CN114401474B - 一种数字网络音频处理器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字网络音频处理器，本发明通过将信号输入、信号自动识别及路由管理功能、分组自动混音功能、自动隔离功能均统一集成在数字网络音频处理器中，从而实现通过一个数字网络音频处理器即能够实现分组信号自动混音、信号自动识别和信号自动隔离等功能，同时本发明能够大幅提升扩声系统的性能和效果。

Description

一种数字网络音频处理器

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及一种数字网络音频处理器。

背景技术

目前的数字音频处理器均是后级处理，即数字音频处理器是处于调音台和功放之间，而这种后级音频处理器，在面对输入信号量大、信号种类多、分区扩声要求复杂等场景下，需要引入多种专业音频设备，因此导致了数字音频处理器系统繁杂，且后续还需要对各音频设备需要孤立分级调试，故障节点多，对音频设备使用人员技术要求很高。

发明内容

本发明提供了一种数字网络音频处理器，以解决现有后级处理的数字音频处理器系统复杂的问题。

本发明提供了一种数字网络音频处理器，该数字网络音频处理器包括：

信号输入单元，用于接收预设通道发来的模拟数据信号和网络输入信号，其中，所述预设通道为多个，各个所述预设通道均设置在不同编组中，且所述预设通道与所述编组是唯一对应的；

信号自动识别及路由管理单元，根据会议场景的需要设置视频会议与自由发言两种模式，两种模式下可以对所述信号输入模块输入的模拟数字信号或网络输入信号进行识别，并进行路由管理；

分组自动混音单元，以编组为基本单元，通过对各个编组进行整合分区，并选取整合分区后各个分区内的最优信号，并将所选取的最优信号发送给自动隔离单元；

所述自动隔离单元，基于所述自动混音单元输出的所有分区内的最优信号，选择最终的最优信号，并在预先设置好的输出通道进行隔离输出。

可选地，所述信号输入单元包括多个模拟信号输入模块和一个网络数字信号输入模块，根据扩声现场要求可以将输入信号通道进行编组，编组后每一个预设通道与相应的编组绑定。

所述模拟信号输入模块，用于接收其所对应的编组的电压模拟音频信号，并将接收到的电压信号A/D转换为数字音频信号；

所述网络数字信号输入模块，用于接收其所对应的编组的预设通道的网络信号。

可选地，所述模拟信号输入模块设有7个，且每一个所述模拟信号输入模块接收其对应的编组内的8个预设通道的电压信号；

所述网络输入信号模块为一个，且所述网络输入信号模块接收其对应的编组内的8个预设通道的网络信号。

可选地，所述信号自动识别及路由管理单元，还用于在视频会议模式下，控制所有麦克风输入信号遵循先入先出管理模式，且只允许1只话筒发言，通过I/O口来控制话筒开启，同时将处于工作状态的预设通道号进行识别，以供智能语音转写或摄像跟踪系统使用，在自由发言模式下，允许所有话筒同时开启，所述路由管理为进行幻象电源开关、静音控制、前级放大增益调节、反相控制、电平调节、电平显示和矩阵控制，以实现对各种音频信号前级处理、路由选择和分配。

可选地，所述分组自动混音单元还用于，基于会场的实际布局模式以及会场的工作模式来对各个编组进行整合分区，并选取各个分区内的最优信号，然后将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元，其中，所述会场的工作模式包括视频会议模式和自由发言模式。

可选地，所述分组自动混音单元进一步包括多个16路自动混音模块、多个8路自动混音模块和多个4路自动混音模块；

所述16路自动混音模块，用于对与其对应的16路信号的进行混音处理，以选取其该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元；

所述8路自动混音模块，用于对与其对应的8路信号的进行混音处理，以选取其该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元；

所述4路自动混音模块，用于对与其对应的4路信号的进行混音处理，以选取其该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元；

可选地，所述16路自动混音模块为两个，所述8路自动混音模块为三个，且所述4路自动混音模块为四个。

可选地，自动隔离单元用于将所述16路自动混音模块、所述8路自动混音模块以及所述4路自动混音模块所输出的信号进行能量比较，赋予能量最大的音频信号所属混音模块输出权限，并关闭其他混音模块的输出通道，达到该混音模块与其他混音模块输出相互隔离的效果。

