专利名称：一种响度控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字视频音频图像处理技术领域，更具体地讲，涉及一种响度控 制器。
背景技术：
在听音环境中，某个节目的总响度必须保持为合适的响度，如果在多个节目或多 个频道之间响度有明显的变化，用户就不得不经常地使用遥控器将音量调整到某一合适的 听音电平。由于用户需要在不同节目之间或不同频道之间反复地使用遥控器改变音量，这 就使他们感到十分沮丧。因此，在广播电视传输链路中，必须对它们传送的所有节目的音量 均应保持在某一适当的平均响度。如果采用手动增益的调整，用户使用不方便。通过响度 控制器改善音频的收听效果，克服节目切换时声音的忽大忽小。
发明内容本实用新型目的是改善音频的收听效果，克服节目切换时声音忽大忽小的弊端， 提供一种响度控制器。为实现上述目的，本实用新型提供了一种响度控制器，包括主机、前面板和后面板 组成，所述主机内部设有信号输入输出模块、信号处理器和DSP音频处理模块，所述信号处 理器分别同所述输入输出模块和DSP音频处理模块相连，视频信号通过所述信号输入输出 模块进入信号处理器中进行解嵌处理，经所述信号处理器解嵌后的音频信号传给DSP音频 处理模块，所述DSP音频处理模块根据预设的音频响度值进行预估、计算，经所述DSP音频 处理模块处理后的音频信号返回至所述信号处理器，并通过信号处理器加嵌后输出。所述的信号处理器包括FPGA处理模块、串并转换模块和并串转换模块，所述视频 信号经FPGA处理模块处理后并通过串并转换模块进行解嵌处理，所述处理后的音频信号 经FPGA处理模块处理后并通过串转换模块进行加嵌。所述的信号处理器还设有D/A转换芯片和A/D转换芯片，用于对输入的模拟音频 信号进行转换处理，输入音频信号时，经串并转换模块解嵌后的音频信号通过A/D转换芯 片转换后进入所述DSP音频处理模块进行处理，经所述DSP音频处理模块处理后的音频信 号返回到所述FPGA处理模块并进行D/A转换和加嵌处理，加嵌后的音频信号经外接的功放 或耳机输出。所述的主机内还设有远程传输串口，所述FPGA处理模块通过RS485同远程遥控面 板实现音频值的远程传输，所述DSP音频处理模块根据由遥控面板传输来的音频值进行音 频的响度控制处理。所述主机内还设有监听查看接口，所述监听查看接口同所述DSP音频处理模块相 连接，用于实现监看音频输入前和处理后的波形和相位。所述的监听查看接口包括内Rflfeb krver接口和DVI音频波形输出接口输出音 频波形，所述Web krver通过10/100/1000的网络，实现音频信号的网络监看；所述DVI音频波形输出接口用于输出音频输入前和处理后的波形和相位。所述主机内的FPGA处理模块通过RS232串口同其前面板连接，所述遥控面板和主 机的前面板上分别设有一个显示面板，用于显示音频信号控制的响度值。所述遥控面板和主机的前面板上还设有多段红绿黄三色指示灯，用于显示所输入 音频信号的音频值及处理后的音频值。本实用新型具有如下优点本实用新型能处理嵌入的标清信号、高清信号和模拟信号中的音频信号，通过遥 控面板和主机前面板上的旋钮设置音频响度值，再通过主机上的DSP音频处理模块对音频 进行处理，对输入的音频信号实时预估、计算，使输出的声音基于固定响度值在一定范围内 变化，从而消除了声音忽大忽小给人带来的烦躁感，保证了声音播出的实时性和稳定性的需求。本实用新型提供自动和手动两种控制模式，在手动状态下可以实现对音频增益大 小的任意调整。在自动状态下实现音频响度的自动控制，另外，内嵌Wfeb krver通过10/100/1000的网络，实现音频信号的监看。同时可 以实现产品的在线升级和灵活修改IP地址和MAC地址，DVI音频波形输出接口输出，可以 监看音频输入前和处理后的波形和相位，从而方便客户直观对处理前后的音频信号进行对 比。遥控面板和主机前面板上设置的红黄绿三色观段的音频柱直观显示音频处理前后的 PPM值，同时本实用新型还具有掉电直通功能，支持SNMP协议。
图1所示为本实用新型原理线路框图；图2所示为DSP音频处理模块处理流程图；图3为本实用新型音频输出电路图；图4为本实用新型音频输入电路图；[0020]图5为本实用新型电路连接图。
具体实施方式
