CN110400570B - 一种多路数字音频混音实现方法 - Google Patents

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    • G10L21/007—Changing voice quality, e.g. pitch or formants characterised by the process used

Abstract

本发明公开了一种多路数字音频混音实现方法，包括：(1)将所有音频输入信号符号位扩展后进行叠加，得到叠加信号；(2)将叠加信号缓存若干个音频信号周期，并记录叠加信号的符号位变化情况，然后根据符号位变化情况对叠加信号进行位宽截取后输音频混音信号。本发明对音频混音的位宽截取是根据若干个音频信号周期的符号位变化情况确定的，实现了动态截位，即解决了混音信号的溢出问题，又保证了输出幅度的稳定性，使得FPGA能够对不同的音频输入信号，都能输出稳定的混音信号，不用考虑音频输入信号的幅度范围，降低了调试难度，增加了灵活性。

Description

一种多路数字音频混音实现方法
技术领域
本发明涉及音频处理技术领域，尤其是一种多路数字音频混音实现方法。
背景技术
随着现代通信及数字电子技术的发展，传输距离近、抗干扰能力差的模拟音频信号传输方式已不再适用于现代音频信号的处理要求。数字音频信号的传输与处理已经全面取代了原有的模拟音频信号处理方式。
基于FPGA的多路数字音频信号的混音处理，传统的处理方法有以下几种：
(1)将多路音频信号进行叠加输出，这种处理方法实现简单，但不能避免混音信号幅度溢出的问题，输出的混音信号会出现失真现象，为解决该问题，需保证音频信号输入范围，增加了调试难度。
(2)为每一路输入的音频信号设置权重系数，将每一路音频信号跟权重系数相乘后，进行叠加输出，这种处理方式实现较为复杂，虽解决了混音信号溢出的问题，但输出的混音信号忽大忽小，幅度不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种多路数字音频混音实现方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种多路数字音频混音实现方法，包括：
(1)将所有音频输入信号符号位扩展后进行叠加，得到叠加信号；
(2)将叠加信号缓存若干个音频信号周期，并记录叠加信号的符号位变化情况，然后根据符号位变化情况对叠加信号进行位宽截取后输出音频混音信号。
进一步地，叠加信号需要缓存2～3个音频信号周期。
进一步地，所述根据符号位变化情况对叠加信号进行位宽截取后输出的方法为：在叠加信号中，从高位向低位依次判断相邻两位符号位是否相同，在判断为不同时，以不同的符号位为起始位对叠加信号进行位宽截取后输出音频混音信号。
进一步地，进行位宽截取后输出的音频混音信号的符号位位数与音频输入信号的相同。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明对音频混音的位宽截取是根据若干个音频信号周期的符号位变化情况确定的，实现了动态截位，即解决了混音信号的溢出问题，又保证了输出幅度的稳定性，使得FPGA能够对不同的音频输入信号，都能输出稳定的混音信号，不用考虑音频输入信号的幅度范围，降低了调试难度，增加了灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的多路数字音频混音实现方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
一种多路数字音频混音实现方法，包括：
(1)将所有音频输入信号符号位扩展后进行叠加，得到叠加信号；
(2)将叠加信号缓存若干个音频信号周期，并记录叠加信号的符号位变化情况，然后根据符号位变化情况对叠加信号进行位宽截取后输出音频混音信号。
进一步地，叠加信号需要缓存2～3个音频信号周期。
进一步地，所述根据符号位变化情况对叠加信号进行位宽截取后输出的方法为：在叠加信号中，从高位向低位依次判断相邻两位符号位是否相同，在判断为不同时，以不同的符号位为起始位对叠加信号进行位宽截取后输出音频混音信号。
进一步地，进行位宽截取后输出的音频混音信号的符号位位数与音频输入信号的相同
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本实施例提供的一种多路数字音频混音实现方法，以8路音频输入信号为例，每路音频输入信号的数据位宽16位。则有16位音频输入信号：
bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0
(1)将所有音频输入信号符号位扩展后进行叠加，得到叠加信号；
所有音频输入信号符号位扩展的位数按照8路音频输入信号同时为最大值时，叠加后所需位宽，则有8路16位音频输入信号的叠加信号：
Figure GDA0003151268000000041
(2)将叠加信号缓存若干个音频信号周期，并记录叠加信号的符号位变化情况，然后根据符号位变化情况对叠加信号进行位宽截取后音频混音信号。本实施例将叠加信号缓存2～3个音频信号周期，其中，音频信号周期的个数是基于处理的数据量、延时、截位稳定性选择的，选择的音频周期越长，截位的判断及输出的数据幅度越稳定，但是需缓存和处理的数据量就越大，延时也越长，选择2～3音频信号周期能够满足幅度稳定性和延时的要求。
在叠加信号中，从高位向低位依次判断相邻两位符号位是否相同，在判断为不同时，以不同的符号位为起始位对叠加信号进行位宽截取后输出音频混音信号。则对于8路16位音频输入信号的叠加信号，按照如下方式进行位宽截取：
a)若2～3个音频信号周期内，19位和18位出现不同，则将缓存的叠加信号输出位宽19～4；
b)若2～3个音频信号周期内，19位和18位相同，18位和17位出现不同，则将缓存的叠加信号输出位宽18～3；
c)若2～3个音频信号周期内，19位和18位、17位相同，17位和16位不同，则将缓存的叠加信号输出位宽17～2；
d)若2～3个音频信号周期内，19位和18位、17位、16位相同，16位和15位出现不同，则将缓存的叠加信号输出位宽16～1；
e)若2～3个音频信号周期内，19位和18位、17位、16位、15位相同，则将缓存的叠加信号输出位宽15～0。
采用以上动态截位方式，即可解决混音信号的溢出问题，又可保证输出幅度的稳定性。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多路数字音频混音实现方法，其特征在于，包括：
(1)将所有音频输入信号符号位扩展后进行叠加，得到叠加信号；
(2)将叠加信号缓存若干个音频信号周期，并记录叠加信号的符号位变化情况，然后根据符号位变化情况对叠加信号进行位宽截取后输出音频混音信号；所述根据符号位变化情况对叠加信号进行位宽截取后输出的方法为：在叠加信号中，从高位向低位依次判断相邻两位符号位是否相同，在判断为不同时，以不同的符号位为起始位对叠加信号进行位宽截取后输出音频混音信号。
2.根据权利要求1所述的多路数字音频混音实现方法，其特征在于，叠加信号需要缓存2～3个音频信号周期。
3.根据权利要求1所述的多路数字音频混音实现方法，其特征在于，进行位宽截取后输出的音频混音信号的符号位位数与音频输入信号的相同。
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