CN111107447B - 数字化对讲系统、医疗影像设备及音频处理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种应用于数字化对讲系统、医疗影像设备及音频处理方法。其中，所述数字化对讲系统，通过在集成对讲单元侧设置可编程逻辑器件，可以控制流入集成对讲单元的音频模拟信号和/或音频数字信号的传输，以及控制流入所述集成对讲单元的音频模拟信号与音频数字信号之间的转换，以及音质优化处理。通过在音频控制单元侧设置可编程逻辑器件，可以控制流入音频控制单元的音频模拟信号和/或音频数字信号的传输，以及控制流入所述音频控制单元的音频模拟信号与音频数字信号之间的转换，以及音质优化处理，减少集成对讲单元和音频控制单元之间传输的音频信号的信号损失，提高音频信号的音质。
Description
技术领域
本申请涉及医疗语音通信技术领域，特别是涉及一种数字化对讲系统、医疗影像设备及音频处理方法。
背景技术
随着我国居民生活水平的不断提高和医疗保健意识的不断增强以及国家政策出台的扶持，国内大型医疗设备的研究整体步入高速发展阶段。医学影像设备是大型医疗设备中非常重要的一环。医学影像设备种类很多，包括CT(电子计算机断层扫描设备)、MR(磁共振设备)、PET(正电子发射断层扫描设备)、DR(直接数字化X射线摄影系统)、RT(射线检测设备)等等。
然而，传统的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统缺少深入的研究。传统的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统，一般采用布施导线直接传输音频模拟信号，既不进行数模转换，也不对音频模拟信号进行音质处理，使得传统应用于医疗影像设备的数字化对讲系统存在输出的音频信号质量差的问题。
发明内容
基于此，有必要针对传统的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统存在输出的语音信号质量差的问题，提供一种数字化对讲系统、医疗影像设备及音频处理方法。
本申请提供一种数字化对讲系统，应用于医疗影像设备，包括集成对讲单元和音频控制单元，所述集成对讲单元与所述音频控制单元通信连接；
所述集成对讲单元包括：
对讲端可编程逻辑器件；
至少一个对讲端子单元，与所述对讲端可编程逻辑器件通信连接；
所述音频控制单元包括：
控制端可编程逻辑器件，与所述对讲端可编程逻辑器件通信连接；
至少一个控制端子单元，与所述控制端可编程逻辑器件通信连接。
本申请涉及一种应用于医疗影像设备的数字化对讲系统，通过在集成对讲单元侧设置可编程逻辑器件，可以控制流入集成对讲单元的音频模拟信号和/或音频数字信号的传输，以及控制流入所述集成对讲单元的音频模拟信号与音频数字信号之间的转换，以及音质优化处理。通过在音频控制单元侧设置可编程逻辑器件，可以控制流入音频控制单元的音频模拟信号和/或音频数字信号的传输，以及控制流入所述音频控制单元的音频模拟信号与音频数字信号之间的转换，以及音质优化处理，减少集成对讲单元和音频控制单元之间传输的音频信号的信号损失，提高音频信号的音质。
本申请还提供一种医疗影像设备，包括：
前述内容提及的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统，包括集成对讲单元和音频控制单元，所述集成对讲单元与所述数字音频控制单元通信连接；
上位机，用于下发系统诊断指令；
总控制单元，一端与所述上位机通信连接，另一端与所述应用于医疗影像设备的数字化对讲系统通信连接，用于向所述应用于医疗影像设备的数字化对讲系统转发所述系统诊断指令，以使得所述集成对讲单元和所述音频控制单元依据所述系统诊断指令，由正常模式转为诊断模式，对自身进行通信链路的诊断。
本申请涉及一种医疗影像设备，通过设置具备数模转换和音频信号处理功能的数字化对讲系统，可以实现对数字化对讲系统中音频信号的音质提高，减少音频信号的传输损失。此外，可以通过上位机下发系统诊断指令，总控制单元转发指令至数字化对讲系统，使得数字化对讲系统实现自诊断的功能，定期检测并排除故障。
本申请还提供一种基于数字化对讲系统的音频处理方法，应用于前述内容提及的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统，包括：
集成对讲单元中的对讲端可编程逻辑器件控制流入对讲端音频负载的音频模拟信号，经对讲端信号处理装置进行模数转换与音质优化处理，生成处理后的音频数字信号，输出至音频控制单元；
音频控制单元中的控制端可编程逻辑器件接收所述处理后的音频数字信号，经控制端信号处理装置进行数模转换与音质优化处理，生成处理后的音频模拟信号，输出至控制端音频负载。
本实施例中，通过音频信号由集成对讲单元传输至音频控制单元的信号流控制，使得音频信号得到音质提升，信号损失大大减小。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统的结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统的结构示意图；
图5为本申请一实施例提供的应用于医疗影像设备的数字化对讲系统的结构示意图；
图6为本申请一实施例提供的医疗影像设备的结构示意图；
图7为本申请一实施例提供的基于数字化对讲系统的音频处理方法的流程示意图。
