一種數字音頻管理矩陣及其控制方法與流程

2023-04-26 00:05:06

本發明涉及音頻控制技術領域，尤其涉及一種數字音頻管理矩陣及其控制方法。

背景技術：

隨著社會經濟的發展，跟隨「大眾創業、萬眾創新」的政策支持，酒店及中小企業的商務型會議在快速增長，音響系統的使用也越來越廣泛。包括：各種會議活動場所、各類體育館場、各種文藝演出場所。由於一臺模擬音頻設備的功能相對單一，在此情況下一套多功能的音響系統就需要許多模擬音頻合併來實現這些功能。

技術實現要素：

本發明的目的在於解決現有技術中需要許多模擬音頻設備合併來實現各種會議活動場所、各類體育館場、各種文藝演出場所的音頻控制的問題，提供一種數字音頻管理矩陣及其控制方法。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：

一方面，提供一種數字音頻管理矩陣，包括：

殼體；

控制裝置，設置於所述殼體內部；

提供輸入輸出接口的插卡式控制卡槽，設置於所述殼體表面，連接於所述控制裝置；

提供音頻信號線連接的自適應插卡式輸入輸出卡槽，設置於所述殼體表面，連接於所述控制裝置；所述自適應插卡式輸入輸出卡槽包括多個用於連接音源設備的輸入卡槽及多個用於連接播放設備的輸出卡槽。

在本發明所述數字音頻管理矩陣中，還包括：

遙控信號接收裝置，設置於所述殼體表面，連接於所述控制裝置；

顯示裝置，設置於所述殼體表面，連接於所述控制裝置；

多個導航按鍵，設置於所述殼體表面，分別連接於所述控制裝置；

視頻接口，設置於所述殼體表面，連接於所述控制裝置；

網絡接口，設置於所述殼體表面，連接於所述控制裝置；

電源開關，設置於所述殼體表面，連接於所述控制裝置；

交流電源輸入接口，設置於所述殼體表面，連接於所述控制裝置；

保險座，設置於所述殼體表面，連接於所述交流電源輸入接口與所述控制裝置之間。

在本發明所述數字音頻管理矩陣中，多個所述輸入卡槽包括第一輸入埠及第二輸入埠；

所述第一輸入埠包括第一輸入通道、第二輸入通道、第三輸入通道及第四輸入通道；所述第一輸入通道通過音頻信號線連接至會議系統主機；所述第二輸入通道及所述第三輸入通道均通過音頻信號線連接至話筒；所述第四輸入通道通過音頻信號線連接至音頻輸出系統；

所述第二輸入埠包括第五輸入通道及第六輸入通道；所述第五輸入通道通過音頻信號線連接至遠程視頻會議設備；所述第六輸入通道通過音頻信號線連接至插卡式混合矩陣；

多個所述輸出卡槽包括輸出埠；

所述輸出埠包括第一輸出通道、第二輸出通道及第三輸出通道；所述第一輸出通道及所述第二輸出通道通過音頻信號線連接至功率放大器；所述第三輸出通道通過音頻信號線連接至所述遠程視頻會議設備。

在本發明所述數字音頻管理矩陣中，所述插卡式控制卡槽包括第一控制通道、第二控制通道、第三控制通道及第四控制通道；所述第一控制通道通過串口連接至投影機；所述第二控制通道通過串口連接至電源控制器；所述第三控制通道通過串口連接至電源時序器；所述第四控制通道通過串口連接至調光器。

