一种自动分配增益的混音系统和方法与流程

本发明涉及混响设备领域，特别是涉及一种自动分配增益的混音系统和方法。

背景技术：

在会议室或体育场馆等公共场合，当举行会议或组织集体活动时，往往需要设置混音系统，以对需要放大的声音进行放大操作。但是由于场地具有局限性，往往导致从混音系统音箱发出的声音被周围的建筑阻挡反射，在发出后极短时间内又被混音系统的拾音装置采集再次放大播出。上述情况可能导致混音系统播出的声音混乱，使人无法听懂，更有甚者，会产生啸叫现象，使混音系统的音箱发出刺耳尖叫，影响用户的使用体验。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种自动分配增益的混音系统和方法，能够避免混音系统的多个话筒之间音频信号间相互干扰，增强混音系统的语音输出效果。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自动分配增益的混音系统，包括至少一个话筒，对应连接每一话筒的至少一个拾音模块，以及增益分配模块和功放模块，还包括：采集模块，连接每一拾音模块及功放模块，用于实时的从每一拾音模块采集第一音频信号，以及从功放模块采集输出的第二音频信号；检测模块，连接采集模块，用于对比检测同时采集的每一第一音频信号和第二音频信号的相干度，以确定第一音频信号和第二音频信号的相干性；指令模块，连接检测模块，用于根据检测模块确定的相干性结果，向增益分配模块发送增益分配指令，以使增益分配模块根据增益分配指令改变与增益分配模块连接的每一拾音模块采集的音频信号的输出增益。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种自动分配增益的混音方法，实施于一包括至少一个话筒、对应连接每一话筒的至少一个拾音装置、以及增益分配装置和功放模块的混音系统，该方法的步骤包括：实时的从每一拾音装置采集第一音频信号，以及从功放装置采集输出的第二音频信号；对比检测同时采集的每一第一音频信号和第二音频信号的相干度，以确定第一音频信号和第二音频信号的相干性；根据相干性结果，向增益分配装置发送增益分配指令，以使增益分配装置根据增益分配指令改变与增益分配装置连接的每一拾音装置采集的第一音频信号的输出增益。

区别于现有技术，本发明的自动分配增益的混音系统包括：采集模块，连接每一拾音模块及功放模块，用于实时的从每一拾音模块采集第一音频信号，以及从功放模块采集输出的第二音频信号；检测模块，连接采集模块，用于对比检测同时采集的每一第一音频信号和第二音频信号的相干度，以确定第一音频信号和第二音频信号的相干性；指令模块，连接检测模块，用于根据检测模块确定的相干性结果，向增益分配模块发送增益分配指令，以使增益分配模块根据增益分配指令改变与增益分配模块连接的每一拾音模块采集的音频信号的输出增益。通过本发明，能够避免混音系统的多个话筒之间音频信号间相互干扰，提高混音系统的语音输出效果，增强混音系统的语音输出效果。

附图说明

图1是本发明提供的一种自动分配增益的混音系统的结构示意图；

图2是本发明提供的一种自动分配增益的混音系统的原理示意图

图3是本发明提供的一种自动分配增益的混音方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，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。

参阅图1，图1是本发明提供的一种自动分配增益的混音系统的结构示意图。该系统100用于会议室及类似功能的公共场合，包括至少一个话筒101，对应连接每一个话筒的拾音模块102，以及增益分配模块103和功放模块104，每一拾音模块102均连接到增益分配模块103。此外，还包括采集模块110、监测模块120和指令模块130。

其中，采集模块110连接到每一拾音模块110以及功放模块104，用于实时从每一拾音模块102采集第一音频信号，以及从功放模块104采集第二音频信号。在使用本发明的混音系统100的公共场所，示例的，在会议室中，设置多个话筒101供与会人员发言使用，每一话筒101连接一拾音模块102，用于采集话筒101对应的与会人员的发言产生的音频信号。采集模块110实时的从拾音模块102采集对应话筒101的音频信号作为第一音频信号，同时从功放模块104采集经混音系统100处理过后待功放模块104播出的音频信号作为第二音频信号。