可选地，所述数字网络音频处理器还包括：

输出单元，用于对所述自动隔离单元输出的7路分区隔离输出与1路全混音输出的数字音频信号按照AES67+70的协议进行调制，形成数字音频网络信号AOIP进行输出。

可选地，所述数字网络音频处理器还包括：

输出单元，对所述自动隔离单元输出的7路分区隔离输出与1路全混音输出的数字音频信号进行复用，然后进行 D/A转换，最终输出8路模拟音频信号。

本发明有益效果如下：

本发明通过将信号输入、信号自动识别及路由管理功能、分组自动混音功能、自动隔离功能均统一集成在数字网络音频处理器中，从而实现通过一个数字网络音频处理器即能够实现分组信号自动混音、信号自动识别和信号自动隔离等功能，同时本发明能够大幅提升扩声系统的性能和效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种数字网络音频处理器的结构示意图；

图2a是本发明实施例提供的信号输入单元的音频输入界面示意图；

图2b是本发明实施例提供的模拟信号输入模块的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的信号自动识别及路由管理单元的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的分组自动混音单元的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的自动隔离单元的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种输出单元的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种输出单元的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例针对现有后级处理的数字音频处理器系统复杂且易产生啸叫和回声等问题，通过将信号输入、信号自动识别及路由管理功能、分组自动混音功能、自动隔离功能均统一集成在数字网络音频处理器中，从而实现通过一个数字网络音频处理器即能够实现分组信号自动混音、信号自动识别和信号自动隔离等功能，同时本发明能够大幅提升扩声系统的性能和效果。以下结合附图以及实施例，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仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明实施例提供了一种数字网络音频处理器，参见图1，该数字网络音频处理器包括：信号输入单元、信号自动识别及路由管理单元、分组自动混音单元和自动隔离单元五个部分，当然在具体实施时，本发明实施例所述数字网络音频处理器还包括有输出单元等等；

所述信号输入单元，用于接收预设通道发来的模拟数据信号和网络输入信号，其中，所述预设通道为多个，各个所述预设通道均设置在不同编组中，且所述预设通道与所述编组是唯一对应的；

具体来说，本发明实施例的信号输入单元进一步包括多个模拟信号输入模块和一个网络数字信号输入模块，然后本发明实施例是根据扩声现场要求可以将输入信号通道进行编组，编组后每一个预设通道与相应的编组绑定，也即，本发明实施例将不同输入信号通道进行编组，然后将编组与其下的预设通道进行绑定，再将编组与其对应的模拟信号输入模块进行绑定，在具体实施过程中，可以将会场划分为多个不同的区域，并将一个区域所对应的输入信号通道绑定到一个编组，而通过一个专门的模拟信号输入模块接收该编组的电压模拟音频信号，并将接收到的电压模拟音频信号A/D转换为数字音频信号，同理，其他区域也对应一个专门的模拟信号输入模块来接收对应编组的电压模拟音频信号并进行信号转换。

也即本发明实施例可以是根据会场的布置情况来将某一区域所对应的输入信号通道绑定到一个编组，然后通过一个专门的模拟信号输入模块来接收这一区域内的电压模拟音频信号，并将接收到的电压信号A/D转换为数字音频信号，以备后续信号处理使用。

本发明实施例主要是通过模拟信号输入模块来实现音频会议场景的需要。

同理，本发明也可以针对网络输入信号输入区域，而设置与该网络输入信号输入区域相绑定的网络数字信号输入模块，以通过该网络数字信号输入模块来接收网络信号，从而满足视频会议场景的需要。

具体来说，本发明实施例中的模拟信号输入模块设有7个，且每一个所述模拟信号输入模块接收其对应的编组内的8个预设通道的电压信号；网络输入信号模块为一个，且所述网络输入信号模块接收其对应的编组内的8个预设通道的网络信号。