在本發明所述數字音頻管理矩陣中，所述控制裝置包括：

控制晶片，所述控制晶片包括音頻接口及深度報文接口；

編解碼器，連接於所述音頻接口；

數字音頻驅動電路，連接於所述編解碼器；

數字音頻輸入輸出接口，連接於所述數字音頻驅動電路，並連接至所述自適應插卡式輸入輸出卡槽；

多通道處理模塊，連接於所述深度報文接口；

串口電路，連接於所述多通道處理模塊，並連接至所述插卡式控制卡槽。

在本發明所述數字音頻管理矩陣中，所述控制晶片還包括傳感器接口、數位訊號接口、計時接口、測試接口、時鐘接口及附加接口；所述控制裝置還包括：

溫度監控模塊，連接至所述傳感器接口，並通過i2c總線連接至所述網絡接口；

電壓監控模塊，連接至所述數位訊號接口，並通過跳線器連接至所述計時接口；

測試模塊，連接至所述測試接口；

存儲模塊，連接至所述附加接口；

振蕩器，連接至所述時鐘接口。

另一方面，提供一種數字音頻管理矩陣的控制方法，提供如上所述的數字音頻管理矩陣，其特徵在於，包括：

藉由輸入卡槽和/或插卡式控制卡槽接收音源設備的第一音頻信號；

藉由控制裝置對所述第一音頻信號進行處理以獲得第二音頻信號；

藉由輸出卡槽和/或所述插卡式控制卡槽將所述第二音頻信號發送至播放設備。

在本發明所述的控制方法中，所述藉由控制裝置對所述第一音頻信號進行處理以獲得第二音頻信號，包括：

藉由控制裝置的濾波器及加速器對所述音源設備的會議系統主機所接收的音頻進行嘯叫抑制；

藉由所述控制裝置的濾波器及加速器對所述音源設備的遠程視頻會議設備所接收的音頻進行回音抑制。

在本發明所述的控制方法中，還包括：

藉由插卡式控制卡槽連接受控設備，從而使所述控制裝置控制所述受控設備。

在本發明所述的控制方法中，所述藉由插卡式控制卡槽連接受控設備，從而使所述控制裝置控制所述受控設備，包括：

藉由所述控制裝置控制投影機的開關、亮度及信號選擇；

藉由所述控制裝置控制電源控制器的開關；

藉由所述控制裝置控制電源時序器的開關；

藉由所述控制裝置控制調光器對應的燈泡的亮度。

上述公開的一種數字音頻管理矩陣及其控制方法具有以下有益效果：通過多種接口實現音頻的無線遠程控制和集中控制，解決了現有技術中單臺模擬音頻設備功能單一、接線複雜、用戶操作不便的問題。

附圖說明

圖1為本發明一實施例提供的一種數字音頻管理矩陣的正面示意圖；

圖2為本發明一實施例提供的一種數字音頻管理矩陣的背面示意圖；

圖3為本發明一實施例提供的控制裝置的結構示意圖；

圖4為本發明一實施例提供的一種數字音頻管理矩陣的連接示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明提供了一種數字音頻管理矩陣100及其控制方法，其目的在於，旨在解決現有技術中單臺模擬音頻設備功能單一，且根據會議需求增減通道接口時帶來不便的問題。通過多種接口實現音頻的無線遠程控制和集中控制，解決了現有技術中單臺模擬音頻設備功能單一、接線複雜、用戶操作不便的問題。由於插卡式音頻管理矩陣的功能多樣化，以上設備接入到插卡式音頻管理矩陣中，實現了對音頻信號的前級放大、嘯叫抑制、回聲抑制、濾波陷波、壓縮、自動靜音、噪聲門、延時、分頻、混音、回聲的綜合處理，為用戶提供了卓越清晰的音質。同時使用中控控制接口，實現了智能化控制系統，簡便了用戶操作。

參見圖1及圖2，圖1為本發明一實施例提供的一種數字音頻管理矩陣100的正面示意圖，圖2為本發明一實施例提供的一種數字音頻管理矩陣100的背面示意圖。該數字音頻管理矩陣100包括殼體1、控制裝置2、插卡式控制卡槽3、自適應插卡式輸入輸出卡槽4、遙控信號接收裝置5、顯示裝置6、多個導航按鍵7、視頻接口8、網絡接口9、電源開關10、交流電源輸入接口11及保險座12。

