总线输出端口控制所述第一功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数，并且控制所述第二功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数。
4.如权利要求3所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述输出模块还包括第三输出通道、第四输出通道，其中，所述第三输出通道包括第三功率放大器，所述第四输出通道包括第四功率放大器；
所述IIC总线扩展芯片包括第二IIC总线输出端口；
所述第二IIC总线输出端口连接所述第三功率放大器以及所述第四功率放大器，所述中央处理器通过所述第二IIC总线输出端口控制所述第三功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数，并且控制所述第四功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数。
5.如权利要求4所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述输出模块还包括第五输出通道，其中，所述第五输出通道包括第五功率放大器；
所述IIC总线扩展芯片包括第三IIC总线输出端口；
所述第三IIC总线输出端口连接所述第五功率放大器，所述中央处理器通过所述第三IIC总线输出端口控制所述第五功率放大器能否工作以及工作时的放大倍数。
6.如权利要求5所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述IIC总线扩展芯片还包括第四IIC总线输出端口，所述第四IIC总线输出端口连接于所述数字信号处理模块，用于控制所述数字信号处理模块是否工作。
7.如权利要求2所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述输入模块由第一输入模块、第二输入模块以及数字切换电路组成；
所述第一输入模块用于将网络音频信号或者数字音频信号转换成集成电路内置音频信号，所述第二输入模块用于将模拟音频信号转换成集成电路内置音频信号；
所述数字切换电路的输入端连接于所述第一输入模块和所述第二输入模块，输出端连接于所述数字信号处理模块，用于选择来源于所述第一输入模块或者第二输入模块输出的集成电路内置音频信号作为所述数字信号处理模块接收的音频信号。
8.如权利要求7所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述中央处理器具备一通用输入输出端口，所述中央处理器通过所述通用输入输出端口连接所述数字切换电路；
所述数字切换电路通过所述通用输入输出端口的电平高低选择所述第一输入模块或者第二输入模块输出的集成电路内置音频信号作为所述数字信号处理模块接收的音频信号。
9.如权利要求7所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述第一输入模块集成在所述中央处理器中。
10.如权利要求1所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述音频信号处理装置还包括无线接收模块，所述无线接收模块连接于所述控制模块，用以接收用户传送的控制指令，并将所述控制指令发送至所述控制模块，所述控制模块根据所述控制指令，控制每一路输出通道中的功率放大器是否工作以及工作时的放大倍数。
11.如权利要求2所述的音频信号处理装置，其特征在于，所述中央处理器为APQ8009芯片。
12.一种音箱，其特征在于，包含如权利要求1至11中任一项所述的音频信号处理装置，所述音箱呈圆柱体，所述输出模块中的各个扬声器安装在所述音箱的侧面和/或端面。
13.如权利要求12所述的音箱，其特征在于，
所述输出模块包含第一输出通道、第二输出通道、第三输出通道、第四输出通道以及第五输出通道，其中所述第一输出通道、所述第二输出通道以及所述第三输出通道分别包含两个扬声器，所述第四输出通道以及所述第五输出通道分别包含一个扬声器；
其中，所述第一输出通道至所述第五输出通道中的七个扬声器安装在所述音箱的侧面，另一个扬声器安装在所述音箱的端面。
14.如权利要求13所述的音箱，其特征在于，所述数字信号处理模块采用两种不同的音频处理算法，所述两种不同的音频处理算法分别为高中频滤波和低频滤波，所述第一输出通道至所述第四输出通道的七个扬声器输出经过高中频滤波后的音频处理信号，所述第五输出通道输出经过低频滤波后的音频处理信号，所述第一输出通道至所述第四输出通道的七个扬声器安装在所述音箱的侧面，所述第五输出通道的扬声器安装在所述音箱的端面。
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