详细来说，本发明实施例的所述信号输入单元进一步包括多个模拟信号输入模块和一个网络数字信号输入模块，然后可以根据扩声现场，即会场，要求可以将输入信号通道进行编组，编组后每一个预设通道与相应的编组绑定，每一个编组均唯一对应模拟信号输入模块或网络数字信号输入模块。通过所述模拟信号输入模块来接收其所对应的编组的电压模拟音频信号，并将接收到的电压模拟音频信号A/D转换为数字音频信号；通过所述网络数字信号输入模块来接收其所对应的编组的预设通道的网络信号。

需要说明的是，本发明所述的模拟信号输入模块和网络数字信号输入模块的个数均可以根据实际需要进行任意设定，本发明对此不作具体限定。

举例说明：如图2a所示，预设通道，也即音频输入通道，可以设置为64路，其中，包括7个模拟信号输入模块和1个网络数字信号输入模块，这8个信号输入模块中的每一个信号输入模块均对应8路预设通道，所以本发明可以同时实现对64路音频输入通道的接收。如图2b所示，本发明中的模拟信号输入模块和网络数字信号输入模块均采用5口的凤凰端子，主要接驳音频信号的热端、冷端和接地端，还接驳I/O口的入和出，支持麦克风或线路信号输入，并实现对各种音频信号的A/D转换。

所述信号自动识别及路由管理单元，根据会议场景的需要设置视频会议与自由发言两种模式，在这两种模式下，对所述信号输入模块输入的模拟数字信号或网络输入信号进行识别，并进行路由管理；

在具体实施时，本发明实施例中的信号自动识别及路由管理单元还用于，在视频会议模式下，控制所有麦克风输入信号遵循先入先出管理模式，且只允许1只话筒发言，通过I/O口来控制话筒开启，同时将处于工作状态的预设通道号进行识别，以供智能语音转写或摄像跟踪系统使用，在自由发言模式下，允许所有话筒同时开启，所述路由管理为进行幻象电源开关、静音控制、前级放大增益调节、反相控制、电平调节、电平显示和矩阵控制，以实现对各种音频信号前级处理、路由选择和分配。

根据图3可知，本发明实施例中所有信号进入信号自动识别及路由管理单元后，可以选择两种模式，一种是视频会议模式，另一种是自由发言模式。在视频会议模式下，所有麦克风输入信号遵循先入先出模式管理，同时只允许1只话筒发言，通过I/O口来控制话筒开启，同时将处于工作状态的通道号进行识别，以供智能语音转写或摄像跟踪系统使用。自由发言模式下，允许所有话筒同时开启，不受发言个数限制，该模式下不识别发言通道号。路由管理主要有幻象电源开关、静音控制、前级放大增益调节、反相控制、电平调节、电平显示和矩阵控制等（最大支持64*64），主要实现对各种音频信号前级处理、路由选择和分配。

所述分组自动混音单元，以编组为基本单元，通过对各个编组进行整合分区，并选取整合分区后各个分区内的最优信号，并将所选取的最优信号发送给自动隔离单元；

具体来说，本发明实施例的分组自动混音单元是基于会场的实际布局模式以及会场的工作模式来对各个编组进行整合分区，并选取各个分区内的最优信号，然后将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元，其中，所述会场的工作模式包括视频会议模式和自由发言模式。

具体实施时，可将所述分组自动混音单元进一步设置来包括多个16路自动混音模块、多个8路自动混音模块和多个4路自动混音模块；

所述16路自动混音模块，用于对与其对应的16路信号的进行混音处理，以选取其该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元；

所述8路自动混音模块，用于对与其对应的8路信号的进行混音处理，以选取其该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元；

所述4路自动混音模块，用于对与其对应的4路信号的进行混音处理，以选取其该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元；

其中，可以根据实际需要来设置16路自动混音模块、8路自动混音模块和4路自动混音模块的数量，例如可以设置两个16路自动混音模块，三个8路自动混音模块以及四个所述4路自动混音模块为四个，等等。