控制裝置2設置於所述殼體1內部；參見圖3，圖3為本發明一實施例提供的控制裝置2的結構示意圖。所述控制裝置2包括控制晶片201、編解碼器202、數字音頻驅動電路203、數字音頻輸入輸出接口204、多通道處理模塊205、串口電路206、溫度監控模塊207、電壓監控模塊208、測試模塊209、存儲模塊210及振蕩器211。

所述控制晶片201包括音頻接口2011、深度報文接口2012、傳感器接口2013、數位訊號接口2014、計時接口2015、測試接口2016、時鐘接口2017及附加接口2018。優選的，控制晶片201採用adsp-21489，sharc處理器晶片。adsp-21489提供最高性能：450mhz/2700mflop，並採用lqfp封裝。mflop(mega-floating-pointoperationspersecond)：每秒百萬次浮點運算。lqfp(low-profilequadflatpackage)封裝：這種技術叫做四方扁平式封裝技術，該封裝本體厚度為1.4mm，晶片引腳之間距離很小，管腳很細。adsp-21489還集成了專用外設功能模塊，簡化硬體設計，減少設計風險並最終縮短上市時間。這些功能模塊被稱為dai(digitalaudiointerface——數字音頻接口2011)，可以相互連接，也可連接通過軟體可編程信號sru(signalroutingunit—信號路由)連接至外部引腳。sru是一種新型架構，可在dai模塊間實現全面而靈活的路由。通過sru連接的外設不限於串行埠、idp、s/pdiftx/rx和8通道異步採樣速率轉換器模塊，還可將來自串行埠的數據通過dma控制器直接傳輸到外部存儲器。spi、uart、雙線接口等其他外設通過數字外設接口(dpi)路由。由於具有以上功能特點adsp-21489，sharc處理器晶片被廣泛應用於音頻、信號處理領域。

編解碼器202連接於所述音頻接口2011；編解碼器202優選為ad1939codec，音頻接口2011優選為adsp-21489的dai(digitalaudiointerfaces)。

數字音頻驅動電路203連接於所述編解碼器202；數字驅動電路優選為spdifcirc。

數字音頻輸入輸出接口204連接於所述數字音頻驅動電路203，並連接至所述自適應插卡式輸入輸出卡槽4；數字音頻輸入輸出接口204包括spdifin口及spdifout口。

多通道處理模塊205連接於所述深度報文接口2012；多通道處理模塊205優選為adm3203，深度報文接口2012優選為adsp-21489的dpi(deeppacketinspection)。

串口電路206，連接於所述多通道處理模塊205，並連接至所述插卡式控制卡槽3。串口電路206優選為rs232conn。

溫度監控模塊207，連接至所述傳感器接口2013，並通過i2c總線連接至所述網絡接口9；溫度監控模塊207優選為adm1032，傳感器接口2013優選為adsp-21489的tempsensor。

電壓監控模塊208，連接至所述數位訊號接口2014，並通過跳線器連接至所述計時接口2015；電壓監控模塊208優選為adm708resetsupervisor，數位訊號接口2014優選為adsp-21489的dspreset，計時接口2015優選為adsp-21489的wdt。

測試模塊209，連接至所述測試接口2016；優選的，測試模塊209包括mpjtagin、mpjtagout及jtagconn。測試接口2016優選為adsp-21489的jtagport。

存儲模塊210，連接至所述附加接口2018；優選的，存儲模塊210包括sram(靜態隨機存儲器)、sdram(同步動態隨機存儲器)及flash(快閃記憶體)。附加接口2018優選為adsp-21489的externalport。

