CN109087656A - 一种基于mcu的多媒体会议混音方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于MCU的多媒体会议混音方法，具体包括：客户端音频数据采集流程、MCU音频数据处理流程和客户端音频数据处理流程。利用在客户端进行音频音量的计算以及逆处理，使得在整个音频数据的处理过程中，MCU仅需要给所有的参会者编码一份音频数据，大大节省MCU的编解码资源，同时节省了网络带宽资源。
Description
技术领域
本发明涉及多方会议技术领域，尤其涉及一种多方会议混音方法及装置。
背景技术
随着多媒体视讯会议的越来越广泛应用，图像分辨率的不断提高，由标清到高清、甚至超高清，对视讯会议系统中的MCU(多点控制单元)、会议终端、网络带宽都提出了更高的要求。而在有限网络带宽资源和不降低音频质量的前提下,音频处理资源和带宽的减少可以更好的满足高质量的视频数据的处理和传输。
现有混音方法是在MCU将所有的参会者的音频数据由音频解码模块解码，对所有参会者解码后的音频数据进行包络计算和比较，得出会议中发言声音最大的n个参会者，然后由混音模块将会议中声音最大的n个参会者解码后的音频数据混音并由编码模块编码后发送给除声音最大的参会者之外的所有参会者；将n个声音最大的参会者中除自己之外的音频数据混音并由编码模块编码后发送给声音最大的参会者。因此，MCU需要给一个会议中的参会者编码多种不同的音频数据，比如一个会议中能同时听到4个参会者的声音，那么就需要编码5种不同类型的数据，所需的编码器资源为5(4+1)，占用了大量的MCU处理资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有多方会议音频混音方法中MCU需要给一个会议中的参会者编码多种不同的音频数据，占用了大量MCU资源的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种基于MCU的多媒体会议混音方法，包括客户端音频数据采集流程、MCU音频数据处理流程和客户端音频数据处理流程，所述的客户端音频数据采集流程包括：
S02、按照统一的音频采样率和采集时间采集音频数据并计算采集到的音频数据的包络值，生成相应的音量信息和音频标识；
S04、将采集到的音频数据和音频标识存储在本地；
S06、将采集到的音频数据进行编码，并连同相应的音量信息和音频标识封包发送至MCU；
所述的MCU音频数据处理流程包括：
S10、接收所有客户端的音频数据包；
S20、从所述音频数据包的包头中解析出音频数据的音量信息和音频标识；
S30、根据所述音频数据的音量信息对所有的客户端的音频数据包进行筛选；
S40、对筛选后的音频数据进行解码、混音；
S50、对混音结果进行编码，连同相应的音频标识封包发送至所有客户端；
所述的客户端音频数据处理流程包括：
S60、从混音音频数据包中解析得到相应的混音音频数据，从所述混音音频数据包的包头中解析出所有的音频标识；
S70、判断所述混音音频中的音频标识中是否包含存储在本地的音频标识，若是则对混音音频数据进行逆处理再播放混音音频数据，若否则直接播放混音音频数据。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：提供一种基于MCU的多媒体会议混音装置，包括客户端音频数据采集装置、MCU音频数据处理装置和客户端音频数据处理装置，所述的客户端音频数据采集装置包括：
客户端采集模块，用于按照统一的音频采样率和采集时间采集音频数据并计算采集到的音频数据的包络值，生成相应的音量信息和音频标识；
本地存储模块，用于将采集到的音频数据和音频标识存储在本地；
客户端编码模块，用于将采集到的音频数据进行编码；
客户端网络模块，用于将编码后的音频数据，连同相应的音量信息和音频标识封包发送至MCU；
所述的MCU音频数据处理装置包括：
MCU网络模块，用于接收所有客户端的音频数据包；
MCU解码模块，用于从所述音频数据包中解析得到相应的音频数据，从所述音频数据包的包头中解析出音频数据的音量信息，音频标识；
MCU筛选模块，用于根据所述音频数据的音量信息对所有的客户端的音频数据包进行筛选；
MCU混音模块，用于对筛选后的音频数据进行混音，得到混音结果；