以下将结合附图，使用以下实施例对本实用新型进行进一步阐述。图1所示为本实用新型提供了一种响度控制器，包括主机、前面板和后面板组成， 主机内部设有信号输入输出模块、信号处理器和DSP音频处理模块，信号处理器分别同所 述输入输出模块和DSP音频处理模块相连，视频信号通过信号输入输出模块进入信号处理 器中进行解嵌处理，经信号处理器解嵌后的音频信号传给DSP音频处理模块，DSP音频处理 模块根据预设的音频响度值进行预估、计算，经DSP音频处理模块处理后的音频信号返回 到信号处理器，并通过信号处理器加嵌后输出。所述的信号处理器包括FPGA处理模块、串并转换模块和并串转换模块，所述视频 信号经FPGA处理模块处理后并通过串并转换模块进行解嵌处理，所述处理后的音频信号 经FPGA处理模块处理后并通过串转换模块进行加嵌。所述的信号处理器还设有D/A转换芯片和A/D转换芯片，用于对输入的模拟音频 信号进行转换处理，输入音频信号时，经串并转换模块解嵌后的音频信号通过A/D转换芯片转换后进入所述DSP音频处理模块进行处理，经所述DSP音频处理模块处理后的音频信 号返回到所述FPGA处理模块并进行D/A转换和加嵌处理，加嵌后的音频信号经外接的功放 或耳机输出。主机内还设有远程传输串口，FPGA处理模块通过RS485同远程遥控面板实现音频 值的远程传输，DSP音频处理模块根据由遥控面板传输来的音频值进行音频的响度控制处理。主机内还设有监听查看接口，监听查看接口同DSP音频处理模块相连接，用于实 现监看音频输入前和处理后的波形和相位。监听查看接口包括内Rflfeb krver接口和DVI音频波形输出接口，Webkrver通 过10/100/1000的网络，实现音频信号的网络监看；DVI (DigitalVisual Interface)音频 波形输出接口用于输出音频输入前和处理后的波形和相位。主机内的FPGA处理模块通过RS232串口同其前面板连接，遥控面板和主机的前面 板上分别设有一个显示面板，用于显示音频信号控制的响度值。高清响度控制器可以对嵌入高清数字信号中的音频按照预设响度值做自动响度 运算处理。采用当前的嵌入式Altera的NIOS II进行控制，同时采用DSP技术按照ITU-R BS1770标准对输入的音频信号实时预估、计算，采用快速算法可以保证在感觉不到任何延 迟的情况下，实时的提取输入音频的响度值，并依据设定的目标响度值进行实时控制，最后 以一个平均固定的响度等级连续稳定的方式输出。从而消除了声音忽大忽小给人带来的烦 躁感，保证了声音播出的实时性和稳定性的需求。其中ITU-R BS. 1770标准为2006年7月ITU-R发布了广播电视节目响度测量的 标准ITU-R Rec. BS. 1770，规定了用于确定主观的节目响度和真正峰值信号电平的音频测 量算法。新算法规定了单声道和多声道的响度估计。已经证实该算法能有效地用于音频节 目，也就是典型的广播内容。高清响度控制器提供2路信号输出(其中1路支持掉电环通)，和1路输入信号环 出以及创新性的提供1路DVI-D音频波形输出接口的音频波形输出。该波形提供了处理 前、处理后音频信号的幅度、相位波形，可以使用户在听得同时通过视觉感受声音的实时处 理后情况。高清响度控制器内置Wfeb Server ；支持远程WEB控制以及SNMP协议。基于NIOS II和DSP音频处理模块的响度控制器可以对高清或标清视频嵌入的音 频进行解嵌后，送入DSP音频处理模块进行响度控制处理。也可以对模拟音频经过A/D转 换芯片转换后送入DSP音频处理模块进行响度控制的处理。采用IRU机箱机构，安装简单 方便，标配冗余电源，支持掉电后信号环通输出功能，适用于演播室、播控机房等场合。高清、标清信号经过视频均衡器后进入串并转换芯片，串并转换芯片根据输入的 是标清视频信号还是高清视频信号自动进行检测，输出20bit的视频数据，时钟信号、行 和场同步信号，音频信号给FPGA处理模块，FPGA处理模块把音频传给DSP音频处理模块， DSP音频处理模块对音频进行处理后，再回传给FPGA. FPGA处理模块对视频信号进行串并 转换，同时把DSP音频处理模块处理后的音频数据送给芯片进行加嵌，同时把音频送给D/A 转换芯片进行D/A转换芯片，外接功放或耳机进行监听.FPGA处理模块对串并转换和并串 转换芯片进行控制，对音频A/D和D/A转换芯片进行控制，同时把音频值通过串口远程传输给遥控面板显示，音频的解嵌可以实现4组8声道的处理，DSP音频处理模块根据前面板或 遥控面板进行选择处理具体处理哪个组里面的声道。前面板和遥控面板用数码管显示控制 的响度的值，同时发送给DSP音频处理模块，DSP音频处理模块处理音频时，以此值作为参 考进行相应的响度控制处理。调节响度的旋钮通过旋转方式对响度的控制值进行调整。观 段LED红绿黄三色指示灯，通过扫描电路进行显示控制，显示输入的音频PPM值和处理后的 PPM值.高标清视频信号通过继电器掉电直通，直接输出未经处理的音频信号。同时带有 DVI输出，可以查看输入前和处理后的音频波形，方便用户进行对比。通过网络实现TOB SERVER监测视频和音频的当前运行情况。