专利名称：消除回声的处理方法、系统及数字麦克风的制作方法
技术领域：
本发明涉及多媒体通信领域，具体而言，尤其涉及一种消除回声的处理方法、系统及数字麦克风。
背景技术：
会议电视系统用于召开远程、多点、实时视频会议，实现多点的视频和声音进行实时传输与交互，主要由终端和多点控制单元(Multipoint Control Unit，简称为MCU)组成。 在一个会议电视系统中，通常由多个终端集中连接到一个MCU上，组成星型拓扑结构网络。 终端是用户端设备，配有喇叭/TV、摄像头、麦克风等多媒体部件;MCU是系统端设备，集中对各终端的多媒体信息进行交换和处理。这里特别说明一下“麦克风”，麦克风在此从信号输出类型上分为两种模拟麦克风与数字麦克风。所谓数字麦克风指的是麦克风输出信号是数字化的，数字化接口也有很多种，本专利仅针对以太网接口输出的数字麦克风。数字麦克风这个概念区别于传统的模拟麦克风，传统的模拟麦克风由模拟接口(譬如卡龙头)传输模拟信号直接输出到其他设备例如会议电视终端上。
图1是根据相关现有技术的会议电视系统多终端音频通信的结构示意图。如图1 所示，图ι中系统由四个终端连接到一个MCU上组成，从中可以看到音频通信的关键组成和过程。所有终端用户(图1中共计4个)听到终端1用户声音的过程，或者说终端1用户的音频传送到所有终端用户的过程是终端1用户的音频由麦克风采集并处理后输出到终端1上(终端可能有多麦克风输入，图中未画，因此也不涉及在终端混音的问题)，终端1将麦克风送过来音频信号编码后发送至MCU，MCU将收到的所有终端的编码音频信号先解码然后混音再编码最后广播到所有终端。对终端1而言，终端1称之为本端；对终端1而言， 终端2/3/4称之为远端，反之亦然。在以上会议电视系统中，本端进入麦克风的声音经过层层处理最后通过本端的“喇叭/TV”播放出来后，再次进入本端麦克风经过层层处理再次通过本端的“喇叭/TV”播放出来，此现象称之为“回声”，回声有以下三个特点第一，回声与声源相比有明显的延迟；第二，回声一般比声源的音量小(不考虑功放因素)；第三，回声的大小与声源的大小、传播路径以及周边环境有关系。根据“回声”的第三个特点，如果“喇叭/TV”播放出来的声音无法再次进入麦克风即阻断声音传播路径，那么“回声”的问题亦将不复存在，因此会议电视系统中“回声”问题只有在本端才会有，远端则没有，因为一般远端和本端相距比较远声源被隔断。有了 “回声”的概念，“回声抵消”的概念也就应运而生，回声抵消是根据“回声”的第一和第二个特点，将同一声源第二次输入麦克风的“回声”运用软件或硬件技术手段滤掉(具体软硬件手段在此不详述)。然而上述“回声抵消”的方法有一个非常重要条件，就是硬件或软件必须能正确识别同一声源二次输入麦克风的“回声”，这就要求“音频AD” (音频模数转换芯片) 与“音频DA”(音频数模转换芯片)是同步的。图2是根据相关现有技术的模拟麦克风的本端回声抵消的结构示意图。如附图2 所示，使用模拟麦克风的终端内部音频AD与音频DA使用同一时钟，这就保证了音频AD与音频DA是“天然”同步的。图3是根据相关现有技术的数字麦克风与终端非同步的结构示意图。如图3所示， 随着技术的进步和要求，模拟麦克风已经逐步被数字麦克风所取代，音频AD这一部分电路因为是数字麦克风不得不从终端电路板上移出并放到了数字麦克风的电路板上(从附图3 可以看出这一点)，从而导致音频AD电路与音频DA电路不得不使用完全分开且毫不相干的时钟，这两者是非同步的。另外，目前现有技术中实现数字麦克风电路板上的“音频AD”与终端电路板上的 “音频DA”的同步(简单的说就是实现数字麦克风与终端的同步)，必须使两者使用同一时钟或者使用同频率且同相的时钟。如果使用同一时钟，则必须在数字麦克风与终端之间增加一根时钟传输线，增加一根传输线还会带来很多问题以太网数字麦克风与终端之间使用以太网双绞线传输，以太网双绞线是由数对差分线拧在一起组成，虽然在使用百兆速率的情况下还有空余的线缆，但双绞线不适合做时钟线，同时还有可能带来电磁兼容方面的种种问题。如果在数字麦克风与终端之间的以太网接口之外再额外再增加一根线来传输时钟也会带来 种种问题，譬如线缆增多，连接不便，与设计以太网接口的数字麦克风的初衷就是为了使用一种通用的接口这个原则违背，同时也可能带来电磁兼容方面的种种问题。。针对上述现有技术的由于数字麦克风与终端所产生的“回声”无法抵消，会场就会出现啸叫、无限次回声甚至导致会议完全无法继续进行的问题，目前还没有有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种消除回声的处理方法、系统及数字麦克风，以解决现有技术的由于数字麦克风与终端所产生的“回声”无法抵消，会场就会出现啸叫、无限次回声甚至导致会议完全无法继续进行的问题。