音頻信號處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種音頻信號處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，語音應(yīng)用逐步遍及我們生活的各個領(lǐng)域，如手機、電視、車載、空調(diào)等等領(lǐng)域。當前的語音識別在較理想的環(huán)境下已經(jīng)能獲得很優(yōu)秀的體驗表現(xiàn)，但是現(xiàn)實生活的實際環(huán)境并非那么理想，比如餐廳、車內(nèi)或者遠距離使用等等，由于干擾因素較多，使得語音識別體驗大大較低。而MIC陣列技術(shù)已經(jīng)發(fā)展多年，尤其近幾年有所突破，通過MIC陣列語音增強技術(shù)可以成功排除現(xiàn)實生活環(huán)境中的一些干擾因素，從而大大提升語音識別體驗效果。但是MIC陣列技術(shù)使用成本較高，從最簡單的兩個MIC的陣列到幾十個MIC的陣列，由于有很多路MIC采集聲音，而需要將這么多MIC采集的聲音送給一個MCU(Micro ControlUnit，微控制單元)來處理，目前常用的方法是采用支持多路音頻輸入的MCU，但這樣的芯片很少且價格昂貴，而其接口數(shù)量很有限。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供一種音頻信號處理裝置，以簡單、方便地將MIC陣列采集的聲音信號傳輸給MCU。
[0004]為此，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種音頻信號處理裝置，包括:音頻采集集群、MCU、及分別與所述音頻采集集群及所述MCU相連接的橋接器，其中，所述音頻采集集群用于采集多路音頻信號，并將采集的多路音頻信號分別傳輸給所述橋接器，所述橋接器將所述多路音頻信號轉(zhuǎn)換為一路音頻信號傳輸給MCU，以使MCU對所述音頻信號進行音頻處理。
[0006]優(yōu)選地，所述橋接器通過多個音頻數(shù)字接口與所述音頻采集集群連接，并通過一個音頻數(shù)據(jù)接口與MCU連接。
[0007]優(yōu)選地，所述音頻數(shù)字接口為以下任意一種接口 PCM、I2S, TDM1
[0008]優(yōu)選地，所述音頻采集集群包括多個音頻采集單元，每個音頻采集單元各自通過一個音頻數(shù)字接口與所述橋接器連接。
[0009]優(yōu)選地，所述音頻采集單元將采集的音頻信號編碼為數(shù)字信號傳輸給所述橋接器。
[0010]優(yōu)選地，所述音頻采集集群為MIC陣列。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述MCU將從所述橋接器接收的一路音頻數(shù)字信號還原為多路音頻數(shù)字信號。
[0012]優(yōu)選地，所述橋接器為CPLD或者FPGA。
[0013]本實用新型提供的音頻信號傳輸裝置，通過橋接器將音頻采集集群采集的多路音頻信號轉(zhuǎn)換為一路音頻信號傳輸給MCU，以使MCU對所述音頻信號進行音頻處理。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0014](I)實現(xiàn)簡單，其中的橋接器，選擇一個很少資源的CPLD或者FPGA就可以實現(xiàn)；
[0015](2)應(yīng)用難度低，由于通過橋接器的轉(zhuǎn)接，音頻采集集群輸出的音頻數(shù)字信號只需一個音頻數(shù)字接口傳輸給MCU，比起要將多路的音頻采集單元分別接入MCU要簡單得多。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本實用新型提供的音頻信號處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明實施例的方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型實施例作進一步的詳細說明。
[0019]如圖1所示，是本實用新型提供的音頻信號傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]該裝置包括:音頻采集集群11、MCU12、及分別與所述音頻采集集群11及所述MCU12相連接的橋接器13，其中，所述音頻采集集群11用于采集多路音頻信號，并將采集的多路音頻信號分別傳輸給所述橋接器13，所述橋接器13將所述多路音頻信號轉(zhuǎn)換為一路音頻信號傳輸給MCU12，以使MCU對所述音頻信號進行音頻處理。
[0021]具體地，MCU12在接收到橋接器13傳輸?shù)囊宦芬纛l信號后，可以將該一路音頻數(shù)字信號還原為多路音頻數(shù)字信號，以便后續(xù)各種不同應(yīng)用對語音信號的處理，比如，在語音識別中，通過對多路語音信號的識別可以有效提高識別效果。
[0022]在實際應(yīng)用中，上述橋接器13可以通過多個音頻數(shù)字接口與所述音頻采集集群11連接，并通過一個音頻數(shù)據(jù)接口與MCU12連接。
[0023]音頻采集集群11包括多個音頻采集單元，比如，可以是MIC陣列，每個音頻采集單元將采集的一路音頻信號編碼為數(shù)字信號，并通過一個上述音頻數(shù)字接口傳輸給橋接器13ο
[0024]上述音頻數(shù)字接口為以下任意一種接口:PCM(Pulse Code Modulat1n，脈沖編碼調(diào)制)、I2S (Inter—IC Sound，集成電路內(nèi)置音頻總線)、TDMI (Time Divis1nMultiplexing Interface，時分復(fù)用接口 ) ο
[0025]下面以I2S接口為例，說明本實用新型音頻信號處理裝置對多路音頻信號的傳輸過程。
[0026]I2S標準中，既規(guī)定了硬件接口規(guī)范，也規(guī)定了數(shù)字音頻數(shù)據(jù)的格式。I2S有3個主要信號:
[0027]1.串行時鐘SCLK，也叫位時鐘(BCLK)，即對應(yīng)數(shù)字音頻的每一位數(shù)據(jù)，SCLK都有I個脈沖。SCLK的頻率=2 X采樣頻率X采樣位數(shù)。