振蕩器211，連接至所述時鐘接口2017。振蕩器211優選的，包括20mhz的振蕩器211及晶振。時鐘接口2017優選為adsp-21489的clk。

提供音頻信號線連接的自適應插卡式輸入輸出卡槽4，設置於所述殼體1表面，連接於所述控制裝置2；所述自適應插卡式輸入輸出卡槽4包括多個用於連接音源設備的輸入卡槽41及多個用於連接播放設備的輸出卡槽42。參見圖2，圖中包括8路平衡式話筒300/線路輸入和輸出埠421，埠採用裸線接法，+48v幻象電源供電。其中多個輸入卡槽41為前四路，即card1-4；多個輸出卡槽42為後四路，即card5-8。例如，自適應插卡式輸入輸出卡槽4為自適應插卡式輸入卡、輸出卡card1-card8，每張卡四個通道，用「1」、「2」、「3」、「4」表示，「+」表示信號熱端，「-」表示信號冷端，「g」表示接地端。其中card1-card4為輸入通道，card5-card8為輸出通道，可以連接音源設備，如話筒300、dvd、會議主機等音源設備。

具體的，所述數字音頻管理矩陣100中，多個所述輸入卡槽41包括第一輸入埠411及第二輸入埠412；所述第一輸入埠411包括第一輸入通道4111、第二輸入通道4112、第三輸入通道4113及第四輸入通道4114。所述第二輸入埠412包括第五輸入通道4121及第六輸入通道4122。多個所述輸出卡槽42包括輸出埠421；所述輸出埠421包括第一輸出通道4211、第二輸出通道4212及第三輸出通道4213。

所述第一輸入通道4111通過音頻信號線連接至會議系統主機200；例如，會議系統主機200使用音頻信號線輸入到插卡式音頻管理矩陣card1接口的1通道，此目的是抑制現場的嘯叫。

所述第二輸入通道4112及所述第三輸入通道4113均通過音頻信號線連接至話筒300；話筒300優選為u段手持話筒300，u段手持話筒300使用音頻信號線輸入到插卡式音頻管理矩陣card1接口的2通道和3通道。

所述第四輸入通道4114通過音頻信號線連接至音頻輸出系統400；例如，音頻輸出系統400為筆記本電腦，筆記本的聲音信號使用音頻信號線輸入到插卡式音頻管理矩陣card1接口的4通道。

所述第五輸入通道4121通過音頻信號線連接至遠程視頻會議設備500；例如，遠程視頻會議設備500的聲音信號使用音頻信號線輸入到插卡式音頻管理矩陣card2接口的1通道，此目的是把接收到的遠程視頻聲音信號通過插卡式音頻管理矩陣進行回聲抑制，在本地放音。

所述第六輸入通道4122通過音頻信號線連接至插卡式混合矩陣600；插卡式混合矩陣600使用音頻信號線輸入到插卡式音頻管理矩陣card2接口的2通道，此目的是將筆記本電腦中的高清視頻信號經過插卡式混合矩陣600的處理，把分離出的音頻信號輸入到插卡式數字音頻管理矩陣100。

所述第一輸出通道4211及所述第二輸出通道4212通過音頻信號線連接至功率放大器700；例如，功率放大器700使用音頻信號線連接到插卡式音頻管理矩陣card5接口的1通道和2通道，此目的是將多功能會議系統主機200、u段手持話筒300、筆記本的聲音信號、遠程視頻會議的聲音信號經過插卡式音頻管理矩陣的一系列效果處理，輸出到功率放大器700，放送聲音。

所述第三輸出通道4213通過音頻信號線連接至所述遠程視頻會議設備500。例如，遠程視頻會議設備500的聲音信號使用音頻信號線連接到插卡式音頻管理矩陣card5接口的3通道，此目的是把本地的音頻信號通過插卡式音頻管理矩陣輸出至遠程視頻會議點。

插卡式控制卡槽3提供輸入輸出接口204，設置於所述殼體1表面，連接於所述控制裝置2；所述插卡式控制卡槽3包括第一控制通道31、第二控制通道32、第三控制通道33及第四控制通道34；例如，插卡式控制卡槽3為插卡式data1-data2控制卡，包含了rs-232口、i/o，支持可編程中控命令。「tx」表示發送數據，「rx」接收數據，「g」表示接地，「i」表示輸入埠，「o」表示輸出埠。