MCU编码模块，用于对混音结果进行编码；
所述的客户端音频数据处理装置包括：
客户端解码模块，用于从混音音频数据包中解析得到相应的混音音频数据，从所述混音音频数据包的包头中解析出所有的音频标识，判断所述混音音频中的音频标识中是否包含存储在本地的音频标识；
客户端混音逆处理模块，用于对混音音频数据进行逆处理。
本发明的有益效果在于：区别于现有技术中的MCU需要给一个会议中的参会者编码多种不同的音频数据，本发明提供了一种基于MCU的多媒体会议混音方法，利用在客户端进行音频音量的计算以及逆处理，使得在整个音频数据的处理过程中，MCU仅需要给所有的参会者编码一份音频数据，大大节省MCU的编解码资源，同时节省了网络带宽资源。
附图说明
下面结合附图详述本发明的具体流程以及结构
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明的客户端音频数据采集装置的结构框图；
图3为本发明的MCU音频数据处理装置的结构框图；
图4为本发明的客户端音频数据处理装置的结构框图。
标号说明：
01、客户端采集模块；02、本地存储模块；03、客户端网络模块；04、客户端编码模块；06、客户端解码模块；08、客户端混音逆处理模块；10、MCU网络模块；20、MCU解码模块；30、MCU筛选模块；40、MCU混音模块；50、MCU编码模块。
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的一部分实施例，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。
方法实施例
参考图1，本发明提供了一种基于MCU的多媒体会议混音方法，包括客户端音频数据采集流程、MCU音频数据处理流程和客户端音频数据处理流程。其中客户端音频数据采集流程用于采集参会者的音频数据，MCU音频数据处理流程用于接收并处理所有参会者的音频数据，客户端音频数据处理流程用于接受并处理MCU发送的音频数据。
客户端音频数据采集流程包括：
步骤S02、按照统一的音频采样率和采集时间采集音频数据并计算采集到的音频数据的包络值，生成相应的音量信息和音频标识；
步骤S04、将采集到的音频数据和音频标识存储在本地；
步骤S06、将采集到的音频数据进行编码，并连同相应的音量信息和音频标识封包发送至MCU。
具体地，参考图2，首先，参会者客户端与MCU建立网络连接，客户端采集模块按照统一的音频采样频率和采集时间比如10毫秒，采集音频数据，并计算采集到的音频数据的包络值，然后根据计算出来的包络值来生成相应的音量信息，在采集音频数据的同时，也需要生成相应的音频标识。所述的音频标识具体包括有参会者的客户端ID，用于区分不同的参会者。所述的音频标识还包括该音频数据的包编号，这里的包编号的生成方式可以是，当会议开始后，每一段音频数据的包编号开始从0累加，用于统一所有参会者发言的时间点。
然后，采集到的音频信息和音频标识交给客户端存储模块存储，这里的存储具体可以是由客户端缓存模块进行缓存。
最后，在客户端编码模块对采集到的音频数据进行编码，并将编码后的音频数据、音量信息和音频标识交给客户端网络模块。客户端网络模块将编码好的音频数据连同相应的音量信息和音频标识封包发送给MCU。
MCU音频数据处理流程包括：
步骤S10、接收所有客户端的音频数据包；
步骤S20、从所述音频数据包的包头中解析出音频数据的音量信息和音频标识；
步骤S30、根据所述音频数据的音量信息对所有的客户端的音频数据包进行筛选；
步骤S40、对筛选后的音频数据进行解码、混音；
步骤S50、对混音结果进行编码，连同相应的音频标识封包发送至所有客户端。
具体地，参考图3，首先，MCU网络模块将收到各参会者客户端发送的音频数据，具体地可以是接收到各参会者客户端缓存模块的数据缓存，将同一包编号的数据包交给MCU筛选模块；MCU筛选模块会根据所述音频数据的音量信息对所有的客户端的音频数据包进行筛选。
在一个具体的实施例中，MCU筛选模块根据所述的音量信息比较得出会议当前时刻声音最大的4个参会者，可以理解的是，经过测试和验证，同一时刻一个会议中说话的声音超过4个后声音就吵杂了，为了保持最好的效果，本实施例以4个为例，但不局限于4个。
