音频设备的制作方法

本发明涉及音频信号处理领域，特别涉及一种音频设备。

背景技术：

无论是对于专业的演唱还是对于家庭娱乐而言，歌曲等音频数据中人声的消除是一个急待解决的问题，例如，消除歌曲等音频数据中的人声以得到仅存在背景音乐的音频数据，进而得以用于各种专业或者业余的歌曲演绎中，而不需要额外地制作仅有背景音乐的音频数据。

然而，现有的人声消除处理的实现需要用户对歌曲等包含了人声的音频数据进行复杂的处理，而对于大量的普通用户而言，由于其并不具备专业技能而无法实现当前播放歌曲的人声消除处理。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于解决现有技术中针对歌曲等音频数据普通用户难以实现人声消除处理，人声消除的过程较为繁琐的缺陷。

本发明的另一个目的在于提供一种针对歌曲等音频数据普通用户易于实现人声消除处理，人声消除的过程非常简单的音频设备。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

一种音频设备，包括：

壳体；

音频主体，其收容于所述壳体中；

音频输入接口，其设置在所述壳体上，并与所述音频主体电信号连接用于供原始音频数据输入至所述音频设备；

消人声按键，其设置在所述壳体上，并与所述音频主体电信号连接以在其被按照预设触发方式触发时向所述音频主体发出与该预设触发方式相对应的人声消除命令，以使所述音频主体采取相应的处理方式来对由所述音频输入接口输入的原始音频数据进行人声消除处理；以及

音频输出接口，其设置在所述壳体上，并与所述音频主体电信号连接用于输出经由所述音频主体处理后的音频数据。

优选的，所述音频输入接口至少集成有左声道和右声道；所述音频输出接口至少集成有左声道和右声道。

优选的，所述音频主体包括多个音频处理模块，所述多个音频处理模块与所述消人声按键电信号连接；

每一个音频处理模块对应所述消人声按键的一种预设触发方式，响应于所述消人声按键的预设触发方式，所述音频主体驱动相应的音频处理模块来对所述原始音频数据进行消人声处理。

优选的，所述音频设备包括单片机，所述消人声按键通过所述单片机与所述多个音频处理模块电连接，所述单片机用于响应所述消人声按键的预设触发方式，并将之转换为相应的人声消除命令以控制所述多个音频处理模块中的相应音频处理模块来执行相应的预设音频处理模式，所述多个音频处理模块集成在内置于所述音频设备内的数字信号处理器或者现场可编程门阵列处理器中来实现各自的功能。

优选的，所述多个音频处理模块中包括一第一音频处理模块，所述第一音频处理模块包括反相相加运算单元、滤波单元和补偿单元，所述反相相加运算单元与所述音频输入接口电信号连接以对经由所述音频输入接口的左声道和右声道输入的原始音频数据进行反相相加运算后输出，所述滤波单元与所述音频输入接口电信号连接以对经由所述音频输入接口的左声道和右声道输入的原始音频数据进行滤波后输出，所述补偿单元分别与所述反相相加运算单元及滤波单元电信号连接以将由所述反相相加运算单元输出的音频数据与由所述滤波单元输出的音频数据进行叠加处理后输出。

优选的，所述多个音频处理模块中包括一第二音频处理模块，所述第二音频处理模块包括静音单元和音频重现单元，所述静音单元电连接于所述音频输入接口与所述音频重现单元之间以用于在人声消除命令的作用下对所述音频输入接口中的左声道或者右声道执行静音，所述音频重现单元电连接于所述静音单元与所述音频输出接口之间以用于获取由所述音频输入接口输入的未被所述静音单元静音的声道的音频数据，并将该音频数据经由所述音频输出接口的左声道及右声道输出。

优选的，所述多个音频处理模块中包括一第三音频处理模块，所述第三音频处理模块电连接于所述音频输入接口与所述音频输出接口之间，所述第三音频处理模块用于在人声消除命令的作用下提取由所述音频输入接口的左声道或者右声道输入的音频数据，并将提取的音频数据经由所述音频输出接口的左声道及右声道输出。

优选的，所述多个音频处理模块中包括一第四音频处理模块，所述第四音频处理模块电连接于所述音频输入接口与所述音频输出接口之间以根据人声消除命令使由所述音频输入接口中输入的原始音频数据经由所述音频输出接口输出。

