一种音频处理装置的制作方法

1.本技术涉及音频处理技术领域，特别是涉及一种音频处理装置。


背景技术：

2.随着数字信息的发展，很多教育领域，例如学校开始进行数字化改造。在智慧黑板产品方向，通过大尺寸的显示器构成智慧黑板，通过智慧大屏实现教学内容。
3.目前，大屏产品的扩声功能可以基于处理器内置的方法进行扩声，这种方法的语音延时较高，还会使语音产生一定的失真，或者在大屏产品外置相关模块进行扩声功能，这种方法会增加系统的设计复杂度的同时增加成本。有鉴于此，如何在降低音频处理装置中扩声系统的设计复杂度的同时降低扩声带来的语音延时和失真成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术主要解决的技术问题是提供一种音频处理装置，能够在降低音频处理装置中扩声系统的设计复杂度的同时降低扩声带来的语音延时和失真。
5.为了解决上述问题，本技术第一方面提供了一种音频处理装置，包括主控电路、音频编解码模组，主控电路包括数据端；音频编解码模组包括音频总线电路，顺序连接的音频输入电路、音量调节电路和模数转换电路，及顺序连接的数模转换电路、混音电路和音频输出电路，且音频总线电路的外接端与数据端连接；其中，音量调节电路的输出端还与混音电路的输入端连接，且数模转换电路的输入端还与音频总线电路的输出端连接。
6.因此，音频处理装置包括主控电路、音频编解码模组，且主控电路包括数据端，音频编解码模组包括音频总线电路，顺序连接的音频输入电路、音量调节电路和模数转换电路，及顺序连接的数模转换电路、混音电路和音频输出电路，且音频总线电路的外接端与数据端连接，其中音量调节电路的输出端还与混音电路的输入端连接，且数模转换电路的输入端还与音频总线电路的输出端连接，即通过音频处理装置内部的音频编解码模组即可实现扩声等功能，故无需依赖于处理器的内部处理，也能够在音频处理装置设置于大屏产品等显示设备内时，可免于再在显示设备外部布置音量调节模块、硬件混音模块等额外器件，从而直接通过音频处理装置内部的音频编解码电路实现音频编解码、音量调节，以及扩声后的音频与主处理器输出的音频进行混音等功能，进而能够在降低音频处理装置中扩声系统的设计复杂度的同时降低扩声带来的语音延时和失真。
7.其中，模数转换电路的输出端还与音频总线电路的输入端连接。
8.因此，从音频总线电路获取模数转换线路所输出的音频，能够有利于实现对输出音频的语音识别等处理。
9.其中，音频处理装置包括作为第一编解码模组的音频编解码模组，所述音频处理装置还包括：扬声电路；音频功放电路，音频功放电路的输入端与第一编解码模组中音频输出电路的输出端连接，音频功放电路的输出端与扬声电路连接；拾音电路，用于采集音频，拾音电路的输入端与音频功放电路的输出端连接，且拾音电路的输出端与主控电路的接口
端连接。
10.因此，通过第一编解码模组的输出端和音频功放电路的输入端连接，并通过音频功放电路的输出端和扬声电路的输入端连接，能够使音频处理装置实现扩声功能，通过音频功放电路的输出端和拾音电路的输入端连接，拾音电路的输出端和主控电路的接口端连接，能够把扬声电路输出的声音消除掉，让麦克风只拾取真正采集到的音频信号，故能在实现扩声功能的场景下消除回声对扩声结果造成的影响，从而能够有利于解决扩声语音失真的问题。
11.其中，音频处理装置还包括耳机功放电路，且第一编解码模组中音频输出电路的输出端还与耳机功放电路连接。
12.因此，第一编解码模组的输出端与耳机功放电路的输入端连接，故能使音频处理装置实现耳放功能。
13.其中，音频处理装置还包括立体声接口电路，立体声接口电路与第一编解码电路中音频输入电路的输入端连接。
14.因此，立体声接口电路和第一编解码电路中音频输入电路的输入端连接，故能与外置音源连接，传输立体声模拟信号，从而实现音频处理的功能。
15.其中，音频处理装置包括多个音频编解码模组，主控电路包括多个数据端，多个音频编解码模组分别与不同数据端连接。
16.因此，主控电路的多个数据端可以与多个音频编解码模组分别连接，故能在实现扩声功能的场景下使音频处理装置实现更多相关功能。
17.其中，音频处理装置还包括：开关电路、与开关电路的输入端连接的若干音源接口电路、以及输出接口电路，且若干音源接口电路分别用于插接音源；音频处理装置还包括作为第二编解码模组的音频编解码模组，第二编解码模组中音频输入电路的输入端与开关电路的输出端连接，第二编解码模组中音频输出电路的输出端与输出接口电路连接。
