一种基于DSP的立体声功放无信号自动静音方法及系统与流程

一种基于dsp的立体声功放无信号自动静音方法及系统
技术领域
1.本发明涉及音频处理技术领域，具体涉及一种基于dsp的立体声功放无信号自动静音方法及系统。


背景技术：

2.在传统的立体声功放的应用中，对于无信号输入时的功放底噪通常是通过dsp搭建噪声门来去除功放的前级输入噪声，噪声门有一个阈值，当dsp检测到输入信号电平小于噪声门阈值时，噪声门会切断信号输出，当信号电平大于噪声门阈值时，信号可以正常输出，通过这种方法起到抑制底噪的作用，但是这种方法存在一个问题，就是不能完全去除整个功放系统的底噪，因为噪声门是搭建在dsp内部，它只能去除输入给dsp的噪声，而功放本身的底噪是没有去除的，因为功放是接在dsp数字输出并由codec转换为模拟信号之后的。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是现有技术只能去除输入给dsp的噪声，不能完全去除整个功放系统的底噪，目的在于提供一种基于dsp的立体声功放无信号自动静音方法及系统，解决了无信号输入的情况下彻底去除系统底噪的问题。
4.本发明通过下述技术方案实现：
5.一种基于dsp的立体声功放无信号自动静音方法，包括音频编解码器、数字信号处理器、功率放大器和主控制器；包括以下步骤：步骤s1：所述音频编解码器将第一声道和第二声道的模拟音频信号转换为音频数字信号；所述数字信号处理器对所述音频数字信号进行处理，所述音频编解码器将处理后的音频数字信号转换为模拟信号后，送入所述功率放大器的输入端；步骤s2：所述主控制器根据所述音频编解码器处理后的音频数字信号，向所述功率放大器发送静音信号或取消静音信号。
6.本发明首先对左右声道输入的原始模拟音频信号进行ad和da转换，及数字信号处理，一方面向功率放大器输入音频信号，另一方面主控制器与数字信号处理器相配合，根据所述音频编解码器处理后的音频数字信号，进行一系列的分析后，决定向所述功率放大器发送静音信号或取消静音信号，可以自动控制功放的开关。在有信号输入的时候关闭静音，在没有信号的时候打开静音，从而达到无信号时动静音，彻底消除功放底噪的目的。
7.进一步的，所述步骤s2包括：步骤s21：获取第一声道电平和第二声道电平，并根据所述第一声道电平和第二声道电平获取计数集合；步骤s22：根据所述计数集合，对所述功率放大器进行控制。
8.进一步的，所述步骤s21中，获取处理后的音频数字信号，将所述处理后的音频数字信号分为第一声道电平和第二声道电平。
9.进一步的，所述步骤s22中，所述计数集合包括：第一声道电平打开计数m、第二声道电平打开计数n、第一声道电平关闭计数i和第二声道电平关闭计数j。
10.进一步的，所述计数集合的初始值均为0；
11.若第一声道电平大于设定阈值，则m＝m+1，i＝0；
12.若第二声道电平大于设定阈值，则n＝n+1，j＝0；
13.若第一声道电平小于设定阈值，则m＝0，i＝i+1；
14.若第二声道电平小于设定阈值，则n＝0，j＝j+1。
15.进一步的，若m大于第一预定值或n大于第一预定值，则m＝0，n＝0，向功率放大器发送取消静音信号；若i大于第二预定值且j大于第二预定值,则i＝0，j＝0，向功率放大器发送静音信号。
16.进一步的，所述第一预定值的范围为8
‑
10，所述第二预定值的范围为80
‑
120。
17.进一步的，当所述第一声道为左声道时，所述第二声道为右声道；当所述第一声道为右声道时，所述第二声道为左声道。
18.进一步的，通过一个引脚向所述功率放大器发送静音信号或取消静音信号。
19.本发明的另一种实现方式，一种基于dsp的立体声功放无信号自动静音系统，实现上述任意一种自动静音方法，包括音频编解码器、数字信号处理器、功率放大器、主控制器和音响设备；所述音频解码器连接所述数字信号处理器和所述功率放大器，所述主控制器连接所述数字信号处理器和所述功率放大器，所述功率放大器连接音响设备；所述音频解码器与所述数字信号处理器通过iis总线连接；所述数字信号处理器与所述主控制器通过iic总线连接。