附图标记：
10 数字化对讲系统
100 集成对讲单元
110 对讲端可编程逻辑器件
120 对讲端子单元
121 对讲端信号处理装置
121a 对讲端数字信号处理器
121b 对讲端音频编解码器
122 对讲端音频负载
122a 对讲端麦克风
122b 对讲端录音设备
122c 对讲端播放设备
122d 对讲端扬声器
130 第一对讲端子单元
131 第一对讲端数字信号处理器
132 第一对讲端音频编解码器
133 第一对讲端麦克风
134 对讲端录音机
135 对讲端扬声喇叭
136 对讲端功率放大器
140 第二对讲端子单元
141 第二对讲端数字信号处理器
142 第二对讲端音频编解码器
143 第二对讲端麦克风
144 对讲端播放器
200 音频控制单元
210 控制端可编程逻辑器件
220 控制端子单元
221 控制端信号处理装置
221a 控制端音频编解码器
222 控制端音频负载
222a 控制端麦克风
222b 控制端播放设备
222c 控制端扬声器
230 第一控制端子单元
231 第一控制端音频编解码器
232 控制端有源喇叭
240 第二控制端子单元
241 第二控制端音频编解码器
242 控制端播放器
243 控制端无源喇叭
244 控制端功率放大器
20 上位机
30 总控制单元
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。
本申请提供一种数字化对讲系统10。所述数字化对讲系统10应用于医疗影像设备。
如图1所示，在本申请的一实施例中，所述数字化对讲系统10包括集成对讲单元100和音频控制单元200。所述集成对讲单元100与所述音频控制单元200通信连接。所述集成对讲单元100包括，对讲端可编程逻辑器件110和至少一个对讲端子单元120。所述对讲端可编程逻辑器件110与所述对讲端子单元120通信连接。所述音频控制单元200包括，控制端可编程逻辑器件210和至少一个控制端子单元220。所述控制端可编程逻辑器件210与所述控制端子单元220通信连接。所述控制端可编程逻辑器件，还与所述对讲端可编程逻辑器件通信连接。
具体地，所述集成对讲单元100可以安装于医疗影像设备的操作间。操作间用于操作人员启动并控制所述医疗影像设备，对受测者进行影像扫描。所述音频控制单元200可以安装于所述医疗影像设备的扫描间。所述扫描间用于放置所述医疗影像设备和所述受测者。所述对讲端可编程逻辑器件110可以为一种可编程逻辑阵列。所述控制端可编程逻辑器件210可以为一种可编程逻辑阵列。所述对讲端子单元120可以为一个，也可以为多个。当所述对讲端子单元120为多个时，每一个对讲端子单元120均与所述对讲端可编程逻辑器件110通信连接。所述控制端子单元220可以为一个，也可以为多个。当所述控制端子单元220为多个时，每一个控制端子单元220均与所述控制端可编程逻辑器件210通信连接。所述控制端可编程逻辑器件210，与所述对讲端可编程逻辑器件110通过光纤通信连接。
本实施例中，通过在集成对讲单元100侧设置可编程逻辑器件，可以控制流入集成对讲单元100的音频模拟信号和/或音频数字信号的传输，以及控制流入所述集成对讲单元100的音频模拟信号与音频数字信号之间的转换，以及音质优化处理。通过在音频控制单元200侧设置可编程逻辑器件，可以控制流入音频控制单元200的音频模拟信号和/或音频数字信号的传输，以及控制流入所述音频控制单元200的音频模拟信号与音频数字信号之间的转换，以及音质优化处理，减少集成对讲单元100和音频控制单元200之间传输的音频信号的信号损失，提高音频信号的音质。
如图2所示，在本申请的一实施例中，所述对讲端子单元120包括对讲端信号处理装置121和多个对讲端音频负载122。所述多个对讲端音频负载122，分别与所述对讲端信号处理装置121通信连接。所述控制端子单元220包括控制端信号处理装置221，和多个控制端音频负载222。所述多个控制端音频负载222，分别与所述控制端信号处理装置221通信连接。
具体地，所述对讲端音频负载122，可以为在集成对讲单元100中的音频输入设备，也可以为在集成对讲单元100中的音频输出设备。同理，所述控制端音频负载222，可以为在音频控制单元200中的音频输入设备，也可以为在音频控制单元200中的音频输出设备。
所述对讲端信号处理装置121，用于对流入集成对讲单元100的音频模拟信号，进行模数转换与音质优化处理，生成处理后的音频数字信号。或是对流入集成对讲单元100的音频数字信号，进行数模转换与音质优化处理，生成处理后的音频模拟信号。
同理，所述控制端信号处理装置221，用于对流入音频控制单元200的音频模拟信号，进行模数转化与音质优化处理，生成处理后的音频数字信号。或是对流入音频控制单元200的音频数字信号，进行数模转换与音质优化处理，生成处理后的音频模拟信号。可以理解，所述对讲端信号处理装置121和所述控制端信号处理装置221的作用相同。
本实施例中，通过在对讲端子单元120和控制端子单元220分别设置多个对讲端音频负载122，实现了音频模拟信号的输入和输出。通过在对讲端子单元120和控制端子单元220分别设置多个信号处理装置，实现了音频模拟信号与音频数字信号之间的相互转换，以及音质的优化处理，进一步使得数字化对讲系统10输出的音频模拟信号音质大大提升，杂音干扰小。