18.因此，若干音源接口电路和开关电路的输入端连接，开关电路的输出端和第二编解码模块中音频输入电路的输入端连接，第二编解码模块中音频输出电路的输出端和输出接口电路连接，故能通过第二编解码模块与其他音频输入设备连接，使音频处理装置中来自其他设备的音频输入通过音频编解码模块进行处理，从而降低扩声带来的延时和失真。
19.其中，主控电路还包括控制端，音频编解码模组还包括受控端，且控制端与受控端连接，以控制音频编解码模组中音量调节电路、混音电路中至少一者。
20.因此，主控电路的控制端和音频编解码模组的受控端连接，通过主控电路的控制端对音频编解码模组中的音量调节电路、混音电路等进行控制，故能省去外部的音量调节模块、硬件混音模块，降低系统的设计复杂度，也可以节省成本。
21.其中，音频处理装置还包括ops模组，ops模组的音视频端与主控电路的音视频端连接。
22.因此，通过ops模组的音视频端与主控电路的音视频端连接，故能使音频处理装置通过ops模块运行除核心处理器运行的操作系统之外的操作系统。
23.为了解决上述问题，本技术第二方面提供了一种显示设备，包括显示电路以及上述第一方面中的音频处理装置，且显示电路与音频处理装置中的主控电路连接。
附图说明
24.图1是本技术音频处理装置一实施例的结构示意图；
25.图2是本技术音频处理装置扩声功能一实施例的结构示意图；
26.图3是本技术音频编解码模组另一实施例的结构示意图；
27.图4是本技术音频处理装置混音功能一实施例的结构示意图；
28.图5是本技术音频处理装置另一实施例的结构示意图；
29.图6是本技术显示设备一实施例的框架示意图。
具体实施方式
30.下面结合说明书附图，对本技术实施例的方案进行详细说明。显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
31.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术。
32.本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。
33.现有的大屏产品(如，智慧黑板、会议电视等)，大部分是没有扩声功能，或者有扩声功能，也是基于处理器内置的方法进行扩声，这种方法具体是将外置的麦克风声音信号输入到大屏的主处理器内部，在内部进行处理后，然后输出，这种方式会让输出的语音产生较高的延时并且存在失真，语音的延时和失真会对如在教育领域所使用的智慧黑板产生较大的影响。或者在大屏产品外置相关模块进行扩声功能，这种方法会增加系统的设计复杂度和生产的复杂性，同时，也会增加成本。
34.本技术提供一种音频处理装置10，以实现在降低音频处理装置10中扩声系统的设计复杂度的同时降低扩声带来的语音延时和失真。具体结合附图和实施例对本技术进行详细的说明。此外，需要说明的是，本技术公开实施例中音频处理装置10具体可以内置于诸如上述大屏产品等显示设备，即本技术公开实施例中音频处理装置10还可以与显示电路(如，液晶显示电路等)进行耦接，以构成显示设备，从而该显示设备自身既具备显示功能，又具备扩声功能和混声功能。
35.请参阅图1，图1是本技术音频处理装置10一实施例的结构示意图。音频处理装置10包括：主控电路100、音频编解码模组200。其中主控电路100包括数据端11；音频编解码模组200包括音频总线电路207，顺序连接的音频输入电路201、音量调节电路202和模数转换电路203，及顺序连接的数模转换电路204、混音电路205和音频输出电路206，且音频总线电路207的外接端21与数据端11连接；其中，音量调节电路202的输出端还与混音电路205的输入端连接，且数模转换电路204的输入端还与音频总线电路207的输出端连接。需要说明的是，主控电路100在音频处理装置10中作为主控制器，协调音频处理装置10各个元件/模组，并在音频处理装置10具备操作系统(如，android等)的情况下，主控电路100还可以作为运
行操作系统的处理器。此外，音频编解码模组200用于对音频信号进行编/解码、音量调节、混音等处理，并与主控电路100电连接，以协同处理来自主控电路100的音频信号(如，android等操作系统的系统音频等，或者与主控电路100电连接的其他元件所产生/采集/接收的音频信号)。此外，音频总线电路207用于在各元件/模组之间传输音频信号，音频总线电路207所采用的总线协议可以额包括但不限于i2s等，在此不做限定。此外，音频输入电路201用于接收音频信号，当然还可以对音频信号做进一步的预处理(如，降噪等)。此外，音量调节电路202用于调节音频输入电路201所输出音频信号的音量值，如可以调高音量值、调低音量值或维持当前音量值不变，在此不做限定。