20.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
21.本发明通过主控制器与dsp的配合，得到输入电平后，进行一系列的分析，可以自动控制功放的开关，在有信号输入的时候关闭静音，在没有信号的时候打开静音，从而达到无信号时，自动静音，彻底消除功放底噪。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
23.图1为本发明系统框图；
24.图2为本发明方法流程图。
具体实施方式
25.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
26.实施例1
27.本实施例1是一种基于dsp的立体声功放无信号自动静音方法，包括音频编解码器、数字信号处理器、功率放大器和主控制器。
28.包括以下步骤：步骤s1：音频编解码器将第一声道和第二声道的模拟音频信号转换为音频数字信号；数字信号处理器对音频数字信号进行处理，音频编解码器将处理后的音频数字信号转换为模拟信号后，送入功率放大器的输入端。
29.步骤s2：主控制器根据音频编解码器处理后的音频数字信号，向功率放大器发送
静音信号或取消静音信号。具体包括下列子步骤：
30.步骤s21：获取处理后的音频数字信号，将处理后的音频数字信号分为第一声道电平和第二声道电平；并根据第一声道电平和第二声道电平获取计数集合；
31.步骤s22：根据计数集合，对功率放大器进行控制。计数集合包括：第一声道电平打开计数m、第二声道电平打开计数n、第一声道电平关闭计数i和第二声道电平关闭计数j；
32.若第一声道电平大于设定阈值，则m＝m+1，i＝0；
33.若第二声道电平大于设定阈值，则n＝n+1，j＝0；
34.若第一声道电平小于设定阈值，则m＝0，i＝i+1；
35.若第二声道电平小于设定阈值，则n＝0，j＝j+1。
36.若m大于第一预定值或n大于第一预定值，则m＝0，n＝0，向功率放大器发送取消静音信号；若i大于第二预定值且j大于第二预定值,则i＝0，j＝0，向功率放大器发送静音信号。第一预定值的范围在8
‑
10之间任意取值，第二预定值的范围80
‑
120之间任意取值。
37.在本实施例1中，当第一声道为左声道时，第二声道为右声道；当第一声道为右声道时，第二声道为左声道。
38.本实施例1首先对左右声道输入的原始模拟音频信号进行ad和da转换，及数字信号处理，一方面向功率放大器输入音频信号，另一方面主控制器与数字信号处理器相配合，根据音频编解码器处理后的音频数字信号，进行一系列的分析后，决定向功率放大器发送静音信号或取消静音信号，可以自动控制功放的开关。在有信号输入的时候关闭静音，在没有信号的时候打开静音，从而达到无信号时动静音，彻底消除功放底噪的目的。
39.本实施例1的另一种实现方式，一种基于dsp的立体声功放无信号自动静音系统，实现上述任意一种自动静音方法，包括音频编解码器、数字信号处理器、功率放大器、主控制器和音响设备；音频解码器连接数字信号处理器和功率放大器，主控制器连接数字信号处理器和功率放大器，功率放大器连接音响设备；音频解码器与数字信号处理器通过iis总线连接；数字信号处理器与主控制器通过iic总线连接。
40.实施例2
41.本实施例2是一种基于dsp的立体声功放无信号自动静音系统和方法。
42.基于dsp的立体声功放无信号自动静音系统如图1所示，外部的模拟输入接音频codec，codec将模拟信号转换为数字信号传输给dsp，dsp将处理过的数字信号通过iis总线传输给codec，codec将数字信号转换为模拟信号并输出给功放，主控制器通过iic总线连接着dsp，并且通过一个引脚输出一个静音或者非静音信号给功放，功放的输出端接音响。音频codec即音频编解码器，dsp即数字信号处理器，功放即功率放大器。
