CN116405836A - 一种基于互联网的麦克风调音方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于互联网的麦克风调音方法及系统,属于麦克风技术领域,本发明的方法包括:采集并上传声音信号,然后对上传的声音信号进行本地调音或远程调音,随后对调音后的声音信号进行功率放大,然后播放,并根据播放的声音判断是否需要对声音信号重新调音,和/或将声音信号上传互联网,生成声音信号对应的文字信息,最后显示文字信息。本发明提供了本地调音和远程调音的功能,而且将麦克风与网络深度结合,解决了传统麦克风的距离远、功耗高、啸叫多,设备多布线难和人工调音的问题,颠覆了传统麦克风落后的信号传输和人工调音方式;本发明通过将声音信号同步转写为文字信号,让人们可以通过声音信息和文字信息两种渠道来获取信息。
Description
技术领域
本发明属于麦克风技术领域,特别涉及一种基于互联网的麦克风调音方法及系统。
背景技术
目前市场上的麦克风均采用射频技术,而且声音在传递的过程中需要经过,首先经过接收机、功率放大器以及音响等设备,因此为了保证音质不会失真,通过会设置一个人工调音台,对声音进行调频。
然而现有的麦克风不具备存储、运算、计算、修改、优化、升级等功能,导致出现以下几类问题:
1、会出现啸叫;
2、声音忽大忽小,声音听不到,模糊;
3、无法改变现有的音频,虽然可以在调音台调整,但是是采用人工调试,而且调试过程是根据人工的经验和试听来调试,无法做到智能调节;
4、现有的麦克风一般采用蓝牙或线路连接,当麦克风数量较多时需要设置多个接收机。
发明内容
为了解决背景技术中至少一个问题,本发明提出一种基于互联网的麦克风调音方法及系统。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种基于互联网的麦克风调音方法,包括以下步骤:
采集并上传声音信号;
对上传的声音信号进行本地调音或远程调音;
对调音后的声音信号进行功率放大,然后播放,并根据播放的声音判断是否需要对声音信号重新调音;
和/或,将声音信号上传互联网,生成声音信号对应的文字信息,最后显示文字信息。
优选地,进行所述本地调音,包括以下步骤:
在本地判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;
若声音信号的频率超出预设阈值范围,则调整声音信号的频率,直至所述频率位于预设阈值范围内。
优选地,进行所述远程调音,包括以下步骤:
将声音信号上传至互联网;
将互联网上的声音信号下载至本地;
在本地判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;
若声音信号的频率超出预设阈值范围,则调整声音信号的频率,直至所述频率位于预设阈值范围内。
优选地,对上传的声音信号进行本地调音或远程调音,计算公式如下:
优选地,生成声音信号对应的文字信息,包括以下步骤:
对声音信号进行语言逻辑排序;
对声音信号进行文字转写,生成文字信息。
一种基于互联网的麦克风调音系统,包括麦克风、接收机、功率放大器、音响、主服务器、次服务器和显示屏,其中:
所述麦克风,用于采集并上传声音信号;
所述接收机,用于对上传的声音信号进行本地调音或远程调音,还用于根据播放的声音判断是否需要对声音信号重新调音;
所述功率放大器,用于对调音后的声音信号进行功率放大;
所述音响,用于播放功率放大后的声音;
所述主服务器,用于接收上传至互联网的声音信号;
所述次服务器,用于生成声音信号对应的文字信息;
所述显示屏,用于显示文字信息。
优选地,所述麦克风内置有wifi模块,所述wifi模块与接收机通过网络连接。
优选地,所述接收机内置有分析模块、调音模块和下载模块;
所述下载模块,用于从主服务器下载声音信号并进行存储;
所述分析模块,用于判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;
若声音信号的频率超出预设阈值范围,则所述调音模块用于调整声音信号的频率,直至所述频率位于预设阈值范围内。
优选地,所述接收机与主服务器通过网络连接,用于互传声音信号;
所述主服务器与次服务器通过网络连接。
优选地,所述次服务器包括文字转写模块和自然语言文字理解模块;
所述自然语言文字理解模块,用于对声音信号进行语言逻辑排序;
所述文字转写模块,对语言逻辑排序后的声音信号进行文字转写,生成文字信息。
本发明的有益效果:
1、本发明提供了本地调音和远程调音的功能,而且将麦克风与网络深度结合,解决了传统麦克风的距离远、功耗高、啸叫多,设备多、布线难和人工调音的问题,颠覆了传统麦克风落后的信号传输和人工调音方式;