此外，混音电路205用于将音量调节电路202所输出的音频信号(如，经音量调节后的立体人声信号)与音频总线电路207输出且经数模转换电路204转换后的模拟信号(如，前述操作系统所播放数字音频经数模转换后的模拟信号)进行混合。上述方式，通过音频处理装置10内部的音频编解码模组200即可实现扩声等功能，故无需依赖于处理器的内部处理，也能够在音频处理装置10设置于大屏产品等显示设备内时，可免于再在显示设备外部布置音量调节模块、硬件混音模块等额外器件，从而直接通过音频处理装置内部的音频编解码电路实现音频编解码、音量调节，以及扩声后的音频与主处理器输出的音频进行混音等功能，进而能够在降低音频处理装置中扩声系统的设计复杂度的同时降低扩声带来的语音延时和失真。
36.请参阅图2，图2是本技术音频处理装置10扩声功能一实施例的结构示意图。如图2所示，音频编解码模组200中的音频输入电路201可以用于采集通过立体声接口电路410获得的外置音频源声音信号，立体声接口电路410可以与外置音源连接，例如麦克风、声卡等，通过r-p端、r-n端、l-p端、l-n端获取立体声模拟信号，其中，r-p端与r-n端组成右声道差分对信号，l-p端与l-n端组成左声道差分对信号。通过音频输入电路201将外置音频源声音信号做预处理，例如去噪、声音增强等，可以对语音数据进行前置处理优化。上述方式，通过立体声接口电路410获取外置音视频源立体声声音信号，通过端口组成声道获取差分对信号，并通过音频输入电路201采集外置音频源声音信号，对声音信号进行预处理，从而减少声音信号的自耦合噪声，获得较为平稳的音频信号。
37.在一个实施场景中，将预处理后的音频信号输入音频编解码模组200中的音量调节电路202，具体地，音量调节电路202可以是半导体集成电路，例如数字电位器等，数字电位器可以采用数控方式调节电阻值，例如通过按键或者遥控器来调节音量大小。将音量调节电路202中调节音量后的音频信号输入音频编解码模组200中的模数转换电路203，通过模数转换电路203将输入的连续的模拟信号转换为离散的数字信号。上述方式，通过音频编解码模组200中的音量调节电路202中实现音频信号音量的调节，无需另外设计外置的音量调节模块，故此降低了音频处理装置10的设计复杂度和生产成本。
38.在一个实施场景中，主控电路100中存在内置的音频信号，具体地，可以是大屏设备中windows系统、安卓系统需要播放的歌曲等。通过将音频编解码模组200中的音频总线电路207中的外接端21与主控电路100的数据端11连接，再将音频总线电路207的输出端与音频编解码模组200中的数模转换电路204的输入端连接，将主控电路100中离散的数字信号转换为连续的模拟信号，再将音频编解码模组200中音量调节电路202输出的模拟信号和数模转换电路204中输出的模拟信号一同输入到音频编解码模组200中的混音电路205进行混音，将混音后的音频信号输入音频编解码模组200的音频输出电路206实现音频信号的音
量调节和混音。上述方式，通过将主控电路100中内置的音频信号在音频编解码模组200中转换为模拟信号并与经过预处理和调节音量后的外置音频信号进行混音，故此，在不需要外置音量调节模块和混音模块的场景中实现了音量调节和混音功能，降低了音频处理装置10的设计复杂度和生产成本，同时，只需通过音频编解码电路中的集成电路实现外置音频的音量调节、外置音频和内置音频的混音，可以降低音频处理后的延时和失真问题。
39.请参阅图3，图3是本技术音频编解码模组另一实施例的结构示意图。包括：音频总线电路207，顺序连接的音频输入电路201、音量调节电路202和模数转换电路203，及顺序连接的数模转换电路204、混音电路205和音频输出电路206，音量调节电路202的输出端还与混音电路205的输入端连接，数模转换电路204的输入端与音频总线电路207的输出端连接，且模数转换电路203的输出端还与音频总线电路207的输入端连接。
40.在另一个实施场景中，音频编解码模组200中的模数转换电路203的输出端还可以与音频总线电路207的输入端连接，将经过模数转换电路203处理为数字信号的外置音频信号通过音频总线电路207输入主控电路100，通过主控电路100对外置音频信号进行处理，具体地，可以是对外置音频信号进行语音识别、添加字幕等操作。上述方式，可以通过音频编解码模组200将输入的外置音源信号处理为数字信号，处理后的数字信号可以通过主控电路100进行更多操作处理，故此增加音频处理装置10的功能，更加适应在现实生活中的应用需求。