如图3所示，在本申请的一实施例中，所述对讲端信号处理装置121包括，对讲端数字信号处理器121a和对讲端音频编解码器121b。所述对讲端数字信号处理器121a和所述对讲端音频编解码器121b通信连接。所述对讲端数字信号处理器121a与所述对讲端可编程逻辑器件110通信连接。所述对讲端音频编解码器121b还与所述对讲端可编程逻辑器件110通信连接。所述对讲端音频编解码器121b还与每一个对讲端音频负载122通信连接。
所述控制端信号处理装置221包括控制端音频编解码器221a。所述控制端音频编解码器221a与所述控制端可编程逻辑器件210通信连接。所述控制端音频编解码器221a还与每一个控制端音频负载222通信连接。
具体地，所述对讲端数字信号处理器121a用于对音频数字信号的音质优化处理。所述音质优化处理可以包括滤波、降噪、回声抑制、语音合路、语音增益调整和诊断测试信号输出中的一种或多种。所述对讲端数字信号处理器121a，还可以通过扬声器均衡、多频段压缩、限幅等算法，补偿音频负载和听音环境的限制。
所述对讲端音频编解码器121b和所述控制端音频编解码器221a的作用相同，均用于数模转换和模数转换，即用于音频数字信号向音频模拟信号的转换，以及音频模拟信号向音频数字信号的转换。
本实施例中，通过设置对讲端数字信号处理器121a，实现了对音频数字信号的音质优化处理。通过设置对讲端音频编解码器121b和所述控制端音频编解码器221a，实现了音频模拟信号与音频数字信号之间的相互转换。上述元器件的设置使得数字化对讲系统10输出的音频模拟信号音质大大提升，杂音干扰小。
如图4所示，在本申请的一实施例中，所述对讲端音频负载122包括对讲端麦克风122a、对讲端录音设备122b、对讲端播放设备122c和对讲端扬声器122d中的一种或多种。所述控制端音频负载222包括控制端麦克风222a、控制端播放设备222b和控制端扬声器222c中的一种或多种。
具体地，所述对讲端麦克风122a可以为麦克风单体，也可以为麦克风阵列。所述控制端麦克风222a可以为麦克风单体，也可以为麦克风阵列。麦克风阵列由多个麦克风单体由预定顺序组合构成。麦克风阵列，可以通过多个麦克风单体采集操作间内来自不同空间方向的声音。
对讲端录音设备122b可以为录音机。对讲端播放设备122c可以为播放器。对讲端扬声器122d可以为扬声喇叭。控制端播放设备222b也可以为播放器。控制端扬声器222c可以为有源喇叭，也可以为无源喇叭。
有源喇叭为需要连接220V市电电源的喇叭，不需要连接功率放大器，这是因为有源喇叭自带功率放大器。无源喇叭无需连接220V市电电源，但是需要连接功率放大器对音频信号进行放大。扫描间的受测者一般距离音频输出设备很远，因此需要设置大型喇叭，一般为有源喇叭和无源喇叭。而操作间的操作人员往往距离音频输出设备较近，因此需要设置小型喇叭，一般为普通的扬声喇叭即可。这是集成对讲单元100中设置对讲端扬声器122d，而音频控制单元200设置有源喇叭和无源喇叭的区别。通过设置所述控制端播放设备222b为有源喇叭和无源喇叭，为满足操作人员和场地对多种不同喇叭的需求，提供了拓展性较强的音频输出设备配置支持。
针对集成对讲单元100而言，对讲端麦克风122a和对讲端播放设备122c属于音频输入设备。对讲端录音设备122b和对讲端扬声器122d属于音频输出设备。针对音频控制单元200而言，控制端麦克风222a和控制端播放设备222b属于音频输入设备。控制端扬声器222c属于音频输出设备。
本实施例中，通过在集成对讲单元100和音频控制单元200设置多种音频输入设备与多种音频输出设备，使得所述数字化对讲系统10可以适配多种信号流，可拓展性高。
如图5所示，在本申请的一实施例中，所述集成对讲单元100包括第一对讲端子单元130和第二对讲端子单元140。所述音频控制单元200包括第一控制端子单元230和第二控制端子单元240。
具体地，在本实施例中，对讲端子单元120为两个，分别为第一对讲端子单元130和第二对讲端子单元140。控制端子单元220为两个，分别为第一控制端子单元230和第二控制端子单元240。所述第一对讲端子单元130包括多个对讲端音频负载122，所述第二对讲端子单元140包括多个对讲端音频负载122。所述第一控制端子单元230包括多个控制端音频负载222，所述第二控制端子单元240包括多个控制端音频负载222。
本实施例中，通过设置两个对讲端子单元120和两个控制端子单元220，不但使得整个数字化对讲系统10的音频负载数量足够多，可拓展性强，而且不会使得音频负载过多，避免设备成本大幅度增高导致资源浪费。
请继续参阅图5，在本申请的一实施例中，所述集成对讲单元包括第一对讲端子单元130。所述第一对讲端子单元130包括第一对讲端数字信号处理器131、第一对讲端音频编解码器132、第一对讲端麦克风133、对讲端录音机134、对讲端扬声喇叭135和对讲端功率放大器136。
所述第一对讲端数字信号处理器131，与所述对讲端可编程逻辑器件110通信连接。所述第一对讲端音频编解码器132，分别与所述第一对讲端数字信号处理器131和所述对讲端可编程逻辑器件110通信连接。所述第一对讲端麦克风133，与所述第一对讲端音频编码器132通信连接。所述对讲端录音机134，与所述第一对讲端音频编解码器132通信连接。对讲端扬声喇叭135，与所述第一对讲端音频编解码器132通信连接。所述对讲端功率放大器136，设置于所述第一对讲端音频编解码器132与所述对讲端扬声喇叭135之间的通信链路。