一种音频设备，包括：

壳体；

音频主体，其收容于所述壳体中；

音频输入接口，其设置在所述壳体上，并与所述音频主体电信号连接用于供原始音频数据输入至所述音频设备；

消人声按键，其设置在所述壳体上，并与所述音频主体电信号连接以在其被按照预设触发方式触发时生成对应的人声消除命令；以及

第二设备外接口，其设置在所述壳体上并与所述音频主体电信号连接，所述音频设备通过所述第二设备外接口与第二设备进行连接，经由所述音频输入接口输入的原始音频数据可经由所述第二设备外接口传输给所述第二设备，所述消人声按键被触发后所形成的人声消除命令可通过所述第二设备外接口发送至第二设备以使所述第二设备根据该人声消除命令来对所述原始音频数据进行相应的消人声处理，经过所述第二设备进行消人声处理的音频数据可经由所述第二设备外接口传回至所述音频设备。

优选的，所述第二设备具备多个音频处理模块，每一个音频处理模块对应所述音频设备发出的一种人声消除命令，响应于所述音频设备发出的人声消除命令，所述第二设备驱动相应的音频处理模块来对所述原始音频数据进行消人声处理。

本发明中，音频设备除了设置音频主体、音频输入接口和音频输出接口之外，还在壳体上设置了消人声按键，并与音频主体电信号连接，使用者可将包含了人声的原始音频数据，例如，各种歌手演唱的音乐等，通过音频输入接口，并通过消人声按键的触发方式向音频主体发出相对应的人声消除命令，以使得音频主体采取相应的处理方式来对原始音频数据进行人声消除处理，并由音频输出接口输出，从而使得用户可通过触发音频设备中消人声按键的方式即可实现音频数据中的人声消除，并且针对不同的音频数据，可按照消人声按键的预设触发方式发出相应的人声消除命令，进而采取相应的处理方式实现音频数据中的人声消除，在提高简易性的同时也提高了音频数据中人声消除处理的针对性，可兼顾不同类型的音频数据。

附图说明

图1是一个实施例中音频设备的结构框图；

图2是另一个实施例中音频设备的结构框图；

图3是一个实施例中第一音频处理模块的结构框图；

图4是一个实施例中第二音频处理模块的结构框图；

图5是另一个实施例中音频设备的结构框图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

如前所述，音频设备目前根据各种需求的不断出现而快速发展，目前主流的音频设备专注于如何提供最佳音质而进行各方面的改善，例如，对于声卡而言，其仍然在不断提高硬件性能，以便于输出最佳音质，进而通过音频设备与各种设备、算法的配合，得到音质佳且消除了人声的音频数据，其人声的消除必须依赖于用户专业的操作，而缺乏灵活性，并无法适用于普通用户。因此，为匹配目前的各种用户以及用户使用上的随意性，特提出了一种音频设备。

在一个实施例中，具体的，该音频设备可为声卡，其如图1所示，包括壳体（图未示）、音频主体110、音频输入接口130、消人声按键150和音频输出接口170。

中空的壳体为音频主体110、音频输入接口130、消人声按键150和音频输出接口170的设置提供收容空间。音频主体110用于实现音频设备的各种功能，音频输入接口130、音频输出接口170和消人声按键150分别设置在壳体上。

其中，音频输入接口130与音频主体110电信号连接，用于供原始音频数据输入至音频设备，以使得用以实现音频设备的各种功能的音频主体接收到输入的原始音频数据。

音频输出接口170则设置在壳体上，并与音频主体110电信号连接用于输出经由音频主体110处理后的音频数据。

也就是说，音频输入接口130和音频输出接口170均与音频主体110相配合，为音频主体110提供原始音频数据，并将经由音频主体110处理的音频数据输出，用户可通过音频输出接口170收听输出的音频数据。

消人声按键150设置在壳体上，并与音频主体110电信号连接，以在其被按照预设触发方式触发时向音频主体110发出与该预设触发方式相对应的人声消除命令，该人声消除命令经由电信号连接发送至音频主体110中，音频主体110将采取相应的处理方式来对由音频输入接口130输入的原始音频数据进行人声消除处理。

进一步的，消人声按键150预设了多种触发方式，每一触发方式均对应了一处理方式。例如，该消人声按键150为凸出设置在壳体上的按键，并通过按压的形式触发，相应的，预设的触发方式可以是该消人声按键150的按压次数，进而在消人声按键150被用户按压之后，将根据该消人声按键当前的按压次数生成相应的人声消除命令，进而使得音频主体110采取与当前消人声按键150的触发方式相一致的处理方式对输入的原始音频数据进行人声消除处理。

若当前所采取的处理方式无法成功消除原始音频数据中的人声，则用户可再次按照另一触发方式触发消人声按键150，以变换音频主体110采取的处理方式，采取另一处理方式对原始音频数据进行人声消除处理。

