CN103428593B - 基于扬声器来采集音频信号的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于扬声器来采集音频信号的装置，其至少包括：扬声器；与所述扬声器连接的音频获取单元，用于获取所述扬声器因振动而产生的音频信号；连接所述音频获取单元、且用于消除所述音频获取单元所输出的音频信号中的被所述扬声器所播放的音频信号及回音信号的滤波单元；以及与所述滤波单元相连接、且用于将所述滤波单元所输出的音频信号予以处理后输出至音频传输设备的音频信号处理单元。本发明的优点包括：无需设置咪头，直接基于扬声器来采集音频信号，将扬声器的功能与麦克风的功能集于一身，且结构简单，便于用户携带。

Description

基于扬声器来采集音频信号的装置

技术领域

本发明涉及音频信号处理领域，特别是涉及一种基于扬声器来采集音频信号的装置。

背景技术

现有扬声器只是用来播放音频信号，采集音频信号则由诸如麦克风等装置来完成。而随着网络的飞速发展，越来越多的人开始通过网络来与亲人或朋友聊天，通常他们聊天时或佩戴设置有麦克风的耳机，或者直接使用音响来播放声音，再使用话筒来采集声音，如此独立的两个装置，使得用户在使用时极为不便，尤其对于一些追求生活品质的人；此外，对于诸多笔记本等便携式设备，用户在使用时如果还需要携带麦克风与话筒等，更是极为不便。

因此，迫切需要一种既能播放音频同时又能采集音频的一体化设备。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于扬声器来采集音频信号的装置，以实现与麦克风相同或相似的功能。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于扬声器来采集音频信号的装置，其至少包括：

扬声器；

与所述扬声器连接的音频获取单元，用于获取所述扬声器因振动而产生的音频信号；

滤波单元，连接所述音频获取单元，用于消除所述音频获取单元所输出的音频信号中的被所述扬声器所播放的音频信号及回音信号；以及

音频信号处理单元，与所述滤波单元相连接，用于将所述滤波单元所输出的音频信号予以处理后输出至音频传输设备。

优选地，所述的基于扬声器来采集音频信号的装置还包括：功率放大单元，用于将待播放音频信号放大后送入所述扬声器。

优选地，所述音频获取单元包括连接所述功率放大单元输出端的均衡电路；更为优选地，所述均衡电路包括电阻。

如上所述，本发明的基于扬声器来采集音频信号的装置无需配置咪头，直接通过扬声器来采集通话人的语音信号，由此基于单一扬声器来实现麦克风的功能。

附图说明

图1显示为本发明的基于扬声器来采集音频信号的装置示意图。

图2显示为本发明的基于扬声器来采集音频信号的装置的优选示意图。

元件标号说明

1基于扬声器来采集音频信号的装置

11扬声器

12音频获取单元

121均衡电路

13滤波单元

14音频信号处理单元

15功率放大单元

2计算机

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种基于扬声器来采集音频信号的装置。所述基于扬声器来采集音频信号的装置1包括：扬声器11、音频获取单元12、滤波单元13、及音频信号处理单元14。

所述扬声器11为一种电声换能器件，音频电能通过电磁、压电或静电效应，使其纸盆或膜片振动并与周围的空气产生共振（共鸣）而发出声音，因此，当所述扬声器11所处的环境中有诸如人的语音等声源时，该声源会使得所述扬声器11的纸盆或膜片发生振动，由此，所述扬声器11基于电磁转换原理能将纸盆或膜片因该声源而发生的振动信号转换为相应的音频信号；此外，所述扬声器11还能将诸如计算机等音频信号提供装置所提供的音频信号予以播放。例如，如图1所示，所述扬声器11能将来自计算机2的音频信号予以播放。

所述音频获取单元12与所述扬声器11连接，用于获取所述扬声器11因振动而产生的音频信号。

本领域技术人员应该理解，基于扬声器11的工作原理，所述音频获取单元12直接连接所述扬声器11的输入端，即可获取所述扬声器11因振动而产生的音频信号，具体如图1所示。

优选地，所述音频获取单元12可包括电阻或者音频信号放大电路等。

所述滤波单元13连接所述音频获取单元12，用于消除所述音频获取单元12所输出的音频信号中的被所述扬声器11所播放的音频信号及回音信号。

优选地，所述滤波单元13可包括减法电路及回音消除电路，例如，减法电路的一个输入端连接所述音频获取单元12的输出端、另一输入端连接所述扬声器11的输入端，由此，该减法电路输出的音频信号不再包含诸如计算机2等设备提供给所述扬声器11以便所述扬声器11播放的音频信号；同时，由于所述扬声器11所播放的音频信号基于墙壁等障碍物的反射后，该反射回的回音信号会使所述扬声器11的纸盆或膜片再次振动，进而所述扬声器11基于该再次振动会输出相应的回音信号，故设置所述回音消除电路来消除该回音信号；再有，当所述扬声器11采集声源时，该声源也会因障碍物的反射等产生回音，进而所述扬声器11也会采集该声源的回音信号，故，所述回音消除电路也用于消除该声源的回音信号。