具体地，本实施例列出了第一对讲端子单元130的具体结构。所述第一对讲端麦克风133可以为麦克风单体。具体地，所述第一对讲端麦克风133可以为鹅颈式麦克风。所述对讲端录音机134可以为录音笔和手机中的一种。
本实施例中，通过设置第一对讲端子单元130的具体结构，使得整个集成对讲单元100的音频负载数量足够多，可拓展性强。
请继续参阅图5，在本申请的一实施例中，所述集成对讲单元100还包括第二对讲端子单元140。所述第二对讲端子单元140包括第二对讲端数字信号处理器141、第二对讲端音频编解码器142、第二对讲端麦克风143和对讲端播放器144。所述第二对讲端数字信号处理器141，与所述对讲端可编程逻辑器件110通信连接。所述第二对讲端音频编解码器142，分别与所述第二对讲端数字信号处理器141和所述对讲端可编程逻辑器件110通信连接。所述第二对讲端麦克风143，与所述第二对讲端音频编解码器142通信连接。所述对讲端播放器144，与所述第二对讲端音频编解码器142通信连接。
具体地，所述第二对讲端麦克风143可以为麦克风单体。具体地，所述第二对讲端麦克风143可以为环形麦克风阵列。处于操作间的操作人员即可以通过第一对讲端子单元130中的第一对讲端麦克风133讲话，也可以通过所述第二对讲端子单元140中的第二对讲端麦克风143讲话。所述第一对讲端麦克风133和所述第二对讲端麦克风143均为音频输入设备。二者区别在于，两种麦克风的设置方式不同。所述第一对讲端麦克风133为鹅颈式麦克风，可以设置于操作人员的身上。而所述第二对讲端麦克风143为环形麦克阵列，可以设置于操作间的操作台上。操作人员可以依据自身喜好，选择合适的音频输入设备进行讲话。所述对讲端播放器144可以为第三方播放设备，例如手机、MP3、笔记本电脑和平板电脑中的一种。
本实施例中，通过设置第二对讲端子单元140的具体结构，使得整个集成对讲单元100的音频负载数量足够多，可拓展性强。
请继续参阅图5，在本申请的一实施例中，所述第一控制端子单元230包括第一控制端音频编解码器231、控制端麦克风222a和控制端有源喇叭232。所述第一控制端音频编解码器231，与所述控制端可编程逻辑器件210通信连接。所述控制端麦克风222a，与所述第一控制端音频编解码器231通信连接。所述控制端有源喇叭232，与所述第一控制端音频编解码器231通信连接。
具体地，所述控制端有源喇叭232连接220V市电电源。所述控制端麦克风222a可以为麦克风单体。
本实施例中，通过设置第一控制端子单元230的具体结构，使得整个音频控制单元200的音频负载数量足够多，可拓展性强。
请继续参阅图5，在本申请的一实施例中，所述第二控制端子单元240包括第二控制端音频编解码器241、控制端播放器242、控制端无源喇叭243和控制端功率放大器244。所述第二控制端音频编解码器241，与所述控制端可编程逻辑器件210通信连接。所述控制端播放器242，与所述第二控制端音频编解码器241通信连接。所述控制端无源喇叭243，与所述第二控制端音频编解码器241通信连接。所述控制端功率放大器244，设置于所述第二控制端音频编解码器241与所述控制端无源喇叭243之间的通信链路。
具体地，所述控制端播放器242可以为第三方播放设备，例如手机、MP3、笔记本电脑和平板电脑中的一种。
本实施例中，通过设置第二控制端子单元240的具体结构，使得整个音频控制单元200的音频负载数量足够多，可拓展性强。
本申请还提供一种医疗影像设备。
如图6所示，在本申请的一实施例中，所述医疗影像设备包括前述内容提及的数字化对讲系统10、上位机20和总控制单元30。所述总控制单元30一端与所述上位机20通信连接，另一端与所述数字化对讲系统10通信连接。
所述数字化对讲系统10包括集成对讲单元100和音频控制单元200。所述集成对讲单元100与所述音频控制单元200通信连接。所述上位机20用于下发系统诊断指令。所述总控制单元30用于向所述数字化对讲系统10转发所述系统诊断指令，以使得所述集成对讲单元100和所述音频控制单元200依据所述系统诊断指令，由正常模式转为诊断模式，对自身进行通信链路的诊断。
具体地，所述总控制单元30还用于在线软件升级，将诊断结果反馈至上位机20，调节数字对讲单元输出的语音信号的音量等功能。上位机20可以设置有UI界面，操作人员可以通过UI界面下发系统诊断指令。所述总控制单元30，用于向所述数字化对讲系统10中的控制端可编程逻辑器件210转发所述系统诊断指令。
所述控制端可编程逻辑器件210可以依据所述系统诊断指令，控制自身由正常模式转为诊断模式。具体地，所述控制端可编程逻辑器件210将自身设置的模拟开关从“0”状态切换为“1”状态，以进入诊断模式。可以通过模拟开关输入语音信号流，所述控制端可编程逻辑器件210对音频控制单元200的功能和性能进行诊断，并将诊断后的结果返回给所述总控制单元30。
所述控制端可编程逻辑器件210还可以将所述系统诊断指令发送至所述对讲端可编程逻辑器件110。进一步地，所述对讲端可编程逻辑器件110，将自身设置的模拟开关从“0”状态切换为“1”状态，以进入诊断模式。可以通过模拟开关输入语音信号流，所述对讲端可编程逻辑器件110对集中对讲单元的功能和性能进行诊断，并将诊断后的结果经所述控制端可编程逻辑器件210返回给所述总控制单元30。