然后，将筛选后的4个参会者的音频数据交给MCU解码模块，MCU解码模块将所述的4个声音最大的参与者的音频数据解码并交给混音模块混音。
在一个具体的实施例中，MCU混音模块将4路音频数据线性相加并做归一化处理以防止爆音，并交给MCU的编码模块重新编码；MCU编码模块将编码后的数据交给MCU网络模块处理，MCU网络模块将编码后数据，连同包编号，该数据的贡献者客户端ID等封包并发送给所有参会者。
客户端音频数据处理流程包括：
步骤S60、从混音音频数据包中解析得到相应的混音音频数据，从所述混音音频数据包的包头中解析出所有的音频标识；
步骤S70、判断所述混音音频中的音频标识中是否包含存储在本地的音频标识，若是则对混音音频数据进行逆处理再播放混音音频数据，若否则直接播放混音音频数据。
具体地，参考图4，客户端网络模块将收到的MCU数据包交给客户端解码模块解码；客户端解码模块判断该数据包的贡献者客户端ID是否包含自己，如果否就将解码后的数据送给客户端播放模块播放，如果是就将数据送给客户端混音逆处理模块。
在一个具体的实施例中，客户端混音逆处理模块根据音频标识，在这里具体的是包编号，从客户端存储模块中查找到对应包编号的音频数据，将所述的解码数据线性减去从存储模块中查找到的音频数据并做归一化处理一防止爆音，将处理后的数据交给客户端播放模块播放。
装置实施例
参考图2-4，本发明提供了一种基于MCU的多媒体会议混音装置，包括客户端音频数据采集装置、MCU音频数据处理装置和客户端音频数据处理装置，客户端音频数据采集装置包括：
客户端采集模块01，用于按照统一的音频采样率和采集时间采集音频数据并计算采集到的音频数据的包络值，生成相应的音量信息和音频标识。
具体地，按照统一的音频采样频率和采集时间比如10毫秒，采集音频数据，并计算采集到的音频数据的包络值，然后根据计算出来的包络值来生成相应的音量信息，在采集音频数据的同时，也需要生成相应的音频标识。所述的音频标识具体包括有参会者的客户端ID，用于区分不同的参会者。所述的音频标识还包括该音频数据的包编号，这里的包编号的生成方式可以是，当会议开始后，每一段音频数据的包编号开始从0累加，用于统一所有参会者发言的时间点。
本地存储模块02，用于将采集到的音频数据和音频标识存储在本地，这里的存储具体可以是由客户端缓存模块进行缓存。
客户端编码模块04，用于将采集到的音频数据进行编码；
客户端网络模块03，用于将编码后的音频数据，连同相应的音量信息和音频标识封包发送至MCU。
MCU音频数据处理装置包括：
MCU网络模块10，用于接收所有客户端的音频数据包，具体地可以是接收到各参会者客户端缓存模块的数据缓存；
MCU解码模块20，用于从所述音频数据包中解析得到相应的音频数据，从所述音频数据包的包头中解析出音频数据的音量信息，音频标识，将同一包编号的数据包交给MCU筛选模块；
MCU筛选模块30，用于根据所述音频数据的音量信息对所有的客户端的音频数据包进行筛选，具体用于选取音量信息最大的若干路音频数据作为筛选后的音频数据。
在一个具体的实施例中，MCU混音模块将4路音频数据线性相加并做归一化处理以防止爆音，并交给MCU的编码模块重新编码；MCU编码模块将编码后的数据交给MCU网络模块处理，MCU网络模块将编码后数据，包编号，该数据的贡献者客户端ID等封包并发送给所有参会者。
MCU混音模块40，用于对筛选后的音频数据进行混音，得到混音结果，具体地，用于将筛选后的音频数据线性相加并做归一化处理。
MCU编码模块50，用于对混音结果进行编码后，交给MCU网络模块连同相应的音频标识封包发送至所有客户端；
客户端音频数据处理装置包括：
客户端解码模块06，用于从混音音频数据包中解析得到相应的混音音频数据，从所述混音音频数据包的包头中解析出所有的音频标识，判断所述混音音频中的音频标识中是否包含存储在本地的音频标识；
客户端混音逆处理模块08，用于对混音音频数据进行逆处理。
在一个具体的实施例中，客户端混音逆处理模块根据音频标识，在这里具体的是包编号，从客户端存储模块中查找到对应包编号的音频数据，将所述的解码数据线性减去从存储模块中查找到的音频数据并做归一化处理一防止爆音，将处理后的数据交给客户端播放模块播放。
此外，上述一种基于MCU的多媒体混音装置的实施方式中，各功能模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成等，都属于发明的保护范围。