需要说明的是，本领域技术人员应该理解该回音消除电路，例如，话筒中包含的回音消除电路等，故在此不再详述。

所述音频信号处理单元14与所述滤波单元13相连接，用于将所述滤波单元13所输出的音频信号予以处理后输出至音频传输设备。

具体地，所述音频信号处理单元14将所述滤波单元13所输出的音频信号予以处理，以便所述音频传输设备能识别并进行后续处理。故，本领域技术人员应该理解，所述音频信号处理单元14对所述滤波单元13所输出的音频信号进行处理的处理方式基于所述音频传输设备来确定。其中，所述音频传输设备包括任何能传输音频信号的设备，优选地，包括但不限于：计算机、智能手机、电视播放设备等。例如，如图1所示的计算机2。

优选地，所述音频信号处理单元14与现有诸如话筒、麦克风等内的音频处理电路相同或相似，故在此不再详述。

作为一种优选方式，所述基于扬声器来采集音频信号的装置1还包括：功率放大单元15，如图2所示。

所述功率放大单元15用于将待播放音频信号放大后送入所述扬声器11。

需要说明的是，本领域技术人员应该已经理解所述功率放大单元，例如，家庭影院所包含的功率放大器；又例如，音响设备中包含的功率放大电路等，故在此不再对所述功率放大单元予以详述。

作为另一种优选方式，所述音频获取单元12包括与功率放大单元15连接的均衡电路121，如图2所示。

由于为了驱动阻抗较小的扬声器11，功率放大单元15的输出阻抗通常较小，为避免扬声器11因振动而产生的音频电流信号被功率放大单元15所吸收，故在功率放大单元15与扬声器11之间增设均衡电路121，以避免过多的功率损耗。

优选地，所述均衡电路121可采用电阻等来实现。

以下将以用户A通过连接在计算机2的基于扬声器来采集音频信号的装置1与用户B进行语音通话为例，对基于扬声器来采集音频信号的装置1的工作过程进行详细描述：

首先，用户A讲述自身的通话内容的过程中，所述扬声器11的纸盆或膜片因用户A的讲述及该讲述所产生的回音信号而发生振动，从而输出相应的包含回音信号的音频信号X1至音频获取单元12，该音频获取单元12直接或经过放大后再送入所述滤波单元13以滤除回音信号，随后再由音频信号处理单元14处理后送入计算机2，以便所述计算机2通过诸如网络等传输给用户B所使用的通话设备；接着，在用户B基于用户A的讲述而讲述自身相应的回复内容，用户B所使用的通话设备采集该回复内容并形成相应的回复音频信号，并将该回复音频信号再传回所述计算机2，所述计算机2将所述回复音频信号处理后送入所述扬声器11，从而使所述扬声器11的纸盆或膜片振动以播放出回复音频信号，同时，由于所述扬声器11的纸盆或膜片振动以播放的回复音频信号会被所述音频获取单元12所获取，该音频获取单元12会将获取的回复音频信号送入滤波单元13，该滤波单元13将来自音频获取单元12的回复音频信号与自身从所述扬声器11的输入端获取的回复音频信号相减，则该滤波单元13不会输出回复音频信号至音频信号处理单元14；此外，由于播放的回复音频信号会产生回音信号，相应地，该回音信号被扬声器11采集后送入音频获取单元12，随后也会被滤波单元13滤除，故，基于扬声器来采集音频信号的装置1基于单一的扬声器11即能播放音频信号，也能采集音频信号，集播放与采集与一身，方便广大用户。

综上所述，本发明的基于扬声器来采集音频信号的装置无需配置咪头，直接通过扬声器来采集通话人的语音信号，因而，本发明的装置兼具放音与录音的功能，可作为喇叭及麦克风来使用，可应用在家庭对讲***、防盗***、及监控***，相对于现有技术，其优点包括：

1.由于无需麦克风及其驱动电路，简化了便携设备的设计；

2.结构简单，节约体积，方便安装与生产；

3.在语音通话应用中，能有效消除回音，提高语音通话质量。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种基于扬声器来采集音频信号的装置，其特征在于，所述基于扬声器来采集音频信号的装置至少包括：

扬声器；

与所述扬声器连接的音频获取单元，用于获取所述扬声器因振动而产生的音频信号；

滤波单元，其输入端分别连接所述音频获取单元的输出端以及所述扬声器的输入端，用于消除所述音频获取单元所输出的音频信号中的被所述扬声器所播放的音频信号及回音信号；

音频信号处理单元，与所述滤波单元相连接，用于将所述滤波单元所输出的音频信号予以处理后输出至音频传输设备。

2.根据权利要求1所述的基于扬声器来采集音频信号的装置，其特征在于还包括：功率放大单元，用于将待播放音频信号放大后送入所述扬声器。

3.根据权利要求2所述的基于扬声器来采集音频信号的装置，其特征在于：所述音频获取单元包括连接所述功率放大单元输出端的均衡电路。

4.根据权利要求3所述的基于扬声器来采集音频信号的装置，其特征在于：所述均衡电路包括电阻。