为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种消除回声的处理方法。根据本发明的消除回声的处理方法包括终端与数字麦克风通过以太网物理芯片建立双向通信，数字麦克风获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK ；终端根据主时钟CLK进行音频DA的转换，同时数字麦克风根据接收时钟RXCLK进行音频AD的转换。进一步地，终端与数字麦克风通过以太网物理芯片建立双向通信，数字麦克风获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK包括数字麦克风中的以太网物理芯片接收终端的以太网物理芯片发出的信号，终端的以太网物理芯片使用主时钟CLK;数字麦克风中的以太网物理芯片提取信号中的时钟信号，以获取接收时钟RXCLK。进一步地，终端根据主时钟CLK进行音频DA的转换，同时数字麦克风根据接收时钟RXCLK进行音频AD的转换包括第一分频芯片将终端的主时钟CLK进行分频，以获取第一时钟进行音频DA的转换；第二分频芯片将数字麦克风的接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟进行音频DA的转换；其中，第一时钟与第二时钟为相同的时钟源。进一步地，在第二分频芯片将数字麦克风的接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟进行音频DA的转换之后，方法还包括将对接收时钟RXCLK进行分频而获取到的第三时钟，通过数字麦克风的另一个以太网物理芯片传输给下一级数字麦克风；下一级数字麦克风根据第三时钟进行音频AD的转换。 进一步地，下一级数字麦克风根据第三时钟进行音频AD的转换包括下一级数字麦克风通过其上的第三分频芯片对第三时钟进行分频，以获取第四时钟和第五时钟；下一级数字麦克风通过第四时钟进行音频AD的转换，并将第五时钟通过其上的以太网物理芯片。为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种消除回声的处理系统。根据本发明的消除回声的处理系统包括终端，用于根据主时钟CLK进行音频DA 的转换；数字麦克风，用于通过以太网物理芯片与终端建立双向通信，以获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK，并根据接收时钟RXCLK进行音频AD的转换。进一步地，终端包括第一分频芯片，用于将终端的主时钟CLK进行分频，以获取第一时钟进行音频DA的转换。进一步地，数字麦克风包括第二分频芯片，用于将数字麦克风的接收时钟RXCLK 进行分频，以获取第二时钟进行音频DA的转换，其中，第一时钟与第二时钟为相同的时钟源。进一步地，数字麦克风通过第二分频芯片对接收时钟RXCLK进行分频，以获取到第三时钟，并通过数字麦克风的另一个以太网物理芯片将第三时钟传输给下一级数字麦克风。为了实现上述目的，根据本发明的再一方面，提供了一种数字麦克风。该数字麦克风包括通信模块，用于与终端建立双向通信，以获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK ；分频芯片，用于将接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟；音频AD转换模块，用于通过第二时钟进行音频AD的转换。通过本发明，采用终端与数字麦克风通过以太网物理芯片建立双向通信，数字麦克风获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK ；终端根据主时钟CLK进行音频 DA的转换，同时数字麦克风根据接收时钟RXCLK进行音频AD的转换，解决了现有技术的由于数字麦克风与终端所产生的“回声”无法抵消，会场就会出现啸叫、无限次回声甚至导致会议完全无法继续进行的问题，进而达到了数字麦克风与终端系统的回声抵消功能得以实现，保证了会场声音正常的效果。