本实施例中，通过设置具备数模转换和音频信号处理功能的数字化对讲系统10，可以实现对数字化对讲系统10中音频信号的音质提高，减少音频信号的传输损失。此外，可以通过上位机20下发系统诊断指令，总控制单元30转发指令至数字化对讲系统10，使得数字化对讲系统10实现自诊断的功能，定期检测并排除故障。
本申请还提供一种基于数字化对讲系统10的音频处理方法，应用于前述内容提及的数字化对讲系统10。需要说明的是，本申请提供的基于数字化对讲系统10的音频处理方法不限制其应用领域与应用场景。可选地，本申请提供的基于数字化对讲系统10的音频处理方法应用于医疗影像设备中的数字化对讲系统10。
如图7所示，在本申请的一实施例中，所述基于数字化对讲系统10的音频处理方法包括如下步骤S110至步骤S120：
S110，集成对讲单元100中的对讲端可编程逻辑器件110控制流入对讲端音频负载122的音频模拟信号，经对讲端信号处理装置121进行模数转换与音质优化处理，生成处理后的音频数字信号，输出至音频控制单元200。
S120，所述音频控制单元200中的控制端可编程逻辑器件210接收所述处理后的音频数字信号，经控制端信号处理装置221进行数模转换与音质优化处理，生成处理后的音频模拟信号，输出至控制端音频负载222。
具体地，基于数字化对讲系统10的音频处理方法一共有多套信号流下的音频处理方法。本实施例列举的是实施例1下的信号流。实施例1的应用场景为处于操作间的操作人员向所述对讲端音频负载122讲话，经数字化对讲系统10进行音频信号的传输与音质处理，处于扫描间的受测者听到该讲话的过程。实施例1的通信链路为下行对讲链路，是音频信号由集成对讲单元100传输至音频控制单元200的过程。实施例1又分为实施例1-1和实施例1-2，区别在于音频输入设备的不同。
实施例1-1：音频输入设备为第一对讲端麦克风133。
当操作人员向所述第一对讲端麦克风133讲话时，所述第一对讲端麦克风133采集处于所述操作间的操作人员发出的语音信号，生成音频模拟信号。对讲端可编程逻辑器件110控制第一对讲端麦克风133将所述音频模拟信号发送至第一对讲端音频编解码器132。
进一步地，所述对讲端可编程逻辑器件110，控制所述第一对讲端音频编解码器132将音频模拟信号转换为音频数字信号，并发送至第一对讲端数字信号处理器131。所述对讲端可编程逻辑器件110控制所述第一对讲端数字信号处理器131，对所述音频数字信号进行音质优化处理，生成处理后的音频数字信号并发送至对讲端可编程逻辑器件110。所述对讲端可编程逻辑器件110将所述处理后的音频数字信号发送至所述控制端可编程逻辑器件210。
进一步地，所述处理后的音频数字信号在音频控制单元200，后续存在两种传输方向。其中一种传输方向为，所述控制端可编程逻辑器件210，控制处理后的音频数字信号传输至第一控制端音频编解码器231，所述第一控制端音频编解码器231，将所述处理后的音频数字信号转换为处理后的音频模拟信号。最终，所述控制端可编程逻辑器件210，控制所述处理后的音频模拟信号，经控制端有源喇叭232输出。另外一种传输方向为，所述控制端可编程逻辑器件210，控制处理后的音频数字信号传输至第二控制端音频编解码器241，所述第二控制端音频编解码器241，将所述处理后的音频数字信号转换为处理后的音频模拟信号。最终，所述控制端可编程逻辑器件210，控制所述处理后的音频模拟信号通过控制端功率放大器244进行信号放大，经控制端无源喇叭243输出。
实施例1-2：音频输入设备为第二对讲端麦克风143。
当操作人员向所述第二对讲端麦克风143讲话时，所述第二对讲端麦克风143采集处于所述操作间的操作人员发出的语音信号，生成音频模拟信号。对讲端可编程逻辑器件110，控制所述第二对讲端麦克风143，将所述音频模拟信号发送至第二对讲端音频编解码器142。
进一步地，所述对讲端可编程逻辑器件110，控制所述第二对讲端音频编解码器142将音频模拟信号转换为音频数字信号，并发送至第二对讲端数字信号处理器141。所述对讲端可编程逻辑器件110，控制所述第二对讲端数字信号处理器141，对所述音频数字信号进行音质优化处理，生成处理后的音频数字信号并发送至对讲端可编程逻辑器件110。对讲端可编程逻辑器件110。将所述处理后的音频数字信号发送至控制端可编程逻辑器件210。
后续所述处理后的音频数字信号在所述音频控制单元200的传输步骤，与实施例1-1一致，都是最终输出至所述控制端有源喇叭232或所述控制端无源喇叭243，此处不再赘述。
在本申请的一实施例中，音频信号由集成对讲单元100传输至音频控制单元200的信号流，还可以包括实施例2。
实施例2中的应用场景为一种音乐播放链路，可以用于在控制间提供音乐源，传输至扫描间进行播放，以舒缓受测者的紧张情绪。实施例2是音频信号由集成对讲单元100的一个对讲端音频负载122传输至音频控制单元200中一个控制端音频负载222的过程。
具体地，由对讲端播放器144输入音频模拟信号。所述对讲端可编程逻辑器件110，控制所述音频模拟信号传输至第二对讲端音频编解码器142。
进一步地，所述对讲端可编程逻辑器件110，控制所述第二对讲端音频编解码器142，将所述音频模拟信号转换为音频数字信号，并发送至第二对讲端数字信号处理器141。所述对讲端可编程逻辑器件110，控制所述第二对讲端数字信号处理器141，对所述音频数字信号进行音质优化处理，生成处理后的音频数字信号并发送至控制端可编程逻辑器件210。所述控制端可编程逻辑器件210，将所述处理后的音频数字信号发送至所述第二控制端音频编解码器241。通过所述第二控制端音频编解码器241将所述处理后的音频数字信号转换为处理后的音频模拟信号，输出至控制端功率放大器244进行放大，最终输出至控制端无源喇叭243，进行播放。
