CN117012173A - 一种基于网络的矩阵分布式音频系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于音频系统技术领域，尤其是涉及一种基于网络的矩阵分布式音频系统，包括发射端，所述发射端用于接收经过拾音器或乐器的线路输出后的每个发声源，每条线路均设有单独的发射端；接收端，每个乐手均佩戴有所述接收端，并通过所述接收端设备自带触屏调节不同信号源的音量，汇总后，经过DA转换，经过放大电路推动监听耳机。本发明实现了每个乐手对于“返听”的个性化需求，不必受制于演出开始前的调试阶段扩声录音师在调音台端的返听设置，而可以自行、随时设置和调节；使“演出过程中的调节”变的可能，可以让乐手更好的融入演出，带来更好的表现，而且极大的节省了装台时间。
Description
技术领域
本发明属于音频系统技术领域，尤其是涉及一种基于网络的矩阵分布式音频系统。
背景技术
目前的舞台演出，在处理乐手返这一问题的时候，使用的是调音台+超高频无线系统这一方案。但是，上述音频系统在实际操作以及应用的过程中，还是存在以下缺陷和不足之处：①由于模拟线路的长距离传输，增加了电子噪声引入的风险；②设置于舞台口ADDA接口箱，限制了乐手和舞台的灵活性；③由于超高频无线信号的通道数量有限，同一个场地中无法拥有足够多的通道，以满足给每个乐手、每个乐器、每个工作人员都进行个性化的监听需求，而只能将他们粗略分类；④扩声调音台由于设置与舞台对面，录音师跟乐手离着很远，录音师无法及时知道乐手的要求，无法及时给乐手调到他舒适的返听音量比例，影响乐手的水平发挥；⑤在演出开始后，随着演出气氛的推进，尤其是上下曲目风格的变化，返听要求会有变化，此时，如果暂停演出重新调整参数则影响观众的情绪，如果不调整则会影响乐手的状态最终影响到演出质量，录音师和乐手都会陷入两难之中。
因此，急需对现有的音频系统进行改进，提供一种基于网络的矩阵分布式音频系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种设计合理，可节省装台时间，而且可实现每个乐手对于“返听”的个性化需求的基于网络的矩阵分布式音频系统，用于解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其包括：
发射端，所述发射端用于接收经过拾音器或乐器的线路输出后的每个发声源，每条线路均设有单独的发射端；
接收端，每个乐手均佩戴有所述接收端，并通过所述接收端设备自带触屏调节不同信号源的音量，汇总后，经过DA转换，经过放大电路推动监听耳机；
中心服务器，所述中心服务器包括路由器、定向天线、系统监控与管理软件和效果与混音服务器。
作为一种优选的实施方式，所述发射端的供电方式可以为外接电源供电或电池供电两种方式中的任意一种。
作为一种优选的实施方式，所述发射端具有兼容卡农、大三芯平衡、大二芯非平衡三种信号的混合接口，且自带乐器DI功能，可以为拾音器提供48V幻象供电。
作为一种优选的实施方式，模拟信号进入所述发射端后，经过DA转换变成数字信号，再通过无线WIFI或网线而进入网络。
作为一种优选的实施方式，所述发射端与接收端之间基于“推送-拉取”模式，多通道音频源与多通道的音频使用者，通过网络构成N*M矩阵关系，所述接收端“拉取”到多个音频串流后，开始对数字信号进行音量调节和混合，并经过DA转换，最后通过放大器电路，送入使用者耳机。
作为一种优选的实施方式，所述路由器可以采用OpenWRT开源路由器系统，搭配基于FPGA的高性能路由器硬件，可以提供远超家用路由器的信号强度、代机数量、上下行数据吞吐量、延迟时间。
作为一种优选的实施方式，所述定向天线方便将整个演出场所划分为不同的区域，如舞台区、观众互动区、后台区以及扩声录音师工作区，所述定向天线在不同区域中均有设置，能够保证每个区域的信号强度，同时降低系统对于观众席内的其他无线信号的干扰。
作为一种优选的实施方式，所述系统监控与管理软件可运行在所述路由器上，也能够单独设置实体硬件运行，便于就地进行系统管理与监控，所述系统监控与管理软件运行时可以借助设备硬件自带的触屏实时查看和管理，也可以借助平板、电脑或手机通过网络实现远程登录进行查看和管理，所述系统监控与管理软件仅提供基础性的、必要的监控与管理能力，其具体表现为：以列表形式显示所有已链接设备的名称、IP地址、网络信号质量、供电方式和电量；定向天线相关的覆盖区域范围、功率、频段管理；系统总体延迟时间以及系统健康状况。
作为一种优选的实施方式，所述效果与混音服务器能够对系统中的音频串流进行“并轨”以及“混合为立体声”操作，可对任意对象(音源通道、虚拟总线和母线、通道分组、并轨与混音轨等)添加需要的压缩、均衡和混响效果，可创建专门的效果轨用以接收不同来源的信号，经过合并、混合、调整的声音可以重新路由回系统供乐手、现场供扩声、录音或电视转播更多的需求方调用。