[0028]2.幀時鐘LRCK，(也稱WS)，用于切換左右聲道的數(shù)據(jù)。LRCK為“ I”表示正在傳輸?shù)氖怯衣暤赖臄?shù)據(jù)，為“O”則表示正在傳輸?shù)氖亲舐暤赖臄?shù)據(jù)。LRCK的頻率等于采樣頻率。
[0029]3.串行數(shù)據(jù)SDATA，就是用二進制補碼表示的音頻數(shù)據(jù)。
[0030]I2S格式的信號無論有多少位有效數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的最高位總是出現(xiàn)在LRCK變化(也就是一幀開始)后的第2個SCLK脈沖處。這就使得接收端與發(fā)送端的有效位數(shù)可以不同。如果接收端能處理的有效位數(shù)少于發(fā)送端，可以放棄數(shù)據(jù)幀中多余的低位數(shù)據(jù)；如果接收端能處理的有效位數(shù)多于發(fā)送端，可以自行補足剩余的位。這種同步機制使得數(shù)字音頻設(shè)備的互連更加方便，而且不會造成數(shù)據(jù)錯位。
[0031]在該實施例中，音頻采集集群11采用支持2路ADC采樣的編解碼器，采樣率為16k，采樣精度為24bit，采用6個這樣的編解碼器，即可組成12路的音頻采集集群，其中每2路數(shù)字音頻通過一個I2S接口傳輸給橋接器13。
[0032]I2S 接口 的 LRCLK (標記為 CLK0)為 16k，BCLK (標記為 CLK1)為 2*24*CLK0，每個I2S可以傳輸2路數(shù)據(jù)。6個I2S的數(shù)據(jù)通過橋接器13合成一個I2S的數(shù)據(jù)通過橋接器13和MCU12間的I2S接口傳輸，則橋接器13和MCU12間的I2S接P的LRCLK (標記為CLK2)是CLKO的6倍，即96k，而BCLK為2*24*CLK2。這樣，即可將12路16k*24bit的數(shù)據(jù)組合成了一組I2S數(shù)據(jù)傳輸給MCU12，而該MCU12只需能夠支持96k采樣，24bit采樣精度的I2S音頻數(shù)字接口即可。
[0033]可見，本實用新型提供的音頻信號傳輸裝置，通過橋接器將音頻采集集群采集的多路音頻信號轉(zhuǎn)換為一路音頻信號傳輸給MCU，所述橋接器可以根據(jù)實際應(yīng)用需要來設(shè)計多路數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為一路數(shù)字信號的接口，采用一些常用的可編程邏輯器件比如 CPLD (Complex Programmable Logic Device，復(fù)雜可編程邏輯器件)、FPGA(Field —Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)等即可實現(xiàn)。其實現(xiàn)簡單，應(yīng)用難度低，大大降低了硬件成本和降低多錄音頻同時輸入的使用難度，同時也降低了對MCU的要求。
[0034]以上對本實用新型實施例進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了【具體實施方式】對本發(fā)明進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的裝置；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【主權(quán)項】
1.一種音頻信號處理裝置，其特征在于，包括:音頻采集集群、MCU、及分別與所述音頻采集集群及所述MCU相連接的橋接器，其中，所述音頻采集集群用于采集多路音頻信號，并將采集的多路音頻信號分別傳輸給所述橋接器，所述橋接器將所述多路音頻信號轉(zhuǎn)換為一路音頻信號傳輸給MCU，以使MCU對所述音頻信號進行音頻處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述橋接器通過多個音頻數(shù)字接口與所述音頻采集集群連接，并通過一個音頻數(shù)據(jù)接口與MCU連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述音頻數(shù)字接口為以下任意一種接口 PCM、I2S、TDMI。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述音頻采集集群包括多個音頻采集單元，每個音頻采集單元各自通過一個音頻數(shù)字接口與所述橋接器連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述音頻采集單元將采集的音頻信號編碼為數(shù)字信號傳輸給所述橋接器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述音頻采集集群為MIC陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述MCU將從所述橋接器接收的一路音頻數(shù)字信號還原為多路音頻數(shù)字信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的音頻信號處理裝置，其特征在于，所述橋接器為CPLD 或者 FPGA。
【專利摘要】本實用新型公開了一種音頻信號處理裝置，該裝置包括：音頻采集集群、MCU、及分別與所述音頻采集集群及所述MCU相連接的橋接器，其中，所述音頻采集集群用于采集多路音頻信號，并將采集的多路音頻信號分別傳輸給所述橋接器，所述橋接器將所述多路音頻信號轉(zhuǎn)換為一路音頻信號傳輸給MCU，以使MCU對所述音頻信號進行音頻處理。本實用新型的音頻信號處理裝置可以簡單、方便地將MIC陣列采集的聲音信號傳輸給MCU。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號】CN204406122
【申請?zhí)枴緾N201520112175
【發(fā)明人】劉叢剛, 何孔龍, 謝信珍
【申請人】科大訊飛股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月15日