当然，也可以输出至控制端有源喇叭232播放音乐。具体地，通过对讲端播放器144-第二对讲端音频编解码器142-第二对讲端数字信号处理器141-对讲端可编程逻辑器件110-控制端可编程逻辑器件210-第一控制端音频编解码器231-控制端有源喇叭232的通信链路，进行录音。
本实施例中，通过音频信号由集成对讲单元100传输至音频控制单元200的信号流控制，使得音频信号得到音质提升，信号损失大大减小。
在本申请的一实施例中，所述基于数字化对讲系统10的音频处理方法，包括如下步骤S210至步骤S220：
S210，音频控制单元200中的控制端可编程逻辑器件210控制流入控制端音频负载222的音频模拟信号，经控制端信号处理装置221进行模数转换与音质优化处理，生成处理后的音频数字信号，输出至集成对讲单元100。
S220，所述集成对讲单元100中的对讲端可编程逻辑器件110接收所述处理后的音频数字信号，经对讲端信号处理装置121进行数模转换与音质优化处理，生成处理后的音频模拟信号，输出至对讲端音频负载122。
具体地，本实施例列举的是实施例3下的信号流。实施例3的应用场景为处于扫描间的受测者向所述控制端音频负载222讲话，经数字化对讲系统10进行音频信号的传输与音质处理，处于操作间的操作人员听到该讲话的过程。实施例3的通信链路为上行对讲链路，是音频信号由音频控制单元200传输至集成对讲单元100的过程。
实施例3
当受测者向所述控制端麦克风222a讲话时，所述控制端麦克风222a采集处于所述扫描间的受测者发出的语音信号，生成音频模拟信号。控制端可编程逻辑器件210，控制所述控制端麦克风222a，将所述音频模拟信号发送至第一控制端音频编解码器231。
进一步地，所述控制端可编程逻辑器件210，控制所述第一控制端音频编解码器231，将所述音频模拟信号转换为音频数字信号，并发送至所述控制端可编程逻辑器件210。
进一步地，所述控制端可编程逻辑器件210，将所述音频数字信号发送至对讲端可编程逻辑器件110。所述对讲端可编程逻辑器件110，将所述音频数字信号传输至第一对讲端数字信号处理器131。所述对讲端可编程逻辑器件110控制所述第一对讲端数字信号处理器131对所述音频数字信号进行音质优化处理，生成处理后的音频数字信号并发送至对第一对讲端音频编解码器132。
所述第一对讲端音频编解码器132，将所述处理后的音频数字信号转换为处理后的音频模拟信号。最终，所述对讲端可编程逻辑器件110，控制所述处理后的音频模拟信号由所述第一对讲端音频编解码器132传输至所述对讲端功率放大器136，通过所述对讲端功率放大器136进行信号放大，经对讲端扬声喇叭135输出。
本实施例中，通过音频信号由音频控制单元200传输至集成对讲单元100的信号流控制，使得音频信号得到音质提升，信号损失大大减小。
在本申请的一实施例中，所述对讲端可编程逻辑器件110还用于控制流入一个对讲端音频负载122的音频模拟信号，经对讲端信号处理装置121进行模数转换、音质优化处理与数模转换，生成处理后的音频模拟信号，输出至另一个对讲端音频负载122。
所述控制端可编程逻辑器件210还用于控制流入一个控制端音频负载222的音频模拟信号，经控制端信号处理装置221进行模数转换、音质优化处理与数模转换，生成处理后的音频模拟信号，输出至另一个控制端音频负载222。
具体地，本实施例主要包括两种实施例下的信号流，分别为实施例4下的信号流和实施例5下的信号流。
实施例4
实施例4的应用场景为处于操作间的操作人员向所述对讲端音频负载122讲话，经数字化对讲系统10进行音频信号的传输与音质处理，由处于扫描间的对讲端录音设备122b录音的过程。该录音用于，在扫描间进行播放，以指导扫描间的受测者进行一系列的行动。比如；“请上抬手臂”，“扫描完成，请离开仪器”等语音。实施例4的通信链路为录音链路，是音频信号由集成对讲单元100的一个对讲端音频负载122传输至另一个对讲端音频负载122的过程。
具体地，当操作人员向所述第一对讲端麦克风133讲话时，所述第一对讲端麦克风133采集处于所述操作间的操作人员发出的语音信号，生成音频模拟信号。对讲端可编程逻辑器件110，控制所述第一对讲端麦克风133将所述音频模拟信号发送至第一对讲端音频编解码器132。
进一步地，所述对讲端可编程逻辑器件110，控制所述第一对讲端音频编解码器132，将所述音频模拟信号转换为音频数字信号，并发送至第一对讲端数字信号处理器131。所述对讲端可编程逻辑器件110控制所述第一对讲端数字信号处理器131，对所述音频数字信号进行音质优化处理，生成处理后的音频数字信号并发送至对讲端可编程逻辑器件110。
进一步地，所述对讲端可编程逻辑器件110，经所述处理后的音频数字信号再次发送至所述第一对讲端数字信号处理器131，进行二次音质优化处理，再发送至所述第一对讲端音频编解码器132，通过所述第一对讲端音频编解码器132将所述处理后的音频数字信号转换为处理后的音频模拟信号，输出至所述对讲端录音机134进行录音。
同理，操作人员也可以向所述第二对讲端麦克风143讲话，通过第二对讲端麦克风143-第二对讲端音频编解码器142-第二对讲端数字信号处理器141-对讲端可编程逻辑器件110-第一对讲端数字信号处理器131-第一对讲端音频编解码器132-对讲端录音机134的通信链路，进行录音。