作为一种优选的实施方式，所述效果与混音服务器可以使用自带触摸屏、自带控制器、外接调音台式控制台、网络平板应用程序以及网络中运行Daw的音频工作站多重方式进行控制和联动操作，且通过网络平板应用程序无线访问的形式，可以方便录音师在观众席中穿行，切身感受到不同区域的观众的听音感受，以便及时做出调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
在本发明的方案中：
(一)实现了每个乐手对于“返听”的个性化需求，不必受制于演出开始前的调试阶段扩声录音师在调音台端的返听设置，而可以自行、随时设置和调节；
(二)使“演出过程中的调节”变的可能，可以让乐手更好的融入演出，带来更好的表现，而且极大的节省了装台时间；
(三)乐手可以自行调节自己的返听音量后，节省了扩声录音师的精力使他可以全身心的投入在对观众听感的服务上，而不必在观众与乐手两个群体的需求之间进行权衡和取舍；
(四)给了扩声录音师以行动自由，而不必只能待在调音台前面，可以在观众席中游走，以便及时发现问题，照顾到尽可能多观众的听感；
(五)通过耳机返听，消除了通过返送音箱进行返听时的啸叫回授问题，解放了返听音箱放置位置对于乐手自由走动的限制性，扩大了乐手与观众互动的范围；
(六)借助TCP/IP有线、无线网络的灵活性、拓展性、可管理性可以完成传统音频系统所难以企及的功能，且可以大量节省金钱和时间成本。数字化的音频流也大大降低了传输过程中的信号干扰、污染等问题。
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简单地介绍，现针对附图进行如下说明：
图1为本发明发声源与乐手/听音者在N*M矩阵中的拉取与混合比例关系结构示意图。
具体实施方式
以下所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不代表与本发明相一致的所有实施例。现结合附图，对示例性实施例进行如下说明：
如图1所示，本发明基于网络的矩阵分布式音频系统，其包括：
发射端，发射端用于接收经过拾音器或乐器的线路输出后的每个发声源，每条线路均设有单独的发射端；
接收端，每个乐手均佩戴有接收端，并通过接收端设备自带触屏调节不同信号源的音量，汇总后，经过DA转换，经过放大电路推动监听耳机；
中心服务器，中心服务器包括路由器、定向天线、系统监控与管理软件和效果与混音服务器。
在上述结构的基础上，发射端的供电方式可以为外接电源供电或电池供电两种方式中的任意一种。
在上述结构的基础上，发射端具有兼容卡农、大三芯平衡、大二芯非平衡三种信号的混合接口，且自带乐器DI功能，可以为拾音器提供48V幻象供电。
在上述结构的基础上，模拟信号进入发射端后，经过DA转换变成数字信号，再通过无线WIFI或网线而进入网络。
在上述结构的基础上，发射端与接收端之间基于“推送-拉取”模式，多通道音频源与多通道的音频使用者，通过网络构成N*M矩阵关系，接收端“拉取”到多个音频串流后，开始对数字信号进行音量调节和混合，并经过DA转换，最后通过放大器电路，送入使用者耳机。
在上述结构的基础上，路由器可以采用OpenWRT开源路由器系统，搭配基于FPGA的高性能路由器硬件，可以提供远超家用路由器的信号强度、代机数量、上下行数据吞吐量、延迟时间。
在上述结构的基础上，定向天线方便将整个演出场所划分为不同的区域，如舞台区、观众互动区、后台区以及扩声录音师工作区，定向天线在不同区域中均有设置，能够保证每个区域的信号强度，同时降低系统对于观众席内的其他无线信号的干扰。
在上述结构的基础上，系统监控与管理软件可运行在路由器上，也能够单独设置实体硬件运行，便于就地进行系统管理与监控，系统监控与管理软件运行时可以借助设备硬件自带的触屏实时查看和管理，也可以借助平板、电脑或手机通过网络实现远程登录进行查看和管理，系统监控与管理软件仅提供基础性的、必要的监控与管理能力，其具体表现为：以列表形式显示所有已链接设备的名称、IP地址、网络信号质量、供电方式和电量；定向天线相关的覆盖区域范围、功率、频段管理；系统总体延迟时间以及系统健康状况。
在上述结构的基础上，效果与混音服务器能够对系统中的音频串流进行“并轨”以及“混合为立体声”操作，可对任意对象(音源通道、虚拟总线和母线、通道分组、并轨与混音轨等)添加需要的压缩、均衡和混响效果，可创建专门的效果轨用以接收不同来源的信号，经过合并、混合、调整的声音可以重新路由回系统供乐手、现场供扩声、录音或电视转播更多的需求方调用。
在上述结构的基础上，效果与混音服务器可以使用自带触摸屏、自带控制器、外接调音台式控制台、网络平板应用程序以及网络中运行Daw的音频工作站多重方式进行控制和联动操作，且通过网络平板应用程序无线访问的形式，可以方便录音师在观众席中穿行，切身感受到不同区域的观众的听音感受，以便及时做出调整。
本发明的工作原理及所达到的技术效果如下：
利用发射端、接收端以及中心服务器的相互配合，以及相互之间的协调作用，可使该音频系统能够实现每个乐手对于“返听”的个性化需求，不必受制于演出开始前的调试阶段扩声录音师在调音台端的返听设置，而可以自行、随时设置和调节，而且相对于老式音频系统，该音频系统能够使“演出过程中的调节”变的可能，可以让乐手更好的融入演出，带来更好的表现，而且极大的节省了装台时间，同时乐手可以自行调节自己的返听音量后，节省了扩声录音师的精力使他可以全身心的投入在对观众听感的服务上，而不必在观众与乐手两个群体的需求之间进行权衡和取舍；