41.可以理解的是，在不同的实施例中，音频编解码模组200还可以集成于同一芯片(如，可编程芯片等)，通过此芯片实现音频编解码、扩声音频的音量调节、扩声音频与主处理器输出的音频进行混音等功能，通过此芯片，就可以省去外部的音量调节模块、混音模块，使得系统更加简单，设计更加方便，也可以节省成本。具体集成形式在本技术中不做限定。
42.在一个实施场景中，将音频编解码模组200中的音频输出电路206中经过混音后的音频信号输入音频功放电路420，通过音频功放电路420实现音频信号的放大，再将放大后的音频信号输入扬声电路440中，实现音频处理装置10的扩声功能。具体地，扬声器电路可以有两个喇叭，分别输出左声道音频和右声道音频，构成立体声声道。上述方式，可以通过音频功放电路420实现混音后的音频信号的放大，并通过扬声电路440实现扩声功能，故此，可以在实现扩声功能的场景下降低音频处理后的延时和失真问题。
43.在另一个实施场景中，音频编解码模组200中输出的音频信号还可以输入耳机功放电路430。上述方式，可以通过耳机功放电路430使音频处理装置10实现耳放功能，增加音频处理装置10的功能，更加适应在现实生活中的应用需求。
44.在一个实施场景中，将音频功放电路420输出的音频信号输入拾音电路450，再将拾音电路450的输出端与主控电路100的接口端13连接，具体地，主控电路100的接口端13可以是usb(universal serial bus，通用串行总线接口)，拾音电路450可以具有麦克风阵列模块，通过麦克风阵列模块的降噪功能拾取通过扬声电路440输出的声音信号，同时将音频功放电路420输出的音频信号作为拾音电路450的输入信号，将两者通过接口端13输入到主控电路100进行处理，通过拾取到的声音信号对音频功放电路420输出的音频信号做回声消除操作。上述方式，通过拾音电路450对外界声音的拾取和音频功放电路420输出的音频信号的采集，将二者输入主控电路100中进行处理，故此可以消除扬声喇叭所带来的回声影
响，可以在实现扩声功能的场景下降低音频处理后的失真问题。
45.请参阅图4，图4是本技术音频处理装置10混音功能一实施例的结构示意图。如图4所示，音频编解码模组200中音频输入电路201的输入端与开关电路320的输出端连接，音频编解码模组200中音频输出电路206的输出端与输出接口电路330连接，音频编解码模组200中的音频总线电路207的外接端21与主控电路100的数据端11连接，开关电路320的输入端连接若干音源接口电路310，其中，若干音源接口电路310分别用于插接音源。通过音源接口电路310可以采集若干其他设备的音频信号，例如笔记本电脑的音频信号，具体地，存在两个音源接口电路310，可以采集audioin和av-audioin两个音源接口信号，通过开关电路320实现audioin和av-audioin的切换，通过输出接口电路330将混音处理后的音频信号输出到其他设备，例如机顶盒等。上述方式，通过采集若干其他设备的音频信号并通过开关电路320进行音频信号的切换选择，通过音频编解码模组200实现音量调节功能，并将模拟信号处理成数字信号，将处理后的数字信号输入到主控电路100，实现语音识别、添加字幕等操作，通过音频编解码模组200接收主控电路100内置的音频信号，实现其他设备的音频信号和主控电路100音频信号的混音处理，故此，增加音频处理装置10的功能，更加适应在现实生活中的应用需求。
46.在一个具体的实施场景中，可以理解的是，主控电路100包括多个数据端11，且音频处理装置10也可以包括多个音频编解码模组200，多个音频编解码模组200可以分别与主控电路100的不同数据端11连接。
47.在一个实施场景中，主控电路100还包括控制端12，音频编解码模组200还包括受控端22，且主控电路100的控制端12与音频编解码模组200的受控端22连接，以控制音频编解码模组200中音量调节电路202、混音电路205中至少一者。上述方式，通过主控电路100的控制端12与音频编解码模组200的受控端22连接，能够实现通过主控电路100对音量调节和混音操作的控制，增加音频处理装置10的功能，更加适应在现实生活中的应用需求，并且无需外部的音量调节模块、硬件混音模块，故能够降低系统的设计复杂度，也可以节省成本。
48.在一个具体的实施场景中，可以理解的是，主控电路100包括多个控制端12，多个音频编解码模组200分别与主控电路100的不同控制端12连接。