实施例5
实施例5的应用场景为一种音乐播放链路，可以用于在直接扫描间播放音乐，以舒缓受测者的紧张情绪，与实施例2原理类似，但是存在一定的区别。实施例5是音频信号由音频控制单元200的一个控制端音频负载222传输至另一个控制端音频负载222的过程。
具体地，由控制端播放器242输入音频模拟信号，所述控制端可编程逻辑器件210，控制所述音频模拟信号传输至第二控制端音频编解码器241。
进一步地，所述控制端可编程逻辑器件210，控制所述第二控制端音频编解码器241，将所述音频模拟信号转换为音频数字信号，并发送至所述控制端可编程逻辑器件210。所述控制端可编程逻辑器件210将所述音频数字信号返回至所述第二控制端音频编解码器241。通过所述第二控制端音频编解码器241将所述音频数字信号转换为音频模拟信号，输出至控制端功率放大器244进行放大，最终输出至控制端无源喇叭243，进行播放。
本实施例中，通过音频信号由集成对讲单元100的一个对讲端音频负载122传输至另一个对讲端音频负载122的信号流控制，以及通过音频信号由音频控制单元200的一个控制端音频负载222传输至另一个控制端音频负载222的信号流控制，使得音频信号得到音质提升，信号损失大大减小。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种数字化对讲系统，应用于医疗影像设备，其特征在于，包括集成对讲单元(100)和音频控制单元(200)，所述集成对讲单元(100)与所述音频控制单元(200)通信连接；
所述集成对讲单元(100)包括：对讲端可编程逻辑器件(110)；以及至少一个对讲端子单元(120)，与所述对讲端可编程逻辑器件(110)通信连接；
所述音频控制单元(200)包括：控制端可编程逻辑器件(210)，与所述对讲端可编程逻辑器件(110)通信连接；以及至少一个控制端子单元(220)，与所述控制端可编程逻辑器件(210)通信连接；
所述对讲端子单元(120)包括对讲端信号处理装置(121)和多个对讲端音频负载(122)；所述控制端子单元(220)包括多个控制端音频负载(222)；
所述对讲端音频负载(122)包括对讲端麦克风(122a)、对讲端录音设备(122b)、对讲端播放设备(122c)和对讲端扬声器(122d)；所述控制端音频负载(222)包括控制端麦克风(222a)、控制端播放设备(222b)和控制端扬声器(222c)；所述对讲端麦克风(122a)和所述控制端麦克风(222a)均为麦克风阵列，用于采集来自不同空间方向的声音；所述控制端播放设备(222b)为有源喇叭和无源喇叭；
所述对讲端可编程逻辑器件(110)和所述控制端可编程逻辑器件(210)均用于控制音频模拟信号和/或音频数字信号的传输、所述音频模拟信号与所述音频数字信号之间的转换以及音质优化处理；
所述对讲端子单元(120)和所述音频控制单元(200)均用于对所述音频模拟信号进行模数转换或对所述音频数字信号进行数模转换，以及通过扬声器均衡、多频段压缩和限幅算法，补偿音频负载和听音环境的限制，以实现对所述音频数字信号的音质优化处理；其中，所述音质优化处理包括滤波、降噪、回声抑制、语音合路、语音增益调整和诊断测试信号输出中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的数字化对讲系统，其特征在于，所述对讲端子单元(120)还包括：
所述对讲端音频负载(122)与所述对讲端信号处理装置(121)通信连接；
所述控制端子单元(220)还包括：
控制端信号处理装置(221)；
所述控制端音频负载(222)与控制端信号处理装置(221)通信连接。
3.根据权利要求2所述的数字化对讲系统，其特征在于，所述对讲端信号处理装置(121)包括：
对讲端数字信号处理器(121a)，与所述对讲端可编程逻辑器件(110)通信连接；以及
对讲端音频编解码器(121b)，分别与所述对讲端数字信号处理器(121a)、所述对讲端可编程逻辑器件(110)、以及每一个对讲端音频负载(122)通信连接；
所述控制端信号处理装置(221)包括：
控制端音频编解码器(221a)，分别与所述控制端可编程逻辑器件(210)、以及每一个控制端音频负载(222)通信连接。
4.根据权利要求3所述的数字化对讲系统，其特征在于，所述集成对讲单元(100)和所述音频控制单元(200)均用于控制流入自身的音频模拟信号和/或音频数字信号的传输，以及控制所述音频模拟信号与所述音频数字信号之间的转换和音质优化处理。
5.根据权利要求4所述的数字化对讲系统，其特征在于，所述集成对讲单元(100)包括第一对讲端子单元(130)，其特征在于，所述第一对讲端子单元(130)包括：
第一对讲端数字信号处理器(131)，与所述对讲端可编程逻辑器件(110)通信连接；
第一对讲端音频编解码器(132)，分别与所述第一对讲端数字信号处理器(131)和所述对讲端可编程逻辑器件(110)通信连接；
第一对讲端麦克风(133)，与所述第一对讲端音频编解码器(132)通信连接；
对讲端录音机(134)，与所述第一对讲端音频编解码器(132)通信连接；
对讲端扬声喇叭(135)，与所述第一对讲端音频编解码器(132)通信连接；以及