在上述事实中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例中的相关描述。
以上所述仅为本发明的实施例，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 (8)
1.一种基于MCU的多媒体会议混音方法，其特征在于，包括客户端音频数据采集流程、MCU音频数据处理流程和客户端音频数据处理流程，所述的客户端音频数据采集流程包括：
S02、按照统一的音频采样率和采集时间采集音频数据并计算采集到的音频数据的包络值，生成相应的音量信息和音频标识；
S04、将采集到的音频数据和音频标识存储在本地；
S06、将采集到的音频数据进行编码，并连同相应的音量信息和音频标识封包发送至MCU；
所述的MCU音频数据处理流程包括：
S10、接收所有客户端的音频数据包；
S20、从所述音频数据包的包头中解析出音频数据的音量信息和音频标识；
S30、根据所述音频数据的音量信息对所有的客户端的音频数据包进行筛选；
S40、对筛选后的音频数据进行解码、混音；
S50、对混音结果进行编码，连同相应的音频标识封包发送至所有客户端；
所述的客户端音频数据处理流程包括：
S60、从混音音频数据包中解析得到相应的混音音频数据，从所述混音音频数据包的包头中解析出所有的音频标识；
S70、判断所述混音音频中的音频标识中是否包含存储在本地的音频标识，若是则对混音音频数据进行逆处理再播放混音音频数据，若否则直接播放混音音频数据。
2.如权利要求1所述的一种基于MCU的多媒体会议混音方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：
选取音量信息最大的若干路音频数据作为筛选后的音频数据。
3.如权利要求2所述的一种基于MCU的多媒体会议混音方法，其特征在于，所述步骤S40具体包括：
将筛选后的音频数据线性相加并做归一化处理。
4.如权利要求3所述的一种基于MCU的多媒体会议混音方法，其特征在于，所述步骤S70具体包括：
判断所述混音音频中的音频标识中是否包含存储在本地的音频标识，若是则将混音音频数据线性减去本地存储的音频数据再进行播放，若否则直接播放混音音频数据。
5.一种基于MCU的多媒体会议混音装置，其特征在于，包括客户端音频数据采集装置、MCU音频数据处理装置和客户端音频数据处理装置，所述的客户端音频数据采集装置包括：
客户端采集模块，用于按照统一的音频采样率和采集时间采集音频数据并计算采集到的音频数据的包络值，生成相应的音量信息和音频标识；
本地存储模块，用于将采集到的音频数据和音频标识存储在本地；
客户端编码模块，用于将采集到的音频数据进行编码；
客户端网络模块，用于将编码后的音频数据，连同相应的音量信息和音频标识封包发送至MCU；
所述的MCU音频数据处理装置包括：
MCU网络模块，用于接收所有客户端的音频数据包；
MCU解码模块，用于从所述音频数据包中解析得到相应的音频数据，从所述音频数据包的包头中解析出音频数据的音量信息，音频标识；
MCU筛选模块，用于根据所述音频数据的音量信息对所有的客户端的音频数据包进行筛选；
MCU混音模块，用于对筛选后的音频数据进行混音，得到混音结果；
MCU编码模块，用于对混音结果进行编码；
所述的客户端音频数据处理装置包括：
客户端解码模块，用于从混音音频数据包中解析得到相应的混音音频数据，从所述混音音频数据包的包头中解析出所有的音频标识，判断所述混音音频中的音频标识中是否包含存储在本地的音频标识；
客户端混音逆处理模块，用于对混音音频数据进行逆处理。
6.如权利要求5所述的一种基于MCU的多媒体会议混音装置，其特征在于，所述的MCU筛选模块，具体用于选取音量信息最大的若干路音频数据作为筛选后的音频数据。
7.如权利要求6所述的一种基于MCU的多媒体会议混音装置，其特征在于，所述的MCU混音模块，具体用于将筛选后的音频数据线性相加并做归一化处理。
8.如权利要求7所述的一种基于MCU的多媒体会议混音装置，其特征在于，所述的MCU客户端逆处理模块，具体用于将混音音频数据线性减去本地存储的音频数据。
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