以此类推，在消人声按键的作用下通过不断变换触发方式来变换处理方式，直至实现原始音频数据中的人声消除，进而无论何种需要进行消人声处理的原始音频数据均可通过输入如上所述的音频设备实现相应的人声消除处理，可适配于各种原始音频数据，用户对于任一原始音频数据均可通过对消人声按键150的简易操作对其实现相应人声消除处理，大为提高了用户操作的简易性。

此外，消人声按键150也可是设置在壳体上的拨盘，用户将壳体上的消人声按键150拨动一预设位置即对应了一预设的触发方式，并使得音频主体110采相相应的处理方式对当前输入的原始音频数据进行人声消除处理，通过拨动消人声按键150至另一预设位置即可实现不同处理方式的切换。

除此之外，设置在壳体上的消人声按键150也可是其它的一些设置方式，在此不一一进行列举。

进一步的，音频输入接口130至少集成有左声道和右声道，以为音频设备提供立体音的输入；相应的，音频输出接口170至少集成有左声道和右声道。

在此音频设备中，消人声按键150的数量可为一个或者多个，但是在优选的实施例中，消人声按键150的数量仅为一个，以避免在音频设备中设置多个按键而提高误操作的可能性，并且也避免了过多按键设置于音频设备的壳体中，提高音频设备外观设置的简洁性。

在一个实施例中，音频主体110包括了多个音频处理模块，多个音频处理模块均与消人声按键150电信号连接。

也就是说，每一个音频处理模块对应了消人声按键150的一种预设触发方式，换而言之，消人声按键150的任一预设触发方式均有与之唯一对应的处理方式，以及执行该处理方式的音频处理模块。

音频处理模块将响应于消人声按键150的预设触发方式，也就是说，音频主体110在接收到人声消除命令之后将驱动相应的音频处理模块来对原始音频数据进行消人声处理。

在一个实施例中，如图2所示，如上所述的音频设备包括单片机210。消人声按键150通过单片机210与多个音频处理模块电连接，即消人声按键150通过设置的单片机210与音频主体110上的音频处理模块1至音频信息模块n电连接，单片机210将响应消人声按键150的预设触发方式，并将之转换为相应的人声消除命令，以控制多个音频处理模块中的相应音频处理模块来执行相应的预设音频处理模式，多个音频处理模块集成在内置于音频设备内的数字信号处理器或者现场可编程门阵列片器中来实现各自的功能。

一般来讲，用于歌唱的原始音频数据大致分为三种，即左声道为人声，右声道为背景声的原始音频数据；左声道为背景声，右声道为人声的原始音频数据；左声道和右声道均包含了人声和背景声，但左声道中的人声和背景声相对于右声道中的人声和背景声略有差别的原始音频数据。

因此，针对不同类型的原始音频数据，将设置了不同的处理方式，其中，每一处理方式均有对应的音频数据模块执行方处理方式，以提供强大的人声消除性能。

在一个实施例中，多个音频处理模块中包括了一第一音频处理模块111，如图3所示，第一音频处理模块111包括反相相加运算单元1111、滤波单元1113和补偿单元1115。

反相相加运算单元1111与音频输入接口130电信号连接，以对经由音频输入接口130的左声道和右声道输入的原始音频数据进行反相相加运算后输出。

滤波单元1113与音频输入接口130电信号连接以对经由音频输入接口130的左声道和右声道输入的原始音频数据进行滤波后输出。

补偿单元1115分别与反相相加运算单元1111及滤波单元1113电信号连接以将由反相相加运算单元1111输出的音频数据与由滤波单元1113输出的音频数据进行叠加处理后输出。

通过如上所述的第一音频处理模块，将通过左声道和右声道均包含了人声和背景声，但左声道中的人声和背景声相对于右声道中的人声和背景声略有差别的原始音频数据进行人声消除处理。

在反相相加运算单元1111在对原始音频数据进行人声消除处理的同时，滤波单元1113也同时对接收到的原始音频数据按照预设的频点和增益值进行原始音频数据中低频部分的提取，并输出至补偿单元1115。

由于反相相加运算单元1111对左右声道的原始音频数据进行了反相相加运算在消除人声的同时也同样损失了背景声，因此，需要补偿单元1115对其进行补偿，以保证其具备较佳音质。