TOB SERVER点开 后，可以查看到输入输出的音频PPM值，输入视频的格式，EDH是否报错，正在处理的音频信 号情况等。并有权限登陆方式，IP地址的修改，用户密码修改等功能，方便用户远程进行监 测。具体操作为，如图1-5所示，当主机FPGA上电时，对串并转换芯片和并串转换芯片 进行默认配置.把存贮响度控制的值和音频处理的通道信息发送给主机FPGA、遥控面板和 DSP音频处理模块.FPGA处理模块和DSP音频处理模块根据发过来的值，进行相应的处理， FPGA处理模块把音频的PPM值传送给前面板和遥控面板进行显示.同时DSP音频处理模块 进行相应的配置后，通过DVI音频波形输出接口把输入前和输入后的波形显示出来，网络 开始工作，如果插上网线，可以通过WEB SERVER进行访问和监测.监测到当前的视频和音 频的运行情况。音频输出接口如果外接音箱可以实现监听.如果连接到遥控面板上，遥控 面板上自带音箱和耳机，可以对音频进行监听。虽然本实用新型已经通过具体实施方式
对其进行了详细阐述，但是，本专业普通 技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变 化，均属于本发明所要保护的范围。
权利要求1.一种响度控制器，包括主机、前面板和后面板组成，其特征在于所述主机内部设有 信号输入输出模块、信号处理器和DSP音频处理模块，所述信号处理器分别同所述输入输 出模块和DSP音频处理模块相连，视频信号通过所述信号输入输出模块进入信号处理器中 进行解嵌处理，经所述信号处理器解嵌后的音频信号传给DSP音频处理模块，所述DSP音频 处理模块根据预设的音频响度值进行预估、计算，经所述DSP音频处理模块处理后的音频 信号返回至所述信号处理器，并通过信号处理器加嵌后输出。
2.根据权利要求1所述的响度控制器，其特征在于所述的信号处理器包括FPGA处理模块、串并转换模块和并串转换模块，所述视频信 号经FPGA处理模块处理后并通过串并转换模块进行解嵌处理，所述处理后的音频信号经 FPGA处理模块处理后并通过串转换模块进行加嵌。
3.根据权利要求2所述的响度控制器，其特征在于所述的信号处理器还设有D/A转换芯片和A/D转换芯片，用于对输入的模拟音频信号 进行转换处理，输入音频信号时，经串并转换模块解嵌后的音频信号通过A/D转换芯片转 换后进入所述DSP音频处理模块进行处理，经所述DSP音频处理模块处理后的音频信号返 回到所述FPGA处理模块并进行D/A转换和加嵌处理，加嵌后的音频信号经外接的功放或耳 机输出。
4.根据权利要求2或3所述的响度控制器，其特征在于所述的主机内还设有远程传输串口，所述FPGA处理模块通过RS485同远程遥控面板实 现音频值的远程传输，所述DSP音频处理模块根据由遥控面板传输来的音频值进行音频的 响度控制处理。
5.根据权利要求4所述的响度控制器，其特征在于所述主机内还设有监听查看接口，所述监听查看接口同所述DSP音频处理模块相连 接，用于实现监看音频输入前和处理后的波形和相位。
6.根据权利要求5所述的响度控制器，其特征在于所述的监听查看接口包括内嵌Web krver接口和DVI音频波形输出接口输出音频波 形，所述Web krver通过10/100/1000的网络，实现音频信号的网络监看；所述DVI音频 波形输出接口用于输出音频输入前和处理后的波形和相位。
7.根据权利要求5所述的响度控制器，其特征在于所述主机内的FPGA处理模块通过RS232串口同其前面板连接，所述遥控面板和主机的 前面板上分别设有一个显示面板，用于显示音频信号控制的响度值。
8.根据权利要求7所述的响度控制器，其特征在于所述遥控面板和主机的前面板上还设有多段红绿黄三色指示灯，用于显示所输入音频 信号的音频值及处理后的音频值。
专利摘要本实用新型公开一种响度控制器，包括主机、前面板和后面板组成，所述主机内部设有信号输入输出模块、信号处理器和DSP音频处理模块，所述信号处理器分别同所述输入输出模块和DSP音频处理模块相连，所述视频信号通过所述信号输入输出模块进入信号处理器中进行解嵌处理，经所述信号处理器解嵌后的音频信号传给DSP音频处理模块，所述DSP音频处理模块根据预设的音频响度值进行预估、计算，经所述DSP音频处理模块处理后的音频信号返回到所述信号处理器，并通过信号处理器加嵌后输出；本实用新型能改善音频的收听效果，克服节目切换时声音忽大忽小的弊端。
文档编号H04R3/00GK201928425SQ20102062183
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者孙波, 王东 申请人:北京格非科技发展有限公司