基于音频处理器调音适配声场均匀度的方法与流程

1.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调音适配声场均匀度的方法。


背景技术：

2.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、反馈抑制等复杂的音频算法以及丰富的输入输出硬件接口。 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，会存在环境声场均匀度不一致的情况。为解决上述问题，中国cn113747336a专利公开一种基于音频处理器调音适配声场的方法，能够自动调节出适合声场的硬件增益和算法参数等，一定程度上解决了上述问题，但仍未能达到一致性更好的输出效果。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术中的问题，而提供一种基于音频处理器调音适配声场均匀度的方法，通过本发明的方法能使得调试结果都是根据音频算法得出，最终结果的一致性较强。
4.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均匀度的方法，调音启动后，通过程序自动控制实现，直到调音结束，包括以下步骤；s1.音频处理器控制所有扬声器播放白噪声由麦克风采集信号，根据每一路麦克风通道的采集信号的振幅大小判断是否接入麦克风、接入的麦克风类型，给不同的麦克风设置不同的硬件增益；s2.音频处理器根据输出通道序号，使每一路输出通道逐次播放预定频率的正弦信号，用所有接入的麦克风采集信号，根据所有接入的麦克风采集信号的最大振幅和谐波失真率，确定每一路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的基础上，音频处理器使每一路接入扬声器的通道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，与扬声器增益初步调试阈值进行对比，得出实际采集振幅跟扬声器增益初步调试阈值的差值，使用该差值逐次调整对应的扬声器的硬件增益；s4.音频处理器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采集所采集的信号振幅，与扬声器增益整体调试阈值进行对比，重新调整所有扬声器的硬件增益；s5.音频处理器设置每一路接入扬声器的输出通道的反相配置，形成多个扬声器输出通道的反相配置组；通过所有扬声器同时播放粉红噪声由所有麦克风采集，记录所采集信号的总体振幅以及当前反相配置组，逐步修改输出通道的反相配置，形成多个反相配置组，记录不同反相配置组的麦克风采集信号的总体振幅，根据所有记录麦克风采集信号
总体振幅的大小，得出总体振幅最小的组合，并把对应的反相配置设置到音频处理器；s6.进入麦克风增益复检程序，控制所有扬声器同时播放白噪声，根据每一个麦克风采集信号的幅度对比麦克风复检阈值，对应调整麦克风增益；s7.进入扬声器反相复检程序，重复进行s5步骤，重新得出反相配置组，获得最终的反相配置组。
5.其中，当扬声器数量等于1时，不进行反相操作；当扬声器数量大于1时，从第二个扬声器开始逐步进行反相设置，形成多个反相配置组， 每个反相配置组播放粉红噪声由麦克风采集。
6.其中，所述的给不同的麦克风设置不同的硬件增益为音频处理器内部的增益。
7.其中，根据每一路麦克风通道的采集信号的振幅大小判断是否接入麦克风、接入的麦克风类型，包括：将每一路的麦克风所采集的信号振幅跟所有麦克风检测阈值对比，若该信号振幅大于所有麦克风检测阈值，说明接入麦克风，否则无麦克风或扬声器，调音失败；若信号振幅大于远场麦克风检测阈值，则判断通道接入远场拾音麦，若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接入手持麦克风。
8.其中，所述的根据所有接入的麦克风采集信号的最大振幅和谐波失真率，确定每一路输出通道是否接入扬声器，包括：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。
9.其中，所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。
10.其中，所述音频处理器配置有一键调音键，按下所述的一键调音键，所述音频处理器内部调音程序启动，直接进入调音程序。
11.本发明基于音频处理器调音适配声场均匀度的方法，根据所处环境的声场均匀度，调节音频处理器输出信号的相位后，能使麦克风所采集到的扬声器播放信号的音量达到最小，能有效提升音频处理器在远程互动应用中的回声消除效果和本地扩声应用中的反馈抑制效果。
附图说明
12.图1是本发明的音频处理器与麦克风、扬声器调音系统架构示意图。
13.图2为本发明的麦克风与扬声器在声场中布置以及信号传输示意图。
14.图3为本发明的基于音频处理器调音适配声场均匀度的方法的流程图。
具体实施方式
15.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。
16.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。本发明实施例的音频处理器，具有多路麦克风接入通道以及多路扬声器接入通道，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，参见图1所示，该图1示出了音频
处理器具有多路接口，包括输入接口及输出接口，如各1-8路，以方便接入相应的麦克风或扬声器，调音时，通过扬声器播放测试信号，由麦克风采集。
17.图2为本发明实施例的麦克风、扬声器的空间位置示意图，扬声器、麦克风置于一个空间的的不同位置，如四个扬声器布置于教室中的位置是，两个间隔开布置教室的后端，另外两个布置中间两侧，麦克风布置于们于教室的前端的讲话人的前方为两侧，学生位于麦克风，扬声器包围的声场环境中，其为典型的教室布置环境，所述音频处理配置有一个一键调音键；在需要调音时，按下所述的一键调音键，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。
18.按下所述的一键调音键，启动调音程序调音时，本发明是由音频处理器逐步设置反相组合并控制扬声器播放粉红噪声，由麦克风采集信号，形成闭环系统；在一键调音调整输入输出增益的基础上，通过逐步设置反相组合，初步获得适合当前声场均匀度的反相配置，在细调输入输出增益后，再逐步设置反相组合，获得最终的反相配置。
19.本发明实施例的基于音频处理器调音适配声场均匀度的方法，参考图3所示，该图3示出了本发明实施例基于音频处理器调音适配声场均匀度的方法的流程，在音频处理器的调音程序启动后，包括以下步骤: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；具体的，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。
20.其中，判断是否接入麦克风、接入的麦克风类型采用以下方法实现：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。
21.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1500hz，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。
22.具体的，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。
23.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。
24.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。
25.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.音频处理器会逐步修改扬声器输出反相，形成多个输出通道的反相组合，再通过所有扬声器播放粉红噪声由所有麦克风采集，根据所有麦克风采集的振幅大小，得出振幅最小的组合，并设置所得出的反相组合。
26.其中，扬声器数量为1时不会进行反相操作；当扬声器数量大于1时，从第二个扬声器开始逐步进行反相设置，形成多个反相配置组，每个反相配置组播放粉红噪声由麦克风采集。以4个扬声器为例，会形成8种反相配置组：正正正正，正正正反，正正反正，正反正正，正正反反，正反正反，正反反正，正反反反，每种组合都会播放粉红噪声由麦克风采集。
27.其中，所述反相是物理中对波的相位进行180度的反转，正表示未进行反转，理论环境下，一正一反的两个扬声器在中心点会相互抵消至0，实际中不会抵消至0，同时房间的每个位置抵消之后的音量有较大差异。
28.本发明中是指使麦克风位置上的抵消程度达到最大，即根据所处环境的声场均匀度调节音频处理器输出信号的相位后，使麦克风所采集到的扬声器播放信号的音量达到最小，从而能有效的提升音频处理器在远程互动应用中的回声消除效果和本地扩声应用中的反馈抑制效果。
29.s6.完成上述步骤的基础上，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，请参见步骤s1。
30.s7.进入复检反相设置程序，即重新执行s5步骤，得出并设置最终的反相组合参数。
31.本发明实施例中，在所述音频处理器上设置所述的一键调音键，方便进行调音操作。
32.本发明自动化进行，可以简化调试步骤，减少时间成本；本发明由于由程序自动进行调节，因此可使调试效果比较稳定，不同空间最终的效果一致。
33.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。