一种基于屏幕录制的音频录制系统及方法
【专利摘要】本发明公开一种基于屏幕录制的音频录制系统及方法，属于计算机多媒体【技术领域】，所述音频录制系统包括扬声器数据截获模块、麦克风数据采集模块、采样率转换模块、声学回声消除模块、混音模块和音频编码模块，先分别对扬声器数据截获模块截获到的音频信号进行采样率转换，对麦克风数据采集模块采集到的音频信号进行声学回声消除，然后再对这两路声音做混音后生成录制音频。这样处理具有的有益效果是：不需要对音频进行后期编辑制作，直接能生成含计算机内外(应用软件播放音和外部环境音)部的音频的录制。
【专利说明】一种基于屏幕录制的音频录制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于屏幕录制的音频录制系统及方法，属于计算机多媒体技术领 域，具体地说涉及到音频数字信号处理技术。
【背景技术】
[0002] 计算机屏幕录制（Screencasting)是一个新兴的技术，常常被用到教育、监控领 域，它能有效地演示用户在计算机上的操作动作或者是计算机上应用软件的运行情况。随 着智能设备的普及这一技术也渗透到笔记本、平板电脑、上网本、和智能手机等屏幕的录 制。计算机屏幕的录制主要将屏幕图像编制成视频流，同时能加入同步的音频流。音频既 可以是用户的语音、背景环境声音，也可以是计算机上的应用软件的播放音。传统的录屏 软件在音频解决方案上采用麦克风录音，同时录制计算机内部播放的声音和计算机外部的 声音，如图1所示。也有某些录屏软件采用以下两种模式：一、录制计算机外部的声音；二、 录制计算机上的应用软件的声音，在两这个模式间用户可以通过开关自由切换使用，如图2 所示。上述两种录屏方式主要存在以下缺陷：
[0003] 传统的录屏软件里计算机应用软件的播放音可以同时被开启的麦克风捕捉而录 制，但这个方式会导致软件播放音的声音质量的下降，因此通常录制播放音需要采用计算 机操作系统提供的截获扬声器数据的接口函数来录制。而只有在录制计算机外部声音时才 采用开启麦克风的方式。所以某些录屏软件的音频录制要么是开启麦克风的方式录制，要 么不需要开启麦克风来录制。
[0004] 有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种基于屏幕录制的音频录制系 统及方法，本案由此产生。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种基于屏幕录制的音频录制方法及方法，具有录制音效质 量高，以及能自然地实时地同时录制计算机播放音和外部环境音。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
[0007] -种基于屏幕录制的音频录制系统，包括如下模块：
[0008] 扬声器数据截获模块：截获设备扬声器播放的音频数据；
[0009] 麦克风数据采集模块：采集设备麦克风获得的音频数据；
[0010] 采样率转换模块：对扬声器数据截获模块截获到的音频信号进行采样率转换； [0011] 声学回声消除模块：对麦克风数据采集模块采集到的音频信号进行声学回声消 除；
[0012] 混音模块：对经过米样率转换的扬声器音频信号和经过声学回声消除后的麦克风 音频信号进行混音；
[0013] 音频编码模块：将经过混音模块混音后的音频数据进行编码，生成录制的音频码 流。
[0014] 采用上述基于屏幕录制的音频录制系统的录制方法，包括如下步骤：
[0015] 1)首先，通过扬声器数据截获模块截获设备扬声器播放的音频数据，同时，通过麦 克风数据采集模块采集得到设备麦克风获得的音频数据；
[0016] 2)通过采样率转换模块对扬声器数据截获模块截获到的音频信号进行采样率转 换，得到与麦克风数据采集模块的采样率一致的扬声器音频信号；
[0017] 3)通过声学回声消除模块对麦克风数据采集模块采集到的音频信号进行声学回 声消除，得到无回声的麦克风音频信号；
[0018] 4)通过混音模块将步骤2)得到的扬声器音频信号和步骤3)得到的麦克风音频信 号进行混音，得到混音后的音频数据；
[0019] 5)通过音频编码模块对经过混音模块混音后的音频数据进行编码，生成录制的音 频码流。
[0020] 作为优选，上述步骤2)所述的采样率转换具体为：
[0021] 设扬声器的米样率为Fspk，麦克风的米样率为Fmi。，
[0022] 当
【权利要求】
1. 一种基于屏幕录制的音频录制系统，其特征在于包括如下模块： 扬声器数据截获模块：截获设备扬声器播放的音频数据； 麦克风数据采集模块：采集设备麦克风获得的音频数据； 采样率转换模块：对扬声器数据截获模块截获到的音频信号进行采样率转换； 声学回声消除模块：对麦克风数据采集模块采集到的音频信号进行声学回声消除； 混音模块：对经过采样率转换的扬声器音频信号和经过声学回声消除后的麦克风音频 信号进行混音； 音频编码模块：将经过混音模块混音后的音频数据进行编码，生成录制的音频码流。
2. -种基于屏幕录制的音频录制系统的录制方法，其特征在于包括如下步骤： 1) 首先，通过扬声器数据截获模块截获设备扬声器播放的音频数据，同时，通过麦克风 数据采集模块采集得到设备麦克风获得的音频数据； 2) 通过采样率转换模块对扬声器数据截获模块截获到的音频信号进行采样率转换，得 到与麦克风数据采集模块的采样率一致的扬声器音频信号； 3) 通过声学回声消除模块对麦克风数据采集模块采集到的音频信号进行声学回声消 除，得到无回声的麦克风音频信号； 4) 通过混音模块将步骤2)得到的扬声器音频信号和步骤3)得到的麦克风音频信号进 行混音，得到混音后的音频数据； 5) 通过音频编码模块对经过混音模块混音后的音频数据进行编码，生成录制的音频码 流。
3. 如权利要求2所述的一种基于屏幕录制的音频录制系统的录制方法，其特征在于： 上述步骤2)所述的采样率转换具体为： 设扬声器的米样率为Fspk，麦克风的米样率为Fmi。，
当 时，对扬声器音频信号进行线性插值，得到与麦克风一致的采样率； 当 时，先对扬声器音频信号进行低通滤波，将其带宽变窄，即消减扬声器音频 信号介于
|频段的部分信号。
4. 如权利要求2所述的一种基于屏幕录制的音频录制系统的录制方法，其特征在于： 上述步骤3)所述的声学回声消除具体为： 先通过NLMS滤波器{ai，a2,......，an}估计回声信号值，然后使用该估计值去和麦克 风信号做差，从而减去回声，达到回声消除的目的。回声信号估计的精度和稳定性取决于滤 波器系数{%，a2,......，an}更新的自适应程度。NLMS滤波器更新机制如下 ：
(1) 其中 e,· = mic^-Si (2) 且
是第i个估计的回声信号，h第i个回声信号估计的滤波器更新步长 系数。公式（1)表示估计第i+1个回声的滤波器的系数更新，公式（2)表示回声消除的残 差ei，用于下一次滤波器的更新。
5.如权利要求2所述的一种基于屏幕录制的音频录制系统的录制方法，其特征在于： 上述步骤4)两路音频混音采用如下公式：
式（3)中Sl(i)是经过采样率转换后的扬声器音频信号，s2(i)是经过回声消除后的麦 克风音频信号，i是音频样本序号，-32768和32767是目前16位声卡设备的动态范围的上 下峰值。
【文档编号】G11C7/16GK104159177SQ201410337371
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月16日 优先权日:2014年7月16日
【发明者】陆成刚, 俞珊珊, 黄蒙, 洪榛, 杜焕强, 田茂利 申请人:浙江航天长峰科技发展有限公司