CN113747336A - 基于音频处理器在不同空间中调音适配声场的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于音频处理器调音适配声场的方法，按下一键调音键使音频处理器的调音程序启动后，自动执行处理步骤实现调音以适配声场：由音频处理器控制扬声器播放正弦信号、白噪声，由麦克风采集信号，形成闭环系统；使用固定的硬件输入增益，逐次调整硬件输出增益，再用调整过的硬件输出增益，重新细调增益，使闭环系统趋于稳定。本发明可通过一个按键，实现自适应调音，能依据空间环境、设备位置距离、设备类型自动设置硬件增益参数、算法参数，达到最佳音频算法效果和最合理的声音大小。

Description

基于音频处理器在不同空间中调音适配声场的方法

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域，特别是涉及一种基于音频处理器在不同空间中调音适配声场的方法。

背景技术

音频处理器作为专业的音频处理设备，拥有回声消除，智能降噪，反馈抑制，自动增益等复杂的音频算法以及丰富的输入输出硬件接口。音频处理器的调试需要专业人士精细的参数调节才能实现最佳的声音效果和进入最稳定的运行状态。另外，使用音频处理器进行互动教学和本地扩声等应用场景时，因建筑环境的复杂性，输入输出音频设备的多样性和连接方法的不一致性，导致调试较复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于音频处理器在不同空间中调音适配声场的方法，其调试结果是根据音频算法得出，最终结果的一致性较强。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于音频处理器调音适配声场的方法，按下一键调音键使音频处理器的调音程序启动后，自动执行以下步骤实现调音以适配声场：

S1.音频处理器控制所有扬声器同步播放白噪声由麦克风采集信号，根据每一路通道的麦克风采集的信号振幅判断是否接入麦克风、接入的麦克风类型，给不同麦克风赋予不同的硬件增益；

S2.音频处理器根据输出通道序号，使每一个输出通道扬声器逐次播放预定频率的正弦信号，再用所有接入的麦克风采集信号，根据所有接入的麦克风所采集信号的最大振幅和谐波失真率,确定每个输出通道是否接入扬声器，确定音频处理器接入的扬声器的通道数量；

S3.判断出接入的麦克风数量以及扬声器数量基础上，音频处理器使每一个接入的扬声器逐次播放白噪声由所有接入的麦克风采集，根据所有麦克风采集的最大信号振幅，跟扬声器单步调试阈进行对比，得出实际采集振幅跟扬声器单步调试阈的差值，再使用该差值逐次调整对应的扬声器的硬件增益；

S4.控制所有检测到的扬声器同时播放白噪声，根据检测到的麦克风所采集的信号振幅，对比全部扬声器调试阈值，重新同步调整所有扬声器的硬件增益；

S5.进入复检程序，控制所有扬声器同时播放白噪声，根据每一个麦克风采集到声音的幅度对比麦克风复检阈值，对应调整麦克风增益；

S6.控制所有扬声器再次同时播放白噪声由麦克风采集信号，根据所有麦克风采集信号的下混音信号的每一帧振幅的变化，设置声音延时，根据振幅的变化率，设置算法的消除滤波器长度，利用回声消除算法进行回声消除；

S7.确定一键调音键按下时间，根据按下时间确定对应的调音场景，根据确定出的调音场景确定对应的调音步骤是否终结，终结调音或继续调音。

其中，所述麦克风以及扬声器的硬件增益均为音频处理器内部的增益。

优选的，步骤S1中，将每一路通道的麦克风所采集的信号振幅跟所有麦克风检测阈值对比，如该信号振幅大于所有麦克风检测阈值，说明接了麦克风，否则无麦克风或扬声器，调音失败；如信号振幅再大于远场麦克风检测阈值，则判断该通道接的是远场拾音麦，大于所有麦克风检阈值且小于远场麦克风检测阈值则判断为手持麦克风。

优选的，当对应一个输出通道的所有接入的麦克风所采集信号的最大振幅大于扬声器检测阈值，且谐波失真率大于谐波失真率阈值时，则判断该输出通道接扬声器。

优选的，通过麦克风采集白噪声每一帧的变化率，计算出房间的混响系数和输入输出设备的间距，来设置回声消除算法的声音延时和滤波器长度发调整回音消除算法参数。

优选的，若一键调音键按时间小于预定时间阈值，则判定为完成当前场景下的调音；否则需要本地扩声功能，则继续反馈抑制调音，直到该反馈抑制调音的步骤结束。

优选的，进行反馈抑制调音时，音频处理器控制所有扬声器播放白噪声，所有麦克风再采集信号，根据所有采集到信号的下混音信号进行频谱分析，按照频谱特性，设置反馈抑制算法的滤波器，通过反馈抑制算法进行反馈抑制调音。

