CN103475979A - 降低回放音频延迟伴唱***及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种降低回放音频延迟伴唱***及其方法,***包括输入模块,从麦克风接收原始音频;音效模块,将原始音频分别传送至混音器及信号读写端,并且在混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,以及在混音器同时接收到原始音频及来自信号读写端的处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音生成回放音频;处理单元,驱动音效模块,从信号读写端读取原始音频进行音场处理后生成处理音频,并且将处理音频回传至信号读写端;输出模块,将来自混音器的回放音频输出至扬声器。
Description
技术领域
本发明涉及一种伴唱***,尤其涉及针对一种先直接回放原始音频再播放音场处理及混音后的音频之降低回放音频延迟伴唱***及其方法。
背景技术
近年来,随着伴唱设备的普及与蓬勃发展,先将歌唱者的声音进行音场处理后再播放的技术已相当普遍,然而,如何使歌唱者的声音不因音场处理而延迟,导致人声与字幕不同步则已成为各家厂商亟欲解决的问题。
一般而言,传统的伴唱设备是使用硬件芯片来处理人声、音场效果及字幕并进行播放,然而此方式的扩充性不佳,难以新增人声及音场效果,如:在KTV场所、在录音室、在演唱会、模拟狗叫声、男女声音转换......等效果,因此,为了方便增加人声及音场效果便改以使用软件的方式来处理,但由于以软件方式处理音场效果需要耗费相当多的时间,导致播放出来的人声与显示字幕的时间两者之间存在延迟的问题,换句话说,从歌唱者发出的人声经过音场处理后回放到歌唱者人耳听到的声音会比显示的字幕来得慢,故具有回放音频延迟的问题。
有鉴于此,便有人提出一种同步化文字/影像信息与音频回播方法,利用音频处理技术,同步化与音频(特别是音乐)回播相关的文字或其它影像信息。然而,上述方式是以时间标记的方式对已预先存在的文字、影像与音频进行处理,无法适用于伴唱这种具有实时性的需求。因此,上述方式仍然无法有效解决回放音频延迟的问题。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的技术问题,本发明提出了一种降低回放音频延迟伴唱***及其方法。
本发明的技术解决方案是:一种降低回放音频延迟伴唱***,其特殊之处在于:所述***包括输入模块,从麦克风接收原始音频;音效模块,将所述原始音频分别传送至混音器及信号读写端,并且在混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,以及在混音器同时接收到原始音频及来自信号读写端的处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音生成回放音频;处理单元,驱动音效模块,从信号读写端读取原始音频进行音场处理后生成处理音频,并且将处理音频回传至信号读写端;输出模块,将来自混音器的回放音频输出至扬声器。
上述***包含更新模块,用来通过网络联机至服务器,并且从服务器下载预设的音场效果,提供处理单元进行音场处理。
上述***包含模拟/数字转换器(Analog-to-igital Converter,ADC)及数字/模拟转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC),用来对回放音频及处理音频进行模拟信号及数字信号的转换。
上述输出模块包含高清晰度多媒体接口(High-Definition MultimediaInterface,HDMI)单元,该高清晰度多媒体接口单元用来电性连接处理单元及模拟/数字转换器,用来将回放音频数字化后通过输出模块输出至扬声器。
上述原始音频的音量大于处理音频,并且允许调整原始音频与处理音频的比例。
一种降低回放音频延迟伴唱方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
1)从麦克风接收原始音频;
2)将原始音频分别传送至混音器及信号读写端,并且在混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,以及在混音器同时接收到原始音频及来自信号读写端的处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音生成回放音频;
3)从信号读写端读取原始音频进行音场处理后生成处理音频,并且将处理音频回传至信号读写端;
4)将来自混音器的回放音频输出至扬声器。
上述方法包含步骤5)通过网络联机至服务器,并且从服务器下载预设的音场效果以提供音场处理使用。
上述方法包含步骤6)调整原始音频及处理音频的比例。
上述回放音频通过数字信号及模拟信号或两者任一输出至扬声器。
上所述原始音频的音量大于处理音频。