49.在一个实施场景中，音频处理装置10中还包括ops(open pluggable specification，计算模块插件)模组500，ops格式的计算模块可在基于intel和arm(random access memory)的cpu(central processing unit，中央处理器)上运行，运行的操作系统包括microsoft windows和google android，将ops模组500的音视频端51与主控电路100的音视频端14连接，具体地，音视频端51可以是hdmi(high definition multimedia interface，高清多媒体接口)，可以发送未压缩的音频信号。hdmi可用于机顶盒、dvd播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字音响与电视机等设备。上述方式，能够通过在音频处理装置10中增加ops模组500，简单快速地更换计算模块，从而减少停机时间和维护成本。
50.请参阅图5，图5是本技术音频处理装置10另一实施例的结构示意图。包括：主控电路100、若干音频编解码模组200、立体声接口电路410、扬声电路440、音频功放电路420、拾音电路450、耳机功放电路430、开关电路320、音源接口电路310、输出接口电路330、ops模组500。以音频处理装置10包括多个音频编解码模组200为例，为了区分不同音频编解码模组
200，可以将其中一个音频编解码模组200称之为第一编解码模组，将另一个音频编解码模组200称之为第二编解码模组。需要说明的是，虽然上述两个音频编解码模组200采用不同名称，但不同名称并不代表两者内部电路结构不同，仅用于在命名上区分之用，且由于第一编解码模组和第二编解码模组均表示音频编解码模组200，故后续第一编码模组和第二编解码模组均采用相同编号。此外，拾音电路450用于采集音频。示例性地，拾音电路450可以采集音频处理装置10所处环境的音频信号，也可以采集音频处理装置10自身的音频信号，在此不做限定。
51.其中，主控电路100包括多个数据端11、接口端13、控制端12和音视频端14，音频编解码模组200包括音频总线电路207、受控端22，ops模组500包括音视频端51，立体声接口电路410、第一编解码模组200、音频功放电路420、扬声电路440顺序连接，且第一编解码模组200与耳机功放电路430顺序连接，音频功放电路420与拾音电路450顺序连接，且拾音电路450的输出端与主控电路100的接口端13连接，第一编解码模组200中的音频总线电路207的外接端21与主控电路100的数据端11连接，且第一编解码模组中的受控端22与主控电路100的控制端12连接，音源接口电路310、开关电路320、第二编解码模组、输出接口电路330顺序连接，且第二编解码模组200中的音频总线电路207的外接端21与主控电路100的数据端11连接，第二编解码模组200中的受控端22与主控电路100的控制端12连接，ops模组500的音视频端51与主控电路100的音视频端14连接。上述方式，可以通过若干音频编解码模组200实现在降低音频处理装置10中扩声系统的设计复杂度的同时降低扩声带来的语音延时和失真，并实现外置音频和内置音频的混音，在混音的过程中也可以实现音量的调节。
52.请参阅图6，图6是本技术显示设备60一实施例的框架示意图。如图6所示，显示设备60中包括显示电路601和音频处理装置10，显示电路601和音频处理装置10中的主控电路100连接，以实现在显示设备60中对音频进行处理的功能。具体地，显示设备60可以包括但不限于：智慧大屏、电视机、会议屏等。此外，需要说明的是，为了便于体现显示电路601的连接结构，图6仅示意性地描绘了音频处理装置10中主控电路100与显示电路601连接，并未详细描绘音频处理装置10的电路结构，音频处理装置10的电路结构，具体可以结合参阅附图1至附图5，以及前述音频处理装置10的公开实施例，在此不再赘述。上述方式，通过将显示电路601与音频处理装置10的主控电路100连接，在显示设备中实现音频的处理，通过集成电路可以实现在降低音频处理装置10中扩声系统的设计复杂度的同时降低扩声带来的语音延时和失真。
53.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，电路或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
54.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
55.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
56.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。