优选的，所述一键调音键设在所述音频处理器上，所述音频处理具有多路麦克风接入通道以及多路扬声器接入通道，通过对应的信号线对应与所述麦克风、扬声器连接。

本发明的可通过一个物理按键或软件按键，实现自适应调音，能依据空间环境、设备位置距离、设备类型自动设置合理的硬件增益参数，算法参数等，达到最佳的音频算法效果和最合理的声音大小。

附图说明

图1是本发明实施例的音频处理器与麦克风、扬声器调音系统架构示意图。

图2为本发明实施例的音频处理器与麦克风、扬声器的安装连接示意图。

图3为本发明的实施例的调音适配声场的方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明是由音频处理器控制扬声器播放正弦信号和白噪声，由麦克风采集信号，形成闭环系统；使用固定的硬件输入增益，逐次调整硬件输出增益，再用调整过的硬件输出增益，重新细调增益，使闭环系统趋于稳定。

在需要调音时，本发明实施例的音频处理器，通过其多路信号接口分别通过信号线或是连接线与扬声器、麦克风连接，如图2所示，扬声器、麦克风可以置于一个空间的的不同位置，或是不同空间中，所述音频处理配置有一个一键调音按键1，按下所述一键调音按键，所述音频处理器内部调音程序启动，直接进入调音程序，按图3所示流程进行自动调音处理。

图1是本发明实施例的音频处理器与麦克风、扬声器调音系统架构示意图。该图示出了音频处理器具有多路接口，如1-8路，以方便接入相应的麦克风或是扬声器，图2为本发明实施例的音频处理器与麦克风、扬声器的安装连接示意图，图3示出了本发明实施例基于音频处理器调音适配声场的方法流程图，参见图3所示，本发明实施例基于音频处理器调音适配声场的方法，在音频处理器的调音程序启动后，包括步骤：

S1.音频处理器控制所有扬声器同时播放白噪声由麦克风采集信号，根据每一路通道的麦克风采集的信号振幅对比麦克风检测阈值，判断是否接入麦克风、接入的麦克风类型，给不同麦克风类型赋予不同硬件增益；

上述给不同麦克风类型赋予的不同硬件增益为音频处理器内部的增益。

如将每一路通道的麦克风所采集的信号振幅跟所有麦克风检测阈值对比，判断是否有麦克风，如该信号振幅大于所有麦克风检测阈值，说明接了麦克风，否则无麦克风或扬声器，调音失败；如信号振幅再大于远场麦克风检测阈值，则判断该通道接的是远场拾音麦，大于所有麦克风检测阈值且小于远场麦克风检测阈值则判断为手持麦克风，从而实现对麦克风类型的判断处理。

S2.音频处理器根据输出通道序号，使每一个输出通道扬声器逐次播放预定频率的正弦信号，可选的，如750Hz，再用所有接入的麦克风采集信号，根据所有接入的麦克风所采集信号的最大振幅和谐波失真率,确定每个输出通道是否接入扬声器，确定音频处理器接入的扬声器的通道数量以及接入的扬声器的数量。

可选的，当对应一个输出通道的所有接入的麦克风所采集信号的最大振幅大于扬声器检测阈值，且谐波失真率大于谐波失真率阈值时，则判断该输出通道接了扬声器，否则确认为无扬声器，调音失效。

S3.在判断出麦克风数量以及扬声器数量的基础上，音频处理器使每一个接入的扬声器逐次播放白噪声由所有接入的麦克风采集，根据所有麦克风采集的最大信号振幅，跟扬声器单步调试阈值进行对比，得出实际采集振幅跟扬声器单步调试阈值的差值，再使用该差值逐次调整对应的扬声器的硬件增益；

其中，上述的调整对应的扬声器的硬件增益为音频处理器内部的增益。

S4.控制所有检测到的扬声器同时播放白噪声，根据检测到的麦克风所采集的信号振幅，对比全部扬声器调试阈值，重新同步调整所有扬声器增益，全部同时加减增益；

S5.设置完所有检测到的麦克风和扬声器的硬件增益的基础上，进入复检程序，控制所有扬声器同时播放白噪声，根据每一个麦克风采集到声音的幅度对比麦克风复检阈值，对应调整麦克风增益，参见步骤S1。

S6.控制所有扬声器再次同时播放白噪声，并由麦克风采集信号，根据所有麦克风采集信号下混音信号的每一帧振幅的变化，设置声音延时，根据振幅的变化率，设置算法的滤波器长度，利用回声消除算法进行回声消除；

其中，声音延时和滤波器长度应用于音频处理器的回声消除算法。

其中，通过麦克风采集白噪声每一帧的变化率，能够计算出房间的混响系数和输入输出设备的间距，可以更合理的设置回声消除算法的延迟时间和滤波器长度，从而使系统算法效果达到最佳，达到更好的调音效果；