本发明提供的一种降低回放音频延迟伴唱***及其方法,通过将来自麦克风的原始音频分别传送至混音器及信号读写端,以及自信号读写端读取原始音频进行音场处理生成处理音频并回传,当混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,当混音器同时接收到原始音频及处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音产生回放音频,使人耳听到的回放音频能够呈现先播放原始音频再播放混音后的音频。通过本发明可提高回放音频的实时性的技术功效。
附图说明
图1是本发明降低回放音频延迟伴唱******方块图。
图2是本发明降低回放音频延迟伴唱方法方法流程图。
图3是应用本发明的第一实施例示意图。
图4是应用本发明的第二实施例示意图。
图5是应用本发明的第三实施例示意图。
图6是应用本发明的第四实施例示意图。
图7是应用本发明的第五实施例示意图。
图8是应用本发明的第六实施例示意图。
图9是应用本发明的第七实施例示意图。
图10是应用本发明的第八实施例示意图。
图11是应用本发明的第九实施例示意图。
图12是应用本发明的第十实施例示意图。
图13是应用本发明的第十一实施例示意图。;
具体实施方式
参见图1,其***包含:输入模块110、音效模块120、处理单元130及输出模块140。其中,输入模块110用来自麦克风接收原始音频,所述原始音频为歌唱者所发出的人声的音频信号。
音效模块120用来将原始音频分别传送至混音器及信号读写端,并且在混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,以及在混音器同时接收到原始音频及来自信号读写端的处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音生成回放音频,所述信号读写端可为通用序列总线的输出/输入(USB Input/Output)脚位,虽然本发明以通用序列总线配合图式作说明,然而本发明并未以此作限制,在实际实施上也可使用具有更高传输速度的传输接口如:“Thunderbolt"(目前传输速度高达20Gbps)来取代通用序列总线。在实际实施上,音效模块120可包含模拟/数字转换器(Analog-to-igital Converter,ADC)及数字/模拟转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC)用来对回放音频及处理音频进行模拟信号及数字信号的转换,举例来说,模拟/数字转换器可通过I2S(Inter-IC Sound)脚位电性连接至处理单元130,用来传输数字信号,如此一来,由混音器输出的回放音频即可通过模拟/数字转换器将音频信号由模拟信号转换为数字信号供处理单元130以高清晰度多媒体接口(High-DefinitionMultimedia Interface,HDMI)进行数字输出及播放。至于来自处理单元130的处理音频由于为数字信号,所以要将其通过数字/模拟转换器由数字信号转换为模拟信号以供混音器进行混音处理。由于数字信号与模拟信号之间的转换及其播放技术为习知技术,故在此不再多作赘述。特别要说明的是,原始音频的音量可大于处理音频。另外,音效模块120还可以包含声道处理单元(图中未示)来处理左右声道的音频信号,此音效模块120可使用USB音效芯片“VT1620A"来实现。
处理单元130驱动音效模块120,用来自信号读写端读取原始音频进行音场处理后生成处理音频,并且将此处理音频回传至信号读写端。在实际实施上,音场处理是以应用程序将原始音频与预设的音场效果,如:录音室、演唱会、KTV......等模拟效果进行运算以产生相应的处理音频,由于音场处理为习知技术,故在此不再多作赘述。所述处理单元130可使用***单芯片“WM8950"来实现。
输出模块140用来来自混音器的回放音频输出至扬声器,如:喇叭、音箱......等等。在实际实施上,其可通过高清晰度多媒体接口(HDMI)、AV端子、......等音效输出端子以数字或模拟的方式来传输播放音频。另外,输出模块140更可包含高清晰度多媒体接口单元,用来电性连接处理单元130及音效模块120的模拟/数字转换器,以便将数字化的播放音频通过输出模块140输出至扬声器。在实际实施上,高清晰度多媒体接口单元可使用产品编号“IT6623"的集成电路来实现,用来进行HDMI的混音处理。
特别要说明的是,本***可包含更新模块150用来通过网络170联机至服务器160,并且从所述服务器160下载预设的音场效果,提供处理单元130进行音场处理。如此一来,即可通过维护服务器160的音场效果一并使联机到此服务器160的本***进行相应的更新及维护,提高维护音场效果的便利性。
参见图2,本发明方法其步骤包括:自麦克风接收原始音频(步骤210);将原始音频分别传送至混音器及信号读写端,并且在混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,以及在混音器同时接收到原始音频及来自信号读写端的处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音生成回放音频(步骤220);自所述信号读写端读取原始音频进行音场处理后生成处理音频,并且将此处理音频回传至信号读写端(步骤230);将来自混音器的回放音频输出至扬声器(步骤240)。通过上述步骤,即可通过将来自麦克风的原始音频分别传送至混音器及信号读写端,以及自信号读写端读取原始音频进行音场处理生成处理音频并回传,当混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,当混音器同时接收到原始音频及处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音产生回放音频,使人耳听到的回放音频能够呈现先播放原始音频再播放混音后的音频。