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据相关现有技术的会议电视系统多终端音频通信的结构示意图；图2是根据相关现有技术的模拟麦克风的本端回声抵消的结构示意图；图3是根据相关现有技术的数字麦克风与终端非同步的结构示意图；图4是根据本发明实施例的数字麦克风与终端同步以消除回声的处理系统的结构示意图；图5是根据如图4所示实施例的数字麦克风与终端以太网对接的结构示意图；图6是根据本发明实施例的多数字麦克风级联与终端同步以消除回声的处理系统的结构示意图7是根据本发明实施例的消除回声的处理方法的流程图；图 8是根据本发明实施例的消除回声的处理装置的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。本发明提供了一种消除回声的处理方法、系统及数字麦克风。图4是根据本发明实施例的数字麦克风与终端同步以消除回声的处理系统的结构示意图；图5是根据如图4所示实施例的数字麦克风与终端以太网对接的结构示意图； 图6是根据本发明实施例的多数字麦克风级联与终端同步以消除回声的处理系统的结构示意图。如图4所示，该系统包括终端，用于根据主时钟CLK进行音频DA的转换；数字麦克风，用于通过以太网物理芯片与终端建立双向通信，以获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK，并根据接收时钟RXCLK进行音频AD的转换。其中，终端可以包括第一分频芯片，用于将终端的主时钟CLK进行分频，以获取第一时钟进行音频DA的转换；数字麦克风可以包括第二分频芯片，用于将数字麦克风的接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟进行音频DA的转换，且第一时钟与第二时钟为相同的时钟源。本发明上述系统在使用以太网接口的数字麦克风的会议电视系统中，通过在在终端和数字麦克风中进行硬件上的改动，以使“音频AD”与“音频DA”实现同步，从而整个系统的回声抵消功能得以实现，保证会场声音效果，保证会议正常进行。具体的，上述实施例通过使用同频率且同步的时钟，使“音频AD”与“音频DA”使用同一时钟来实现同步的目的。如图5所示，该实施例中的数字麦克风与终端之间仅使用以太网接口连接，以百兆速率的以太网为例，参考附图4和5的示意图，终端中的以太网PHY 芯片(即以太网物理层芯片)使用25Mhz主时钟CLK;数字麦克风中的以太网PHY芯片会输出一个频率同样为25Mhz的时钟RXCLK，这个时钟是从该芯片的接收信号RX上提取出来的，因此该时钟与另外一端以太网PHY芯片的主时钟是同频且同相的。由上可知，附图4和图5所示终端侧的以太网PHY芯片的CLK与数字麦克风侧以太网PHY芯片的RXCLK是同频同相的；同样的道理，数字麦克风侧的以太网PHY芯片的CLK 与终端侧以太网PHY芯片的RXCLK也是同频同相的。由此数字麦克风电路板与终端电路板就获得了一个同频且同相的25Mhz时钟，由于“音频AD”与“音频DA”使用的时钟都不是 25Mhz,因此还必须使用分频芯片，例如“时钟PLL” (即时钟锁相环)进行分频，将25Mhz的时钟分频到两者所需要时钟频率，因为使用了时钟PLL所以可以确保分频后的时钟相同且与25Mhz的输入时钟保持固定的相位关系。通过上述实施例可知，实现数字麦克风与终端同步的方法实际上是数字麦克风借用终端送过来的25Mhz时钟，数字麦克风与终端使用同一时钟源来进行音频AD和音频DA 的转换。优选地，数字麦克风可以通过第二分频芯片对接收时钟RXCLK进行分频，以获取到第三时钟，并通过数字麦克风的另一个以太网物理芯片将第三时钟传输给下一级数字麦克风。具体的，前面所述是单数字麦克风与终端实现同步的方法，而在实际的会议中，可能会使用多个数字麦克风，回声的问题依然存在。如图6所示的多数字麦克风使用级联方式，每一个数字麦克风实际上有两个对外的以太网口，简称为上级联口与下级联口，上级联口与终端或者上一级数字麦克风进行连接；下级联口与下一级数字麦克风行连接。使用这种级联方式，理论上我们可以使用无限个数字麦克风。明白了单数字麦克风与终端实现同步原理之后，多数字麦克风级联的同步问题也就迎刃而解。数字麦克风1(也即顶层数字麦克风，该数字麦克风上级联口与终端相连接)上级联口以太网PHY的RXCLK信号一分为二， 其一送给“时钟PLL”时钟源，另一个作为其下级联口的以太网PHY的CLK信号的时钟源，这样数字麦克风2上级联口以太网PHY的RXCLK信号与数字麦克风1的上级联口以太网PHY 的RXCLK信号就是同频且同相的，用这样的方法，我们就可以确保所有级联着的数字麦克风的上级联口以太网PHY的RXCLK信号与终端的主时钟CLK信号都是同频同相的。 图7是根据本发明实施例的消除回声的处理方法的流程图。如图7所示，该方法包括如下步骤步骤S102，终端与数字麦克风通过以太网物理芯片建立双向通信，数字麦克风获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK。步骤S104，终端根据主时钟CLK进行音频DA的转换，同时数字麦克风根据接收时钟RXCLK进行音频AD的转换。本发明上述实施例通过在终端和数字麦克风上实现时钟的同步，以使“音频AD”与 “音频DA”实现同步，从而整个系统的回声抵消功能得以实现，保证会场声音效果，保证会议正常进行。本申请上述实施例中，步骤S102终端与数字麦克风通过以太网物理芯片建立双向通信，数字麦克风获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK可以包括数字麦克风中的以太网物理芯片接收终端的以太网物理芯片发出的信号，终端的以太网物理芯片使用主时钟CLK;数字麦克风中的以太网物理芯片提取信号中的时钟信号，以获取接收时钟RXCLK。上述实施例通过终端和数字麦克风上的以太网物理芯片，实现数字麦克风借用终端送过来的主时钟信号。上述实施例中，步骤S104终端根据主时钟CLK进行音频DA的转换，同时数字麦克风根据接收时钟RXCLK进行音频AD的转换可以包括第一分频芯片将终端的主时钟CLK 进行分频，以获取第一时钟进行音频DA的转换；第二分频芯片将数字麦克风的接收时钟 RXCLK进行分频，以获取第二时钟进行音频DA的转换；其中，第一时钟与第二时钟为相同的时钟源。该实施例实现数字麦克风与终端使用同一时钟源来进行音频AD和音频DA的转换。本申请上述实施例中，在第二分频芯片将数字麦克风的接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟进行音频DA的转换之后，方法还可以包括将对接收时钟RXCLK进行分频而获取到的第三时钟，通过数字麦克风的另一个以太网物理芯片传输给下一级数字麦克风；下一级数字麦克风根据第三时钟进行音频AD的转换。优选地，下一级数字麦克风根据第三时钟进行音频AD的转换包括下一级数字麦克风通过其上的第三分频芯片对第三时钟进行分频，以获取第四时钟和第五时钟；下一级数字麦克风通过第四时钟进行音频AD的转换，并将第五时钟通过其上的以太网物理芯片。上述方法实施例的具体实施方法如下首先在数字麦克风与终端进行电路改动， 在终端侧改动如下添加一片“时钟PLL”芯片(譬如型号为CY22393的可编程PLL时钟发生器)，将PHY时钟一分为二，其一送给以太网PHY芯片，另一个送给时钟PLL芯片分频成大约频率为几Khz的时钟供给“音频DA”使用。在数字麦克风侧改动如下添加一片“时钟 PLL"芯片(譬如型号为CY22393的可编程PLL时钟发生器)，将其上级联口以太网PHY芯片所输出的RXCLK时钟一分为二，其一送给其下级联口以太网PHY芯片作为主时钟CLK的输入，另一个送给时钟PLL芯片分频成大约频率为几Khz的时钟供给“音频AD”使用。图8是根据本发明实施例的消除回声的处理装置的结构示意图。如图8所示，该消除回声的处理装置可以是一种数字麦克风，该数字麦克风可以包括通信模块10，用于与终端建立双向通信，以获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK ；分频芯片模块30，用于将接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟；音频AD转换模块50，用于通过第二时钟进行音频AD的转换。需要说明的是，本发明实施例在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
从以上的实施例描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果采用本发明所述方法和装置，在使用以太网接口的数字麦克风的会议电视系统中，只要进行很小硬件上的改动就可以使“音频AD”与“音频DA”实现同步，从而整个系统的回声抵消功能得以实现， 保证会场声音效果，保证会议正常进行。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成多个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、 修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种消除回声的处理方法，其特征在于，包括终端与数字麦克风通过以太网物理芯片建立双向通信，所述数字麦克风获取与所述终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK ；所述终端根据所述主时钟CLK进行音频DA的转换，同时所述数字麦克风根据所述接收时钟RXCLK进行音频AD的转换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，终端与数字麦克风通过以太网物理芯片建立双向通信，所述数字麦克风获取与所述终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK 包括所述数字麦克风中的以太网物理芯片接收所述终端的以太网物理芯片发出的信号，所述终端的以太网物理芯片使用所述主时钟CLK ；所述数字麦克风中的以太网物理芯片提取所述信号中的时钟信号，以获取所述接收时钟 RXCLK。