S7.确定一键调音键按下时间，根据按下时间确定对应的调音场景，根据确定出的调音场景确定对应的调音步骤是否终结，终结调音或继续调音。

可选的，如一键调音键按时间小于预定时间，如3秒，则判定为完成当前场景下的调音（非本地扩声功能）；如按下时间大于预定时间，如3秒，说需要本地扩声功能，则继续反馈抑制调音，直到该反馈抑制调音的步骤结束。

其中，可选的，在进行反馈抑制调音时，音频处理器控制所有扬声器播放白噪声，所有麦克风采集信号，根据所有采集到信号的下混音信号进行频谱分析，按照频谱特性，设置相应的滤波器，通过反馈抑制算法进行反馈抑制调音。

本发明由于自动化进行，因此可以简化调试步骤，减少时间成本；而且本发明由于由程序自动进行调节，因此可以使调试效果比较稳定，不同的空间，最终的效果一致。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.基于音频处理器调音适配声场的方法，其特征在于，按下一键调音键使音频处理器的调音程序启动后，自动执行以下步骤实现调音以适配声场：

S1.音频处理器控制所有扬声器同时播放白噪声由麦克风采集信号，根据每一路通道的麦克风采集的信号振幅判断是否接入麦克风、接入的麦克风类型，给不同麦克风赋予不同的硬件增益；

S2.音频处理器根据输出通道序号，使每一个输出通道扬声器逐次播放预定频率的正弦信号，再用所有接入的麦克风采集信号，根据所有接入的麦克风所采集信号的最大振幅和谐波失真率,确定每个输出通道是否接入扬声器，确定音频处理器接入的扬声器的通道数量；

S3.判断出接入的麦克风数量以及扬声器数量基础上，音频处理器使每一个接入的扬声器逐次播放白噪声由所有接入的麦克风采集，根据所有麦克风采集的最大信号振幅，跟扬声器单步调试阈值进行对比，得出实际采集振幅跟扬声器单步调试阈阈值的差值，使用该差值逐次调整对应的扬声器的硬件增益；

S4.控制所有检测到的扬声器同时播放白噪声，根据检测到的麦克风所采集的信号振幅，对比全部扬声器调试阈值，重新同步调整所有扬声器的硬件增益；

S5.进入复检程序，控制所有扬声器同时播放白噪声，根据每一个麦克风采集到声音的幅度对比麦克风复检阈值，对应调整麦克风增益；

S6.控制所有扬声器再次同时播放白噪声由麦克风采集信号，根据所有麦克风采集信号的下混音信号的每一帧振幅的变化，设置声音延时，根据振幅的变化率，设置算法的消除滤波器长度，利用回声消除算法进行回声消除；

S7.确定一键调音键按下时间，根据按下时间确定对应的调音场景，根据确定出的调音场景确定对应的调音步骤是否终结，终结调音或继续调音。

2.根据权利要求1所述基于音频处理器调音适配声场的方法，其特征在于，所述麦克风以及扬声器的硬件增益均为音频处理器内部的增益。

3.根据权利要求1所述基于音频处理器调音适配声场的方法，其特征在于，步骤S1中，将每一路通道的麦克风所采集的信号振幅跟所有麦克风检测阈值对比，如该信号振幅大于所有麦克风检测阈值，说明接了麦克风，否则无麦克风或扬声器，调音失败；如信号振幅再大于远场麦克风检测阈值，则判断该通道接的是远场拾音麦，大于所有麦克风检阈值且小于远场麦克风检测阈值则判断为手持麦克风。

4.根据权利要求1所述基于音频处理器调音适配声场的方法，其特征在于，当对应一个输出通道的所有接入的麦克风所采集信号的最大振幅大于扬声器检测阈值，且谐波失真率大于谐波失真率阈值时，则判断该输出通道接扬声器。

5.根据权利要求1所述基于音频处理器调音适配声场的方法，其特征在于，通过麦克风采集白噪声每一帧的变化率，计算出房间的混响系数和输入输出设备的间距，来设置回声消除算法的声音延时和滤波器长度发调整回音消除算法参数。

6.根据权利要求1所述基于音频处理器调音适配声场的方法，其特征在于，若一键调音键按时间小于预定时间阈值，则判定为完成当前场景下的调音；否则需要本地扩声功能，则继续反馈抑制调音，直到该反馈抑制调音的步骤结束。

7.根据权利要求1所述基于音频处理器调音适配声场的方法，其特征在于，其中，进行反馈抑制调音时，音频处理器控制所有扬声器播放白噪声，所有麦克风再采集信号，根据所有采集到信号的下混音信号进行频谱分析，按照频谱特性，设置反馈抑制算法的滤波器，通过反馈抑制算法进行反馈抑制调音。

8.根据权利要求1所述基于音频处理器调音适配声场的方法，其特征在于，其中，所述一键调音键设在所述音频处理器上，所述音频处理具有多路麦克风接入通道以及多路扬声器接入通道，通过对应的信号线对应与所述麦克风、扬声器连接。

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