采集模块110包括设定单元111和采集单元112。设定单元111用于设定第一时间间隔、第二时间间隔和第三时间间隔，且第三时间间隔大于第一时间间隔；采集单元112用于实时从拾音模块获取第一时间间隔内的第一音频信号，并从功放模块获取待播放的、与第一音频信号的接收时间相差为第二时间间隔的、第三时间间隔内的第二音频信号。在本实施方式中，设定单元121具体设定了第一时间间隔、第二时间间隔和第三时间间隔，其中第三时间间隔大于第一时间间隔。设定单元111设定的上述三个时间间隔均是以毫秒为单位，示例的，第一时间间隔是检测声音信号时从声音信号中截取的第一音频信号的时长，第三时间间隔是获取单元122从功放模块104获取的，已经经混音系统100处理完成待播放的第二音频信号的时长，对第一音频信号和第二音频信号可同时进行采集获取，或者采集第三音频信号和第一音频信号的时间间隔设定为第二时间间隔。其中，第一时间内间隔的时长小于第三时间间隔的时长。

检测模块120在采集到第一音频信号和第二音频信号后对比检测同时采集的第一音频信号和第二音频信号的相干度，以确定第一音频信号和第二音频信号的相干性。检测模块120包括计算单元121和判断单元122。计算单元121用于计算每一第一音频信号和第二音频信号的相干度。在本实施方式中，计算过程是在同一时域范围内进行的。通常，话筒101拾取音频信号的信号强弱程度是与声音源距离话筒101的距离相关。在会议室中，每一与会人员有与其对应的话筒101，其发出的声音对于全部的话筒101及拾音模块102来说，与发言人员对应的话筒101及拾音模块102接收到的音频信号是最强的，其他话筒101及拾音模块102也可接收到其他话筒对应的发言人的发言，但是音频信号较弱。计算单元121通过对比计算第一音频信号和第二音频信号的相关度确定二者的相关性。第一音频信号是采集模块110从每一拾音模块102采集的音频信号。第二音频信号是从功放模块104采集的、待播放的音频信号，是经过系统100处理过后的音频信号。在本实施方式中，第一音频信号的时长选取设定的第一时间间隔，第二音频信号的时长选取设定的第三时间间隔，采集第一音频信号和第二音频信号的时间点为同时或间隔第二时间间隔。上述间隔均以毫秒计。具体对比时，可将第二音频信号通过图形软件进行展示，设定坐标轴，以时间为横坐标，幅度为纵坐标。将第一音频信号与第二音频信号展示在同一图形软件的显示范围内，对比二者是否有相同的部分。其中相同部分指的是第一音频信号在图形软件中显示的部分曲线与第二音频信号的部分曲线具有相同走势，两个音频信号中相同的频率点对应的幅度值相同或呈相同比例。若二者的部分曲线具有相同走势，即可认为第一音频信号与第二音频信号具有较高的相干度。具体相干度的计算可根据相似程度计算相似度百分比，并以相似度百分比表征相干度。判断单元122用于根据计算单元计算的相干度判断每一第一音频信号和第二音频信号的相干性。若相干度较高，说明二者相干性高，反之则相干性低。示例的，通过计算，若相干度为80％，说明该第一音频信号与第二音频信号的相干性高，若相干度为20％，说明该第一音频信号与第二音频信号的相干性低。

指令模块130连接检测模块120，用于根据检测模块120确定的相干性结果，向增益分配模块103发送增益分配指令，以使增益分配模块103根据增益分配指令改变与增益分配模块103连接的每一拾音模块采集的音频信号的输出增益。具体的，指令模块130根据判断单元122确定的相干性，控制增益分配模块103增大相干性低的第一音频信号对应的话筒101的音频信号的输出增益，减小相干性高的第一音频信号对应的话筒101的音频信号的输出增益。

经增益分配模块103对话筒101的音频信号的增益进行分配后，保持总增益不变，增大了相关性低的音频信号的输出增益，而减小了相干性高的音频信号的输出增益。改变输出增益后经功放模块104将音频信号输出。具体的检测原理图如图2所示。

区别于现有技术，本发明的自动分配增益的混音系统包括：采集模块，连接每一拾音模块及功放模块，用于实时的从每一拾音模块采集第一音频信号，以及从功放模块采集输出的第二音频信号；检测模块，连接采集模块，用于对比检测同时采集的每一第一音频信号和第二音频信号的相干度，以确定第一音频信号和第二音频信号的相干性；指令模块，连接检测模块，用于根据检测模块确定的相干性结果，向增益分配模块发送增益分配指令，以使增益分配模块根据增益分配指令改变与增益分配模块连接的每一拾音模块采集的音频信号的输出增益。通过本发明，能够避免混音系统的多个话筒之间音频信号间相互干扰，提高混音系统的语音输出效果，增强混音系统的语音输出效果。