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述终端根据所述主时钟CLK进行音频DA的转换，同时所述数字麦克风根据所述接收时钟RXCLK进行音频AD的转换包括第一分频芯片将所述终端的主时钟CLK进行分频，以获取第一时钟进行所述音频DA的转换；第二分频芯片将所述数字麦克风的接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟进行所述音频DA的转换；其中，所述第一时钟与所述第二时钟为相同的时钟源。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在第二分频芯片将所述数字麦克风的接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟进行所述音频DA的转换之后，所述方法还包括将对接收时钟RXCLK进行分频而获取到的第三时钟，通过所述数字麦克风的另一个以太网物理芯片传输给下一级数字麦克风；所述下一级数字麦克风根据所述第三时钟进行音频AD的转换。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述下一级数字麦克风根据所述第三时钟进行音频AD的转换包括所述下一级数字麦克风通过其上的第三分频芯片对所述第三时钟进行分频，以获取第四时钟和所述第五时钟；所述下一级数字麦克风通过所述第四时钟进行所述音频AD的转换，并将所述第五时钟通过其上的以太网物理芯片。
6.一种消除回声的处理系统，其特征在于，包括终端，用于根据主时钟CLK进行音频DA的转换；数字麦克风，用于通过以太网物理芯片与所述终端建立双向通信，以获取与所述终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK，并根据所述接收时钟RXCLK进行音频AD的转换。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述终端包括第一分频芯片，用于将所述终端的主时钟CLK进行分频，以获取第一时钟进行所述音频DA的转换。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数字麦克风包括第二分频芯片，用于将所述数字麦克风的接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟进行所述音频DA的转换，其中，所述第一时钟与所述第二时钟为相同的时钟源。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数字麦克风通过所述第二分频芯片对接收时钟RXCLK进行分频，以获取到第三时钟，并通过所述数字麦克风的另一个以太网物理芯片将所述第三时钟传输给下一级数字麦克风。
10.一种数字麦克风，其特征在于，包括通信模块，用于与终端建立双向通信，以获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟 RXCLK ；分频芯片，用于将所述接收时钟RXCLK进行分频，以获取第二时钟； 音频AD转换模块，用于通过所述第二时钟进行音频AD的转换。
全文摘要
本发明公开一种消除回声的处理方法、系统及数字麦克风。其中，该方法包括终端与数字麦克风通过以太网物理芯片建立双向通信，数字麦克风获取与终端的主时钟CLK同频同相的接收时钟RXCLK；终端根据主时钟CLK进行音频DA的转换，同时数字麦克风根据接收时钟RXCLK进行音频AD的转换。通过本发明，能够实现数字麦克风与终端系统的回声抵消功能，保证了会场声音正常。
文档编号H04M9/08GK102325230SQ20111026411
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者刘克华, 欧阳典勇, 舒冰清 申请人:中兴通讯股份有限公司