所述第一控制通道31通過串口連接至投影機800；例如，投影機800使用rs-232控制接口接入插卡式音頻管理矩陣data1接口的「1、1、g」通道，此目的是使用rs-232中控串口，可控制投影機800的開關、亮度、信號選擇等，實現智能化控制。

所述第二控制通道32通過串口連接至電源控制器900；例如，電源控制器900使用rs-232控制接口接入插卡式音頻管理矩陣data1接口的「2、2、g」通道，目的是通過rs-232中控串口控制電源控制器900，以達到控制連接在電源控制器900上設備的開和關，方便用戶操作，實現智能化控制。

所述第三控制通道33通過串口連接至電源時序器1000；例如，電源時序器1000使用rs-232控制接口接入插卡式音頻管理矩陣data1接口的「3、3、g」通道，目的是通過rs-232中控串口控制電源時序器1000，以達到控制連接在電源時序器1000上設備的開和關，方便用戶操作，實現智能化控制。

所述第四控制通道34通過串口連接至調光器1100。例如，調光器1100器使用rs-232控制接口接入插卡式音頻管理矩陣data1接口的「4、4、g」通道，目的是通過rs-232中控串口控制調光器1100，以達到控制連接在調光器1100上燈泡的亮度，方便用戶操作，實現智能化控制。

遙控信號接收裝置5，設置於所述殼體1表面，連接於所述控制裝置2；例如，遙控信號接收裝置5為ir紅外遙控接收頭，可實現中控控制功能，如控制投影機800、dvd、空調等使用紅外控制的設備。

上述的會議系統主機200、話筒300、音頻輸出系統400、遠程視頻會議設備500、插卡式混合矩陣600、功率放大器700、投影機800、電源控制器900、電源時序器1000及調光器1100之間均可存在對應的連接關係，由於這些連接關係不為本發明所保護的內容，故在此不再贅述。

顯示裝置6，設置於所述殼體1表面，連接於所述控制裝置2；例如，顯示裝置6為tft顯示屏，可顯示當前狀態下音頻信號的輸入通道和輸出通道，還可以信號通道的音量大小。

多個導航按鍵7，設置於所述殼體1表面，分別連接於所述控制裝置2；例如，多個導航按鍵7為五維導航按鍵7，可由按鍵選擇進入不同的系統設置。

視頻接口8，設置於所述殼體1表面，連接於所述控制裝置2；例如，視頻接口8為rs485接口，此接口支持視像追蹤，輕鬆實現視頻會議。

網絡接口9，設置於所述殼體1表面，連接於所述控制裝置2；例如，網絡接口9為10m/100m乙太網接口，可連接電腦，進行軟體操作。

電源開關10，設置於所述殼體1表面，連接於所述控制裝置2；

交流電源輸入接口11，設置於所述殼體1表面，連接於所述控制裝置2；可接入220v交流電。

保險座12，設置於所述殼體1表面，連接於所述交流電源輸入接口11與所述控制裝置2之間。

另一方面，提供一種數字音頻管理矩陣100的控制方法，提供如上所述的數字音頻管理矩陣100，控制方法包括步驟s1-s3：

s1、藉由輸入卡槽41和/或插卡式控制卡槽3接收音源設備的第一音頻信號；

s2、藉由控制裝置2對所述第一音頻信號進行處理以獲得第二音頻信號；步驟s2包括子步驟s21-s22：

s21、藉由控制裝置2的濾波器及加速器對所述音源設備的會議系統主機200所接收的音頻進行嘯叫抑制；

s22、藉由所述控制裝置2的濾波器及加速器對所述音源設備的遠程視頻會議設備500所接收的音頻進行回音抑制。

例如，adsp-21489不但擁有較高的內核性能，而且內置了fir、iir和fft加速器等額外的處理模塊，可以大幅提升系統的整體性能。

fir(finiteimpulseresponse)：指的是一種濾波器，一般稱為fir濾波器，有限長單位衝激響應濾波器，又稱為非遞歸型濾波器，是數位訊號處理系統中最基本的元件，它可以在保證任意幅頻特性的同時具有嚴格的線性相頻特性。fir係數的傅立葉變換即為頻率響應，可以得到房間適合的音質，這對於音響系統的保護和獲得最佳音質是及其重要的。