图4为本发明的分组自动混音单元的结构示意图，如图4所示，本发明所有信号经路由管理处理之后就进入到分组自动混音部分，该部分主要由2个16路自动混音模块、3个8路自动混音模块和2个4路自动混音模块组成，信号的分组由路由管理部分的矩阵来调度完成，16路自动混音模块主要用于拾音数量较大的发言区域，8路自动混音模块主要用于拾音数量较小的发言区域，4路自动混音模块可以用于接驳上行和下行视频会议终端音频信号，也可以用于重点发言区域。该部分主要对所有输入信号进行分区管理，便于后级处理器针对不同组的信号进行扩声编组，这样就可以大幅减少扬声器对话筒的反馈，降低了啸叫的风险，同时也可以为后面的信号自动隔离和网络传输减轻了处理压力。

本发明实施例中的所述自动隔离单元是基于所述自动混音单元输出的所有分区内的最优信号，选择最终的最优信号，并在预先设置好的输出通道进行隔离输出。

所述自动隔离单元，用于将所述16路自动混音模块、所述8路自动混音模块以及所述4路自动混音模块所输出的信号进行能量比较，赋予能量最大的音频信号所属混音模块输出权限，并关闭其他混音模块的输出通道，以达到将该混音模块与其他混音模块输出相互隔离的效果，从而获得最好的视听效果。

图5为本发明的自动隔离单元结构示意图，如图5所示，本发明中所有信号经过分组自动混音之后汇聚成7路信号进入信号自动隔离单元内，该单元主要通过信号电平能量比较分析，对7个信号通道进行隔离控制管理，只输出能量最大的信号，自动将其他信号进行关闭，物理隔绝了其他6路信号对主信号的干扰，从而本地扩声时既杜绝了其他分区话筒信号的反馈，也中断了视频会议产生形成回声的物理路径，有效避免了啸叫和回声的产生，大幅提升了系统的传声增益和语言清晰度。

在具体实施时，本发明实施例中所述数字网络音频处理器还包括：输出单元，通过所述输出单元来对所述自动隔离单元输出的7路分区隔离输出与1路全混音输出的数字音频信号按照AES67+70的协议进行调制，形成数字音频网络信号AOIP进行输出。或者，也可以通过对所述自动隔离单元输出的7路分区隔离输出与1路全混音输出的数字音频信号进行复用，然后进行 D/A转换，最终输出8路模拟音频信号。

如图6所示，本发明的网络传输部分支持8路输入和8路输出，输出包含信号自动隔离部分输出的7路信号和1路混音信号。最终8路输出信号并按照AES67+70的协议进行调制，形成数字音频网络信号（AOIP）输出，可以与支持AES67+70协议的设备实现互联互通，为系统的数字化、网络化和智能化提供基础。

如图7所示，本发明中模拟输出部分主要实现输出音频信号的D/A转换，采用3口的凤凰端子，共有8路音频信号，包含了信号自动隔离部分输出的7路音频信号和1路混音信号，非常便于后级系统设备进行控制和处理。

综述，本发明的数字网络音频处理器可支持64路音频输入，其中包含8路网络数字输入和56路模拟音频输入，输入通道配置I/O口可实现话筒开关控制管理，能够通过获取话筒通道信息，从而为摄像跟踪和语音转写角色分离提供话筒IP信息；本发明同时可以支持64X64矩阵，实现音频信号分组自动混音的路由管理；并且，本发明支持视频会议模式与发言模式选择切换，并支持分组信号的自动隔离，自动动态选择能量较大分组信号，进行单一输出，以及在自动隔离输出的同时，支持一路混音输出，并且本发明支持8路AES67+70编码网络输出，满足网络音频设备国产化的网络音频安全要求，支持8路模拟音频输出，从而满足更大范围分区扩声的系统要求；

总体来说，本发明首次为扩声系统领域提供了具有多通道音频信号输入、路由管理、信号自动识别、分组自动混音、信号自动隔离和AOIP传输等功能的前级数字网络音频处理器，高度集成了繁杂的前级处理设备，简化了系统架构，节省了系统开支，实现了网络化和智能化，有效解决了扩声系统易啸叫、有回声的痛点问题，大大减轻了后级音频处理器的压力，大幅提升了系统的传声增益和语言清晰度，给用户带来了良好的扩声效果和使用体验，是该领域的一次技术应用创新，具有非常好的推广价值和经济效益。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种数字网络音频处理器，其特征在于，包括：