对讲端功率放大器(136)，设置于所述第一对讲端音频编解码器(132)与所述对讲端扬声喇叭(135)之间的通信链路。
6.根据权利要求4所述的数字化对讲系统，所述集成对讲单元(100)还包括第二对讲端子单元(140)，其特征在于，所述第二对讲端子单元(140)包括：
第二对讲端数字信号处理器(141)，与所述对讲端可编程逻辑器件(110)通信连接；
第二对讲端音频编解码器(142)，分别与所述第二对讲端数字信号处理器(141)和所述对讲端可编程逻辑器件(110)通信连接；
第二对讲端麦克风(143)，与所述第二对讲端音频编解码器(142)通信连接；以及
对讲端播放器(144)，与所述第二对讲端音频编解码器(142)通信连接。
7.根据权利要求4所述的数字化对讲系统，所述音频控制单元(200)包括第一控制端子单元(230)，其特征在于，所述第一控制端子单元(230)包括：
第一控制端音频编解码器(231)，与所述控制端可编程逻辑器件(210)通信连接；
控制端麦克风(222a)，与所述第一控制端音频编解码器(231)通信连接；以及
控制端有源喇叭(232)，与所述第一控制端音频编解码器(231)通信连接。
8.根据权利要求4所述的数字化对讲系统，所述音频控制单元(200)包括第二控制端子单元(240)，其特征在于，所述第二控制端子单元(240)包括：
第二控制端音频编解码器(241)，与所述控制端可编程逻辑器件(210)通信连接；
控制端播放器(242)，与所述第二控制端音频编解码器(241)通信连接；
控制端无源喇叭(243)，与所述第二控制端音频编解码器(241)通信连接；以及
控制端功率放大器(244)，设置于所述第二控制端音频编解码器(241)与所述无源喇叭(243)之间的通信链路。
9.一种医疗影像设备，其特征在于，包括：
权利要求1-8中任一项所述的数字化对讲系统(10)，包括集成对讲单元(100)和音频控制单元(200)，所述集成对讲单元(100)与所述音频控制单元(200)通信连接；
上位机(20)，用于下发系统诊断指令；
总控制单元(30)，一端与所述上位机(20)通信连接，另一端与所述数字化对讲系统(10)通信连接，用于向所述数字化对讲系统(10)转发所述系统诊断指令，以使得所述集成对讲单元(100)和所述音频控制单元(200)依据所述系统诊断指令，由正常模式转为诊断模式，对自身进行通信链路的诊断。
10.一种基于数字化对讲系统的音频处理方法，应用于权利要求1-8中任一项所述的数字化对讲系统(10)，其特征在于，包括：
S110，集成对讲单元(100)中的对讲端可编程逻辑器件(110)控制流入对讲端子单元(120)中对讲端音频负载(122)的音频模拟信号，经对讲端信号处理装置(121)进行模数转换与音质优化处理，生成处理后的音频数字信号，输出至音频控制单元(200)；
S120，所述音频控制单元(200)中的控制端可编程逻辑器件(210)接收所述处理后的音频数字信号，经控制端信号处理装置(221)进行数模转换与音质优化处理，生成处理后的音频模拟信号，输出至控制端音频负载(222)；
所述对讲端音频负载(122)包括对讲端麦克风(122a)、对讲端录音设备(122b)、对讲端播放设备(122c)和对讲端扬声器(122d)；所述控制端音频负载(222)包括控制端麦克风(222a)、控制端播放设备(222b)和控制端扬声器(222c)；
其中，所述对讲端可编程逻辑器件(110)和所述控制端可编程逻辑器件(210)均用于控制音频模拟信号和/或音频数字信号的传输、所述音频模拟信号与所述音频数字信号之间的转换以及音质优化处理；
所述对讲端子单元(120)和所述音频控制单元(200)均用于对所述音频模拟信号进行模数转换或对所述音频数字信号进行数模转换，以及通过扬声器均衡、多频段压缩和限幅算法，补偿音频负载和听音环境的限制，以实现对所述音频数字信号的音质优化处理；其中，所述音质优化处理包括滤波、降噪、回声抑制、语音合路、语音增益调整和诊断测试信号输出中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的基于数字化对讲系统的音频处理方法，其特征在于，包括：
S210，所述音频控制单元(200)中的控制端可编程逻辑器件(210)具体用于控制流入控制端音频负载(222)的音频模拟信号，经控制端信号处理装置(221)进行模数转换与音质优化处理，生成处理后的音频数字信号，输出至集成对讲单元(100)；
S220，所述集成对讲单元(100)中的对讲端可编程逻辑器件(110)具体用于接收所述处理后的音频数字信号，经对讲端信号处理装置(121)进行数模转换与音质优化处理，生成处理后的音频模拟信号，输出至对讲端音频负载(122)。
12.根据权利要求10所述的基于数字化对讲系统的音频处理方法，其特征在于，所述对讲端可编程逻辑器件(110)还用于控制流入一个对讲端音频负载(122)的音频模拟信号，经对讲端信号处理装置(121)进行模数转换、音质优化处理与数模转换，生成处理后的音频模拟信号，输出至另一个对讲端音频负载(122)；
所述控制端可编程逻辑器件(210)还用于控制流入一个控制端音频负载(222)的音频模拟信号，经控制端信号处理装置(221)进行模数转换、音质优化处理与数模转换，生成处理后的音频模拟信号，输出至另一个控制端音频负载(222)。
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