在步骤230之前,也可通过网络170联机至服务器160,并且从服务器160下载预设的音场效果以提供步骤230进行音场处理时使用(步骤225)。如此一来,即可通过联机至外部的服务器160来持续维护音场处理时所使用的音场效果。另外,在步骤230之后,可调整原始音频及处理音频的比例(步骤235)来进行混音。举例来说,两者混音产生的回放音频,其原始音频占40%、处理音频占60%。
参见图3,在此例中以HDMI端子为输出,处理单元130的***单芯片与音效模块120的音效芯片通过USB的I/O(Input/Output)相互电性连接。音效模块120将原始音频分别传送至信号读写端(即USB I/O)及音效芯片内的混音器(图中未示),***单芯片130从信号读写端读取原始音频并进行音场处理后产生处理音频,并且将此处理音频通过信号读写端回传至音效芯片,音效芯片内的混音器在尚未接收到处理音频时是直接将原始音频作为回放音频输出至模拟/信号转换器,而在接收到处理音频后则会对处理音频进行混音并同样产生回放音频输出至模拟/信号转换器,接着此回放音频则经由模拟/数字转换器通过I2S_IN脚位将回放音频传送至***单芯片。换句话说,来自麦克风的原始音频其传输路径是依序经由音效芯片、模拟/数字转换器及***单芯片(如粗体实线所示意的传输路径一311),而***单芯片产生的处理音频则依序经由音效芯片、模拟/信号转换器再回到重新回到***单芯片(如粗体长虚线所示意的传输路径二312),以便通过将回放音频通过输出模块140的HDMI端子传送至扬声器进行播放。
如图4,在此例中应用软件与AV端子同时有音频输出,所述应用软件的音频可为预设的伴奏乐曲。此第二实施例与第一实施例的主要差异在于应用软件的音频从***单芯片的I2S_Out脚位依序经过数字/模拟转换器、混音器输出至AV端子(如粗体虚线所示意的传输路径三323);回放音频从音效芯片同时往模拟/数字转换器及混音器传送(如粗体实线所示意的传输路径一321);以及处理音频从***单芯片同时往模拟/数字转换器及混音器传送(如粗体长虚线所示意的传输路径二322),这三条传输路径(321~323)所代表的音频信号经混音后输出至AV端子进行播放。
如图5,输出模块140可包含高清晰度多媒体接口单元(简称为HDMI单元),在实际实施上,HDMI单元通过HDMI_In脚位电性连接***单芯片,以及通过I2S_In脚位电性连接至模拟/数字转换器的I2S_Out脚位。第三实施例与第二实施例的主要差异在于增加了HDMI单元,使得三种音频信号(传输路径如粗体实线所示意的传输路径一331、粗体长虚线所示意的传输路径二332及粗体虚线所示意的传输路径三333)除了输出至AV端子之外,还从模拟/数字转换器的I2S_Out脚位输出至高清晰度多媒体接口单元的I2S_In进行混音并输出至HDMI端子。
如图6,在此例中以音箱作为输出,第四实施例与第二实施例雷同,传输路径一至传输路径三(341~343)相同,其差异仅在于第二实施例是输出至AV端子,而第四实施例则是输出至电视机音箱,在实际实施上,为了将声音输出至电视机音箱需要如图6所示意增加一个后级放大器(也称之为后期放大器)于混音器及电视机音箱之间。
如图7,在此例中USB声卡可外接在设备外或内嵌在设备内,应用过程控制***单芯片驱动音效芯片(如:“VIA1620")读取来自麦克风110的原始音频后再写回音效芯片,接着音效芯片根据原始音频产生回放音频并传送至音箱(传输路径如粗体实线所示意的传输路径一351),至于***单芯片则根据原始音频及预设的音场效果来进行音场处理后生成处理音频,并且将处理音频写回音效芯片进行混音后输出到音箱(传输路径如粗体长虚线所示意的传输路径二352)。特别要注意的是,在此例中传输路径一351所代表的音频音量要大于传输路径二352所代表的音频音量。
如图8,在此例中以HDMI为输出,第六实施例与第五实施例雷同,其差异在于第五实施例中的音效芯片通过其Line_Out脚位以模拟的方式将音频传送至音箱,而第六实施例中的音效芯片则是通过其I2S_Out脚位以数字的方式传送至***单芯片的I2S_In脚位用来输出至HDMI端子。特别要注意的是,I2S_In脚位读取的数据需要搭配定时器持续读取以及往HDMI端子传送。
如图9,此第七实施例与第四实施例的差别在于将混音器以两路交换器取代,以便由软件控制电视机音箱的声音来源,另外,音效芯片可通过3.5mm机械式开关接口连接有外接音箱,在音效芯片同时支持模拟输出(即:Line out)及数字输出(即:I2S out)两种模式时,假设模拟输出作为外接音箱的输出、数字输出作为电视机音箱的输出,当外接音箱连接至3.5mm机械式开关接口后,会产生信号并传回音效芯片,此时麦克风110的声音从Line out输出且关闭I2Sout;反之,当3.5mm机械式开关接口为空接时,麦克风110的声音从I2S out输出。