信号输入单元，用于接收预设通道发来的模拟数据信号和网络输入信号，其中，所述预设通道为多个，各个所述预设通道均设置在不同编组中，且所述预设通道与所述编组是唯一对应的；

信号自动识别及路由管理单元，用于根据会议场景的需要设置视频会议与自由发言两种模式，在这两种模式下，对所述信号输入模块输入的模拟数字信号或网络输入信号进行识别，并进行路由管理；

分组自动混音单元，以编组为基本单元，通过对各个编组进行整合分区，并选取整合分区后各个分区内的最优信号，并将所选取的最优信号发送给自动隔离单元；

所述自动隔离单元，基于所述自动混音单元输出的所有分区内的最优信号，选择最终的最优信号，并在预先设置好的输出通道进行隔离输出；

所述信号输入单元包括多个模拟信号输入模块和一个网络数字信号输入模块；

所述模拟信号输入模块，用于接收其所对应的编组中预设通道的电压模拟音频信号，并将接收到的电压模拟音频信号A/D转换为数字音频信号；

所述网络数字信号输入模块，用于接收其所对应的编组中预设通道的网络信号；

所述模拟信号输入模块设有7个，且每一个所述模拟信号输入模块接收其对应的编组内的8个预设通道的电压信号；

所述网络输入信号模块为1个，且所述网络输入信号模块接收其对应的编组内的8个预设通道的网络信号。

2.根据权利要求1所述的数字网络音频处理器，其特征在于，

所述信号自动识别及路由管理单元还用于，在视频会议模式下，控制所有麦克风输入信号遵循先入先出管理模式，且只允许1只话筒发言，通过I/O口来控制话筒开启，同时将处于工作状态的预设通道号进行识别，以供智能语音转写或摄像跟踪系统使用，在自由发言模式下，允许所有话筒同时开启，所述路由管理为进行幻象电源开关、静音控制、前级放大增益调节、反相控制、电平调节、电平显示和矩阵控制，以对各种音频信号前级处理、路由选择和分配。

3.根据权利要求2所述的数字网络音频处理器，其特征在于，

所述分组自动混音单元还用于，基于会场的实际布局模式以及会场的工作模式来对各个编组进行整合分区，并选取各个分区内的最优信号，然后将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元，其中，所述会场的工作模式包括视频会议模式和自由发言模式。

4.根据权利要求3所述的数字网络音频处理器，其特征在于，所述分组自动混音单元进一步包括多个16路自动混音模块、多个8路自动混音模块和多个4路自动混音模块；

所述16路自动混音模块，用于对与其对应的16路信号分区内的进行混音处理，以选取该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元；

所述8路自动混音模块，用于对与其对应的8路信号分区内的进行混音处理，以选取该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元；

所述4路自动混音模块，用于对与其对应的4路信号分区内的进行混音处理，以选取该分区内的最优音频信号，并将所选取的最优信号发送给所述自动隔离单元。

5.根据权利要求4所述的数字网络音频处理器，其特征在于，

所述16路自动混音模块为两个，所述8路自动混音模块为三个，且所述4路自动混音模块为两个。

6.根据权利要求4所述的数字网络音频处理器，其特征在于，

所述自动隔离单元，用于将所述16路自动混音模块、所述8路自动混音模块以及所述4路自动混音模块所输出的信号进行能量比较，赋予能量最大的音频信号所属混音模块输出权限，并关闭其他混音模块的输出通道。

7.根据权利要求6所述的数字网络音频处理器，其特征在于，所述数字网络音频处理器还包括：

输出单元，用于对所述自动隔离单元输出的7路分区的隔离输出与1路全混音输出的数字音频信号按照AES67+70的协议进行调制，形成数字音频网络信号AOIP进行输出。

8.根据权利要求7所述的数字网络音频处理器，其特征在于，所述数字网络音频处理器还包括：

输出单元，对所述自动隔离单元输出的7路分区的隔离输出与1路全混音输出的数字音频信号进行复用，然后进行D/A转换，最终输出8路模拟音频信号。