2、本发明通过将声音信号同步转写为文字信号,有利于存储,让人们可以通过声音信息和文字信息两种渠道来获取信息,适用于大型会议和教育授课的环境;
3、本发明通过在麦克风内置wifi模块,使得麦克风可以通过wifi与接收机通过互联网连接,提高了单台接收机连接麦克风的数量限制,而且进一步降低了功耗。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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的附图。
图1示出了本发明的一种基于互联网的麦克风调音方法流程图;
图2示出了本发明的一种基于互联网的麦克风调音系统结构图;
图3示出了本发明的一种基于互联网的麦克风调音系统的运行图;
图4示出了本发明的自适应滤波器的结构图;
图5示出了本发明的自动调节滤波器组的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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、完整地说明,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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做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。
一种基于互联网的麦克风调音方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1:采集并上传声音信号;
S2:对上传的声音信号进行本地调音或远程调音;
S3:对调音后的声音信号进行功率放大,然后播放,并根据播放的声音判断是否需要对声音信号重新调音;和/或,将声音信号上传互联网,生成声音信号对应的文字信息,最后显示文字信息。
需要说明的是,在步骤S2中,本地调音和远程调音都是需要通过智能调音台进行的,二者的区别在于一个在远程采集声音信号,然后传递至本地进行调音,另一个直接在本地采集声音信号,然后在本地调音。其中本地调音包括以下步骤:(1)在本地判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;(2)若声音信号的频率超出预设阈值范围,则调整声音信号的频率,直至频率位于预设阈值范围内。同理,进行远程调音,包括以下步骤:(1)将声音信号上传至互联网;(2)将互联网上的声音信号下载至本地;(3)在本地判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;若声音信号的频率超出预设阈值范围,则调整声音信号的频率,直至频率位于预设阈值范围内。
需要进一步说明的是,在智能调音台可以自适应的进行防啸叫和降噪。当一大一小的声音过来之后,当声音频率高过某个阈值,可以将尖锐的声音进行降噪处理,如果声音太小,可以给声音增益,使一大一小的声音都处于阈值范围内。在智能调音台建立一个说话人标准,然后进行智能调音,智能调音台需要进行声音训练,内部存储大量的训练数据,在智能调音台需要对进入的声音进行运算。
进一步地,生成声音信号对应的文字信息,包括以下步骤:
对声音信号进行语言逻辑排序;
对声音信号进行文字转写,生成文字信息。
需要说明的是,声音信号在分析的过程中,首先需要对其语言逻辑进行排序,修改其中出现的语法和用词错误,形成一个新的声音信号,然后对新的声音信号进行文字转写,生成文字信息。另外,无论是声音信号和文字信息,其占用的空间一般不超过54k,在互联网上的传输过程几乎可以忽略延迟。另外,在生产文字信息的时候还可以将文字翻译为对应的语言文字,适合不同语言的人进行交流。
一种基于互联网的麦克风调音系统,如图2所示,包括麦克风、接收机、功率放大器、音响、主服务器、次服务器和显示屏,其中:
麦克风,用于采集并上传声音信号;
接收机,用于对上传的声音信号进行本地调音或远程调音,还用于根据播放的声音判断是否需要对声音信号重新调音;
功率放大器,用于对调音后的声音信号进行功率放大;
音响,用于播放功率放大后的声音;
主服务器,用于接收上传至互联网的声音信号;
次服务器,用于生成声音信号对应的文字信息;
显示屏,用于显示文字信息。
需要说明的是,麦克风内置有wifi模块,wifi模块与接收机通过网络连接。本发明的麦克风可以设置多个,而且麦克风分别可以与接收机和主服务器连接,其中麦克风与接收机连接用于本地调音,与主服务器连接用于远程调音。