效果与混音服务器可以使用自带触摸屏、自带控制器、外接调音台式控制台、网络平板应用程序以及网络中运行Daw的音频工作站多重方式进行控制和联动操作，且通过网络平板应用程序无线访问的形式，可以方便录音师在观众席中穿行，给了扩声录音师以行动自由，而不必只能待在调音台前面，以便及时发现问题，照顾到尽可能多观众的听感，以便及时做出调整，同时通过耳机返听，消除了通过返送音箱进行返听时的啸叫回授问题，解放了返听音箱放置位置对于乐手自由走动的限制性，扩大了乐手与观众互动的范围，并且借助TCP/IP有线、无线网络的灵活性、拓展性、可管理性可以完成传统音频系统所难以企及的功能，且可以大量节省金钱和时间成本。数字化的音频流也大大降低了传输过程中的信号干扰、污染等问题。
以上仅为本发明的较佳具体实施例，并不用以限制本发明保护范围；凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于，包括：
发射端，所述发射端用于接收经过拾音器或乐器的线路输出后的每个发声源，每条线路均设有单独的发射端；
接收端，每个乐手均佩戴有所述接收端，并通过所述接收端设备自带触屏调节不同信号源的音量，汇总后，经过DA转换，经过放大电路推动监听耳机；
中心服务器，所述中心服务器包括路由器、定向天线、系统监控与管理软件和效果与混音服务器。
2.根据权利要求1所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：所述发射端的供电方式可以为外接电源供电或电池供电两种方式中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：所述发射端具有兼容卡农、大三芯平衡、大二芯非平衡三种信号的混合接口，且自带乐器DI功能，可以为拾音器提供48V幻象供电。
4.根据权利要求3所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：模拟信号进入所述发射端后，经过DA转换变成数字信号，再通过无线WIFI或网线而进入网络。
5.根据权利要求1所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：所述发射端与接收端之间基于“推送-拉取”模式，多通道音频源与多通道的音频使用者，通过网络构成N*M矩阵关系，所述接收端“拉取”到多个音频串流后，开始对数字信号进行音量调节和混合，并经过DA转换，最后通过放大器电路，送入使用者耳机。
6.根据权利要求1所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：所述路由器可以采用OpenWRT开源路由器系统，搭配基于FPGA的高性能路由器硬件，可以提供远超家用路由器的信号强度、代机数量、上下行数据吞吐量、延迟时间。
7.根据权利要求1所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：所述定向天线方便将整个演出场所划分为不同的区域，如舞台区、观众互动区、后台区以及扩声录音师工作区，所述定向天线在不同区域中均有设置，能够保证每个区域的信号强度，同时降低系统对于观众席内的其他无线信号的干扰。
8.根据权利要求1所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：所述系统监控与管理软件可运行在所述路由器上，也能够单独设置实体硬件运行，便于就地进行系统管理与监控，所述系统监控与管理软件运行时可以借助设备硬件自带的触屏实时查看和管理，也可以借助平板、电脑或手机通过网络实现远程登录进行查看和管理，所述系统监控与管理软件仅提供基础性的、必要的监控与管理能力，其具体表现为：以列表形式显示所有已链接设备的名称、IP地址、网络信号质量、供电方式和电量；定向天线相关的覆盖区域范围、功率、频段管理；系统总体延迟时间以及系统健康状况。
9.根据权利要求1所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：所述效果与混音服务器能够对系统中的音频串流进行“并轨”以及“混合为立体声”操作，可对任意对象(音源通道、虚拟总线和母线、通道分组、并轨与混音轨等)添加需要的压缩、均衡和混响效果，可创建专门的效果轨用以接收不同来源的信号，经过合并、混合、调整的声音可以重新路由回系统供乐手、现场供扩声、录音或电视转播更多的需求方调用。
10.根据权利要求9所述的一种基于网络的矩阵分布式音频系统，其特征在于：所述效果与混音服务器可以使用自带触摸屏、自带控制器、外接调音台式控制台、网络平板应用程序以及网络中运行Daw的音频工作站多重方式进行控制和联动操作，且通过网络平板应用程序无线访问的形式，可以方便录音师在观众席中穿行，切身感受到不同区域的观众的听音感受，以便及时做出调整。
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