在另一个实施例中，多个音频处理模块中包括一第二音频处理模块113。如图4所示，第二音频处理模块113包括静音单元1131和音频重现单元1133。

静音单元1131电连接于音频输入接口130与音频重现单元1133之间，以用于在人声消除命令的作用下对音频输入接口130中的左声道或者右声道执行静音。

音频重现单元1133电连接于静音单元1131与音频输出接口130之间，以用于获取由音频输入接口130输入的未被静音单元1131静音的声道的音频数据，并将该音频数据经由音频输出接口170的左声道及右声道输出。

通过第二音频处理模块113对左声道输出人声，右声道输出背景声的原始音频数据，或者，右声道输出人声，左声道输出背景声的原始音频数据进行人声消除处理，并输出至音频输出接口170中。

在另一个实施例中，多个音频处理模块中包括一第三音频处理模块，该第三音频处理模块电连接于音频输入接口130与音频输出接口170之间，该第三音频处理模块用于在人声消除命令的作用下提取由音频输入接口130的左声道或者右声道输入的音频数据，并将提取的音频数据经由音频输出接口170的左声道及右声道输出。

本实施例中，对左声道输出人声，右声道输出背景声的原始音频数据，或者，右声道输出人声，左声道输出背景声的原始音频数据，可通过第三音频处理模块针对输出背景声的左声道或者右声道进行音频数据的提取，所提取的音频数据即为背景声所对应的音频数据。

在完成了音频输入接口130中背景声所对应的音频数据提取之后，将提取的音频数据经由音频输出接口170中的左声道和右声道输出，此时，使得音频输出接口170中左声道和右声道均输出背景声。

进一步的，对于音频输入接口130中任一声道输出的人声，可通过人工或者预设的算法进行识别，再经由第三音频处理模块执行音频数据的提取和输出。

此外，多个音频处理模块还包括了一第四音频处理模块，该第四音频处理模块电连接于音频输入接口130与音频输出接口170以根据人声消除命令使由音频输入接口130中输入的原始音频数据经由音频输出接口170输出。

也就是说，若经由第一音频处理模块111、第二音频处理模块113和第三音频处理模块均无法消除原始音频数据中的人声，则说明对于当前音频设备而言，原始音频数据中的人声无法消除，因此，将不再对其进行人声消除处理。

另外，在一个实施例中，还提供了一种音频设备，如图5所示，该音频设备包括壳体（图未示）、音频主体510、音频输入接口530、消人声按键550和第二设备外接口570。

音频主体510收容于壳体中，音频输入接口530设置在壳体上，并与音频主体510电信号连接用于供原始音频数据输入至音频设备。

消人声按键550，其设置在壳体上，并与音频主体电信号连接以在其被按照预设触发方式触发时生成对应的人声消除命令。

第二设备外接口570，其设置在壳体上并与音频主体510电信号连接，音频设备通过第二设备外接口570与第二设备进行连接，经由音频输入接口530输入的原始音频数据可经由第二设备外接口570传输给第二设备，消人声按键550被触发后所形成的人声消除命令可通过第二设备外接口570发送至第二设备，以使第二设备根据人声消除命令来对原始音频数据进行相应的消人声处理，经第二设备进行消人声处理的音频数据可经由第二设备外接口570传回至音频设备。

具体的，第二设备可为个人电脑、笔记本电脑、智能手机等终端设备，音频设备通过设置第二设备外接口570与第二设备相连接，以通过设置在壳体上的人声消除按键550对第二设备中发出消人声处理命令。该第二设备外接口570可为4段式音频接口。

相应的，基于配合所述音频设备的使用，所述第二设备需要具备多个音频处理模块，每一个音频处理模块对应音频设备发出的一种人声消除命令，响应于音频设备发出的人声消除命令，第二设备驱动相应的音频处理模块来对原始音频数据进行消人声处理。

其中，多个音频处理模块中包括第一音频处理模块和第二音频处理模块。

第一音频处理模块包括反相相加运算单元、滤波单元和补偿单元，反相相加运算单元用于对自音频设备输入的原始音频数据进行反相相加运算后输出，滤波单元用于对自音频设备输出的原始音频数据进行滤波后输出，补偿单元分别与反相相加运算单元及滤波单元输出的音频数据进行叠加处理后输出。

第二音频处理模块包括静音单元和音频重现单元。静音单元用于在人声消除命令的作用下对自音频设备输入的原始音频数据进行左声道静音或者右声道静音，音频重现单元用于获取未被静音单元静音的声道的音频数据，并将该音频数据重现为双声道输出。

可以理解的，在所述第二设备中，所述多个音频处理模块可以作为具有相应功能的应用软件存在，也可以作为所述第二设备的具有相应功能的驱动程序存在于所述第二设备中。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明 ，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明 能够以多种形式具体实施而不脱离发明 的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。