iir(infiniteimpulseresponse)：指的是一種濾波器，一般稱為iir濾波器，無限長單位衝激響應濾波器，又稱為遞歸型濾波器，幅頻特性精度很高，可以應用在對相位不敏感的音頻信號上。

fft(fastfouriertransformation)加速器：是離散式傅立葉變換的高效算法，它是根據離散傅氏變換的奇、偶、虛、實等特性，對離散傅立葉變換的算法進行改進獲得的。這種算法是數位訊號處理中最核心的算法。

此外，adsp-21489還可以實現對音頻信號的前級放大、嘯叫抑制、回聲抑制、濾波陷波、壓縮、自動靜音、噪聲門、延時、分頻、混音、回聲的綜合處理，為用戶提供了卓越清晰的音質，同時使用中控控制接口，實現了智能化控制系統，簡便了用戶操作。

s3、藉由輸出卡槽42和/或所述插卡式控制卡槽3將所述第二音頻信號發送至播放設備。

優選的，控制方法還包括步驟s4：

s4、藉由插卡式控制卡槽3連接受控設備，從而使所述控制裝置2控制所述受控設備。步驟s4包括子步驟s41-s44：

s41、藉由所述控制裝置2控制投影機800的開關、亮度及信號選擇；

s42、藉由所述控制裝置2控制電源控制器900的開關；

s43、藉由所述控制裝置2控制電源時序器1000的開關；

s44、藉由所述控制裝置2控制調光器1100對應的燈泡的亮度。

本文提供了實施例的各種操作。在一個實施例中，所述的一個或操作可以構成一個或計算機可讀介質上存儲的計算機可讀指令，其在被電子設備執行時將使得計算設備執行所述操作。描述一些或所有操作的順序不應當被解釋為暗示這些操作必需是順序相關的。本領域技術人員將理解具有本說明書的益處的可替代的排序。而且，應當理解，不是所有操作必需在本文所提供的每個實施例中存在。

而且，本文所使用的詞語「優選的」意指用作實例、示例或例證。奉文描述為「優選的」任意方面或設計不必被解釋為比其他方面或設計更有利。相反，詞語「優選的」的使用旨在以具體方式提出概念。如本申請中所使用的術語「或」旨在意指包含的「或」而非排除的「或」。即，除非另外指定或從上下文中清楚，「x使用a或b」意指自然包括排列的任意一個。即，如果x使用a；x使用b；或x使用a和b二者，則「x使用a或b」在前述任一示例中得到滿足。

而且，儘管已經相對於一個或實現方式示出並描述了本公開，但是本領域技術人員基於對本說明書和附圖的閱讀和理解將會想到等價變型和修改。本公開包括所有這樣的修改和變型，並且僅由所附權利要求的範圍限制。特別地關於由上述組件(例如元件等)執行的各種功能，用於描述這樣的組件的術語旨在對應於執行所述組件的指定功能(例如其在功能上是等價的)的任意組件(除非另外指示)，即使在結構上與執行本文所示的本公開的示範性實現方式中的功能的公開結構不等同。此外，儘管本公開的特定特徵已經相對於若干實現方式中的僅一個被公開，但是這種特徵可以與如可以對給定或特定應用而言是期望和有利的其他實現方式的一個或其他特徵組合。而且，就術語「包括」、「具有」、「含有」或其變形被用在具體實施方式或權利要求中而言，這樣的術語旨在以與術語「包含」相似的方式包括。

本發明實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以多個或多個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實現。所述集成的模塊如果以軟體功能模塊的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。上述的各裝置或系統，可以執行相應方法實施例中的存儲方法。

綜上所述，雖然本發明已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例並非用以限制本發明，本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以權利要求界定的範圍為準。