如图10,此第八实施例与第七实施例的差别仅在于增加一个微控制器(Multipoint Control Unit,MCU),用来判断音效芯片是否以普通3.5mm插孔连接有外接音箱,假设有外接音箱接在普通3.5mm插孔,微控制器产生信号传送至音效芯片使麦克风110的声音从Line out输出且关闭I2S out。至于其余部分皆与第七实施例相同,故在此不再多作赘述。
如图11,此第九实施例与第四实施例雷同,其差异处仅在于使用支持两路输入的后级放大器(即:两路后级放大器)来推动电视机音箱,因此,可以省略混音器及两路交换器等组件。特别要说明的是,在实际实施上,两路后级放大器可考虑电路布局设置在输出模块140或音效模块120之中,本发明并未对两路后级放大器的设置位置作限定。
如图12,此第十实施例与第七实施例雷同,其差异处仅在于如第九实施例以两路后级放大器取代混音器。故其余相同处不再多作赘述。
如图13,此第十一实施例与第八实施例雷同,其差异处仅在于如第九实施例以两路后级放大器取代混音器。至于其余相同处则不再多作赘述。
综上所述,可知本发明与先前技术之间的差异在于通过将来自麦克风的原始音频分别传送至混音器及信号读写端,以及自信号读写端读取原始音频进行音场处理生成处理音频并回传,当混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,当混音器同时接收到原始音频及处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音产生回放音频,使人耳听到的回放音频能够呈现先播放原始音频再播放混音后的音频,通过此技术手段可以解决先前技术所存在的问题,进而达成提高回放音频的实时性的技术功效。
Claims (10)
1.一种降低回放音频延迟伴唱***,其特征在于:所述***包括输入模块,从麦克风接收原始音频;音效模块,将所述原始音频分别传送至混音器及信号读写端,并且在混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,以及在混音器同时接收到原始音频及来自信号读写端的处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音生成回放音频;处理单元,驱动音效模块,从信号读写端读取原始音频进行音场处理后生成处理音频,并且将处理音频回传至信号读写端;输出模块,将来自混音器的回放音频输出至扬声器。
2.根据权利要求1所述的降低回放音频延迟伴唱***,其特征在于:所述***包含更新模块,用来通过网络联机至服务器,并且从服务器下载预设的音场效果,提供处理单元进行音场处理。
3.根据权利要求1所述的降低回放音频延迟伴唱***,其特征在于:所述***包含模拟/数字转换器(Analog-to-igital Converter,ADC)及数字/模拟转换器(Digital-to-Analog Converter,DAC),用来对回放音频及处理音频进行模拟信号及数字信号的转换。
4.根据权利要求3所述的降低回放音频延迟伴唱***,其特征在于:所述输出模块包含高清晰度多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface,HDMI)单元,该高清晰度多媒体接口单元用来电性连接处理单元及模拟/数字转换器,用来将回放音频数字化后通过输出模块输出至扬声器。
5.根据权利要求1所述的降低回放音频延迟伴唱***,其特征在于:所述原始音频的音量大于处理音频,并且允许调整原始音频与处理音频的比例。
6.一种降低回放音频延迟伴唱方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
1)从麦克风接收原始音频;
2)将原始音频分别传送至混音器及信号读写端,并且在混音器仅接收到原始音频时直接将原始音频作为回放音频,以及在混音器同时接收到原始音频及来自信号读写端的处理音频时,将原始音频与处理音频进行混音生成回放音频;
3)从信号读写端读取原始音频进行音场处理后生成处理音频,并且将处理音频回传至信号读写端;
4)将来自混音器的回放音频输出至扬声器。
7.根据权利要求6所述的降低回放音频延迟伴唱方法,其特征在于:所述方法包含步骤5)通过网络联机至服务器,并且从服务器下载预设的音场效果以提供音场处理使用。
8.根据权利要求6所述的降低回放音频延迟伴唱方法,其特征在于:所述方法包含步骤6)调整原始音频及处理音频的比例。
9.根据权利要求6所述的降低回放音频延迟伴唱方法,其特征在于:所述回放音频通过数字信号及模拟信号或两者任一输出至扬声器。
10.根据权利要求6所述的降低回放音频延迟伴唱方法,其特征在于:所述原始音频的音量大于处理音频。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131225 |