参阅图3，图3是本发明提供的一种自动分配增益的混音方法的流程示意图。该方法实施于一包括至少一个话筒、对应连接每一话筒的至少一个拾音装置、以及增益分配装置和功放模块的混音系统，该方法的步骤包括：

s210：实时的从每一拾音装置采集第一音频信号，以及从功放装置采集输出的第二音频信号。

实时从每一拾音装置采集第一音频信号，以及从功放装置采集第二音频信号。在使用本发明的混音系统的公共场所，示例的，在会议室中，设置多个话筒供与会人员发言使用，每一话筒连接一拾音装置，用于采集话筒对应的与会人员的发言产生的音频信号。实时的从拾音装置采集对应话筒的音频信号作为第一音频信号，同时从功放装置采集经混音系统处理过后待功放装置播出的音频信号作为第二音频信号。

在本实施方式中，首先设定第一时间间隔、第二时间间隔和第三时间间隔，且第三时间间隔大于第一时间间隔；然后实时从拾音装置获取第一时间间隔内的第一音频信号，并从功放模块获取待播放的、与第一音频信号的接收时间相差为第二时间间隔的、第三时间间隔内的第二音频信号。其中第三时间间隔大于第一时间间隔。上述三个时间间隔均是以毫秒为单位。示例的，第一时间间隔是检测声音信号时从声音信号中截取的第一音频信号的时长，第三时间间隔是从功放装置获取的，已经经混音系统处理完成待播放的第二音频信号的时长，对第一音频信号和第二音频信号可同时进行采集获取，或者采集第三音频信号和第一音频信号的时间间隔设定为第二时间间隔。其中，第一时间内间隔的时长小于第三时间间隔的时长。

s220：对比检测同时采集的每一第一音频信号和第二音频信号的相干度，以确定第一音频信号和第二音频信号的相干性。

在本实施方式中，计算过程是在同一时域范围内进行的。通常，话筒拾取音频信号的信号强弱程度是与声音源距离话筒的距离相关。在会议室中，每一与会人员有与其对应的话筒，其发出的声音对于全部的话筒及拾音装置来说，与发言人员对应的话筒及拾音装置接收到的音频信号是最强的，其他话筒及拾音装置也可接收到其他话筒对应的发言人的发言，但是音频信号较弱。通过对比计算第一音频信号和第二音频信号的相关度确定二者的相关性。在本实施方式中，第一音频信号的时长选取设定的第一时间间隔，第二音频信号的时长选取设定的第三时间间隔，采集第一音频信号和第二音频信号的时间点为同时或间隔第二时间间隔。上述间隔均以毫秒计。具体对比时，可将第二音频信号通过图形软件进行展示，设定坐标轴，以时间为横坐标，幅度为纵坐标。将第一音频信号与第二音频信号展示在同一图形软件的显示范围内，对比二者是否有相同的部分。其中相同部分指的是第一音频信号在图形软件中显示的部分曲线与第二音频信号的部分曲线具有相同走势，两个音频信号中相同的频率点对应的幅度值相同或呈相同比例。若二者的部分曲线具有相同走势，即可认为第一音频信号与第二音频信号具有较高的相干度。具体相干度的计算可根据相似程度计算相似度百分比，并以相似度百分比表征相干度。根据计算的相干度判断每一第一音频信号和第二音频信号的相干性。若相干度较高，说明二者相干性高，反之则相干性低。示例的，通过计算，若相干度为80％，说明该第一音频信号与第二音频信号的相干性高，若相干度为20％，说明该第一音频信号与第二音频信号的相干性低。

s230：根据相干性结果，向增益分配装置发送增益分配指令，以使增益分配装置根据增益分配指令改变与增益分配装置连接的每一拾音装置采集的第一音频信号的输出增益。

根据相干性，控制增益分配装置增大相干性低的第一音频信号对应的话筒的音频信号的输出增益，减小相干性高的第一音频信号对应的话筒的音频信号的输出增益。

经增益分配装置对话筒的音频信号的增益进行分配后，保持总增益不变，增大了相关性低的音频信号的输出增益，而减小了相干性高的音频信号的输出增益。改变输出增益后经功放模块将音频信号输出。

区别于现有技术，本发明的自动分配增益的混音方法的步骤包括：实时的从每一拾音装置采集第一音频信号，以及从功放装置采集输出的第二音频信号；对比检测同时采集的每一第一音频信号和第二音频信号的相干度，以确定第一音频信号和第二音频信号的相干性；根据相干性结果，向增益分配装置发送增益分配指令，以使增益分配装置根据增益分配指令改变与增益分配装置连接的每一拾音装置采集的第一音频信号的输出增益。通过本发明，能够避免混音系统的多个话筒之间音频信号间相互干扰，提高混音系统的语音输出效果，增强混音系统的语音输出效果。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。