43.基于dsp的立体声功放无信号自动静音方法如图2所示，当dsp功放上电启动后，首先主控制器会通过iic总线读取dsp中两路输入信号的电平，然后会依次对左右声道的电平做判断，如果左声道或者右声道的电平大于设定阈值，相应的电平打开计数器加1，电平关闭计数器清零，如果左声道或者右声道的电平小于等于设定阈值，相应的电平关闭计数器加1，电平打开计数器清零。然后判断左声道或者右声道其中任意一个的电平打开计数器是否大于10，如果大于，则说明此时左声道或者右声道有高于我们设定阈值的信号输入，主控制器将左右声道的电平打开计数器清零，然后通过静音引脚发送一个取消静音信号给功放，如果小于等于10，则继续判断左右声道的电平关闭计数器是否都大于100，如果是，则说
明此时两个声道的输入信号都没有超过我们设定阈值，此时主控制器将左右声道的电平关闭计数器清零，然后通过静音引脚发送一个静音信号给功放，如果左右声道的电平关闭计数器不是都大于100，或者主控制器控制完功放之后，继续返回到开始的位置继续读取电平，继续做判断。
44.由于实际的音频信号不是一个电平恒定的信号，它的电平有一个随着时间上下起伏的幅度，若不对电平做一个计数处理，可能会引起误判。因此，本实施例没有对输入的左右声道电平做判断然后直接控制功放，而且是采取对左右声道的打开或者关闭做一个计数处理的方法。
45.通过搭建如图1所示的系统平台，主控制器能够自动地对输入电平做一系列的处理，从而控制功放在有信号输入的时候关闭静音，在没有信号的时候打开静音，达到在无信号的时候自动静音的效果。
46.实施例3
47.本实施例3是在实施例2的基础上，fft算法计算幅频响应，以从机利用fft对数字信号做频谱分析得到检测结果来说明，包括以下步骤：
48.1、数字麦克风采集到音频信号，通过i2s总线将信号发送给从机；
49.2、从机进入录音模式；
50.3、从机定义五个缓存空间，每个缓存空间存储1024个点的录音数据，定义五个缓存空间的目的是计算fft结果后好取均值，避免一些误差导致结果判断错误；
51.4、五个缓存空间都收到数据后，开始进行fft变换；
52.5、设定fft点数为1024；
53.6、将五个缓存空间中的一个缓存空间中的1024个点的录音数据作为参数传递给fft函数；
54.7、采用基4的fft浮点算法计算得到各个频率点的复数值(fft还有基2的算法，没使用)；
55.8、把运算结果取模得到幅值；
56.9、重复上述6、7、8的三个步骤，得到五个缓存空间的fft结果；
57.10、将五个缓存空间的fft结果求和再取平均，得到一个平均的fft结果；
58.11、将设定的低频范围内(如20hz
–
300hz)的所有频点的幅度相加取平均，得到低频的平均幅值；
59.12、将设定的中频范围内(如500hz
–
2000hz)的所有频点的幅度相加取平均，得到中频的平均幅值；
60.13、将设定的高频范围内(如5000hz
–
8000hz)的所有频点的幅度相加取平均，得到高频的平均幅值；
61.14、将得到的低、中、高的平均幅值与正常扬声器的单一频点的平均幅值作比较，超出正常范围的
±
15％则视为扬声器异常。(出厂前会测试一组正常扬声器的单一频点的平均幅值)。
62.在本发明中判断左右声道的打开计数器是否大于10，此处数字10为优选的取值，也可以根据实际情况的需要取其他数值。同时，判断左右声道的电平关闭计数器不是都大于100，此处数字100也为优选的取值，也可以根据实际情况的需要取其他近似的数值。
63.在本发明中判断电平的设定阈值，设定阈值可以取
‑
60至
‑
80的范围，具体内容可根据实际情况来决定。
64.在本发明中，主控制器可以是现有技术中的芯片处理器。
65.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。