需要进一步说明的是,次服务器包括文字转写模块和自然语言文字理解模块;其中,自然语言文字理解模块,用于对声音信号进行语言逻辑排序,该模块主要调用NLP服务器。另外文字转写模块主要调用ASR服务器,对语言逻辑排序后的声音信号进行文字转写,生成文字信息。
进一步地,接收机内置有分析模块、调音模块和下载模块,其中下载模块,用于从主服务器下载声音信号并进行存储;分析模块,用于判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;若声音信号的频率超出预设阈值范围,则调音模块用于调整声音信号的频率,直至频率位于预设阈值范围内。
需要说明的是,接收机中的下载模块是应用在远程调音的过程中,在远程会议的时候,麦克风采集到对应的声音信号,然后上传到主服务器中,随后下载模块可以从主服务器中下载声音信息,最后再按图2中的功率放大器、音响和显示屏依次进行声音信号的处理。
进一步地,如图2所示,在本发明的系统中,接收机与主服务器通过网络连接,用于互传声音信号;主服务器与次服务器通过网络连接。另外,接收机、功率放大器、音响和显示屏依次连接。
如图3所示,本发明的接收机的智能调音台主要通过自适应滤波器和自动调节滤波器组构成,其中A端为干扰信号的输入端,B端为声音信号的输出端,C端为干扰信号的输出端,D端为近端麦克风声音信号的输入端。另外图3中的房间表示回声通道,自适应自动调音的基本思想是估计调音路径的特征参数,产生一个模拟的调音路径,得出模拟调音信号,从接收信号中增减该信号,实现调音目标。其关键就是得到声音路径的冲击响应和ê,由于调音路径通常是未知的和时变的,所以一般采用自适应滤波器来模拟调音路径。自适应自动调音的显著特点是实时跟踪,实时性强。
具体地,从图3中可知,从A端输入的参考信号y参考(n)会根据智能调音滤波算法生成一个调音估计值ê,而经过调音后播放的声音y(n)经过回声通道H(z)时会产生一个回声r(n),当麦克风的声音信号x(n)以及回声r(n)从C端进入后得到二者的叠加值s(n),自适应滤波器会结合s(n)和y(n)生成一个回声的估计值,最后得到自适应滤波器调节后的实时的录音数据u(n),然后实时的录音数据u(n)加上或减去调音估计值ê就可知获得新的调音后播放的声音y(n),这个过程会持续进行,并与之前的录音数据进行对比,直到y(n)=y参考(n)为止。
如图4所示,为自适应滤波器的结构,以声音信号x(n)为例,图中所示自适应滤波器接收的声音信号是x(n)=x(n),x(n-1),...x(n-N+1),z-1为滤波器域模型的延迟单元(零状态),自适应滤波器的权重系数是h(1)~h(N),为期望输出信号;为自适应滤波器的实际输出,也称估计值。/>是误差,b/>由误差经过一定的自适应滤波算法来调整滤波系数,使得滤波器的实际输出接近期望输出信号。
如图5所示,为自动调节滤波器组的结构图,其中自动调音滤波器组将数字信号分割后抽取成多个子带信号,经过信号处理后,综合滤波器组再对子带信号进行插值和滤波相加而恢复成原来的信号,使原有的信号不失真,而且实现调音功能。
进一步地,在图5中,以某个声音信号x(n)为例,自动调节滤波器组将分割为子带信号/>,图中x , i(n)为经过处理后的声音信号,每个子带信号占据输入信号频带的一部分。综合滤波器组将/>个子带信号重建为输出信号/>,即图4中的y(n)。其中/>和分别是分析均为传递函数,/>,代表第/>个子带。传递函数均为带通滤波器,带宽一样,且中心频率是均匀分布的,滤波器覆盖全部频域,无重叠部分。采用N通道的均匀滤波器组分解全带信号,每个子带信号/>只包含全带信号1/N频带,因此子带信号可以用全带信号的N倍采样率抽取,且能保留全部的原始信号信息。
如果滤波器组的采样因子恰好等于子带数,即,其中K为环境变量,这个自动调节滤波器组就称为临界采样滤波器组。临界采样使用N个采样子带信号保留了有效地采样率,每个子带信号,/>的采样率是全带信号/>采样率的1/N,因此所有子带信号样值数与全带信号样值数相等。在综合过程中,子带信号/>采用相同的插值因子/>,然后由自动调节滤波器组合并为全带信号。因此,在重建全带信号/>时原来的采样率就被恢复了。
自动调节滤波器组包括分析滤波器、正交镜像滤波器组(QMF)、综合滤波器组。
信号经过分析滤波器组后子带信号表达式为:
综合滤波器组的输出信号ti(z)可以写为:
式中,明显地 ,是由期望部分/>和其它频移部分共同组成;/>为/>阶混叠变量,它是由于子带信号/>采样率偏移造成的。在实际应用中,滤波器存在过渡带和有限的阻带衰减,因此临界采样存在混叠的问题。正交镜像滤波器组(QMF)是无混叠的滤波器组:当插值信号/>经过综合滤波器组合并为全带信号t/>时,混叠部分可以通过子带相互抵消。即使使用无混叠的QMF滤波器组,采样子带信号/>依然存在着混叠。当然,混叠信号可以利用理想的分析滤波器组消除,但是在现实中无法实现。
下面结合系统对本发明在本地调音和远程调音的过程进行阐述:
在本地调音中,本地的麦克风采集到声音信号传递给接收机,接收机通过内置的智能调音台进行本地调音,然后传递给功率放大器进行声音放大,随后将声音信号通过音响播放出来,而且接收机还会监控音响的播放效果,如果不符合要求则会重新调音。同时,接收机还会将声音信号上传到主服务器,主服务器通过次服务器将声音信号转换为文字信息,然后在将文字信息返回接收机,最后通过显示屏将文字信息显示出来。
在远程调音中,远程的麦克风会将采集到的声音信号上传到主服务器中,主服务器可以通过次服务器将声音信号转换为文字信息,然后传递到显示屏进行显示,同时接收机可以从主服务器下载声音信号并进行调音,随后依次经过功率放大器和音响,进行播放。
需要说明的是,在上述过程中,显示屏播放文字信息和音响播放声音基本是同时进行的,延迟可以忽略不计。
本发明的方法和系统的可以广泛应用在大型会议或者教学授课中。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于互联网的麦克风调音方法,其特征在于,包括以下步骤:
采集并上传声音信号;
对上传的声音信号进行本地调音或远程调音;
对调音后的声音信号进行功率放大,然后播放,并根据播放的声音判断是否需要对声音信号重新调音;
和/或,将声音信号上传互联网,生成声音信号对应的文字信息,最后显示文字信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的麦克风调音方法,其特征在于,进行所述本地调音,包括以下步骤:
在本地判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;
若声音信号的频率超出预设阈值范围,则调整声音信号的频率,直至所述频率位于预设阈值范围内。
3.根据权利要求1所述的一种基于互联网的麦克风调音方法,其特征在于,进行所述远程调音,包括以下步骤:
将声音信号上传至互联网;
将互联网上的声音信号下载至本地;
在本地判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;
若声音信号的频率超出预设阈值范围,则调整声音信号的频率,直至所述频率位于预设阈值范围内。
5.根据权利要求1所述的一种基于互联网的麦克风调音方法,其特征在于,生成声音信号对应的文字信息,包括以下步骤:
对声音信号进行语言逻辑排序;
对声音信号进行文字转写,生成文字信息。
6.一种基于互联网的麦克风调音系统,其特征在于,包括麦克风、接收机、功率放大器、音响、主服务器、次服务器和显示屏,其中:
所述麦克风,用于采集并上传声音信号;
所述接收机,用于对上传的声音信号进行本地调音或远程调音,还用于根据播放的声音判断是否需要对声音信号重新调音;
所述功率放大器,用于对调音后的声音信号进行功率放大;
所述音响,用于播放功率放大后的声音;
所述主服务器,用于接收上传至互联网的声音信号;
所述次服务器,用于生成声音信号对应的文字信息;
所述显示屏,用于显示文字信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于互联网的麦克风调音系统,其特征在于,所述麦克风内置有wifi模块,所述wifi模块与接收机通过网络连接。
8.根据权利要求6所述的一种基于互联网的麦克风调音系统,其特征在于,所述接收机内置有分析模块、调音模块和下载模块;
所述下载模块,用于从主服务器下载声音信号并进行存储;
所述分析模块,用于判断声音信号的频率是否处于预设阈值范围内;
若声音信号的频率超出预设阈值范围,则所述调音模块用于调整声音信号的频率,直至所述频率位于预设阈值范围内。
9.根据权利要求6所述的一种基于互联网的麦克风调音系统,其特征在于,所述接收机与主服务器通过网络连接,用于互传声音信号;
所述主服务器与次服务器通过网络连接。
10.根据权利要求6-9任一所述的一种基于互联网的麦克风调音系统,其特征在于,所述次服务器包括文字转写模块和自然语言文字理解模块;
所述自然语言文字理解模块,用于对声音信号进行语言逻辑排序;
所述文字转写模块,对语言逻辑排序后的声音信号进行文字转写,生成文字信息。
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