CN113316047B - 一种拾音设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种拾音设备，包括双通道开关，具有第一输入通道、第二输入通道和输出通道，输出通道可与第一输入通道或第二输入通道连通，且第一输入通道通过回采电路连接扬声器的输入端，第二输入通道连接其中一支拾音电路，其余拾音电路则连接控制器，控制器同时还连接双通道开关的输出通道。当扬声器打开时，控制器可控制输出通道与第一输入通道连通、扬声器关闭时，控制器可控制输出通道与第二输入通道连通。也就是说，扬声器打开时，控制器可同时获取到扬声器的输入信号和其余拾音电路的采集信号，实现回声消除功能，而在扬声器关闭即不需要回声消除功能时，控制器可控制所有拾音电路均用于采集信号并获取采集信号，提高拾音设备的拾音效果。

Description

一种拾音设备
技术领域
本申请涉及智能硬件技术领域，特别是涉及一种拾音设备。
背景技术
随着智能硬件技术的发展，具有拾音功能的智能硬件还具有回声消除功能，即在智能硬件内部增加一支回声消除电路，对拾音电路的麦克风采集的语音信号进行回声消除，以获取除去回声的待采集拾音信号。而对于集成度较高或者芯片设计较简单的智能硬件，能够处理的语音数据的量有限，只能选取其中一支拾音电路作为回声消除电路，但这会导致在不需要回声消除功能时，作为回声消除电路的这一支拾音电路闲置，降低智能硬件的拾音效果。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种拾音设备，能够提高拾音设备的拾音效果。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：
提供一种拾音设备，包括：
双通道开关，包括第一输入通道、第二输入通道和输出通道，其中所述输出通道可与所述第一输入通道或者所述第二输入通道连通；
扬声器；
回采电路，分别连接所述扬声器的输入端和所述第一输入通道；
多支拾音电路，其中一支拾音电路连接所述第二输入通道；
控制器，与所述输出通道以及其余拾音电路连接，用于在所述扬声器打开时，控制所述输出通道与所述第一输入通道连通、以及用于在所述扬声器关闭时，控制所述输出通道与所述第二输入通道连通。
其中，所述控制器包括第一控制电路，与所述扬声器耦接，用于控制所述扬声器打开或关闭；当所述第一控制电路输出第一信号至所述扬声器时，所述扬声器打开；当所述第一控制电路输出第二信号至所述扬声器时，所述扬声器关闭；其中，所述第一信号和所述第二信号不同。
其中，所述控制器还包括第二控制电路，与所述输出通道和所述第一控制电路耦接，用于在所述第一控制电路输出所述第一信号时，输出第三信号以控制所述输出通道与所述第一输入通道连通、以及用于在所述第一控制电路输出所述第二信号时，输出第四信号以控制所述输出通道与所述第二输入通道连通；其中所述第三信号和所述第四信号不同。
其中，所述控制器还包括音频处理电路，与所述第二控制电路以及所述其余拾音电路连接，用于在所述第二控制电路输出所述第三信号时，利用所述回采电路和所述其余拾音电路获取拾音信号、以及用于在所述第二控制电路输出所述第四信号时，利用所有所述拾音电路获取拾音信号。
其中，所述其余拾音电路均包括一个麦克风，所述音频处理电路具体用于在所述输出通道与所述第一输入通道连通时，从所述回采电路获取输入所述扬声器的音频信号，以及从所述其余拾音电路获取所述麦克风的第一采集信号，并利用所述音频信号和所述第一采集信号获取所述拾音信号。
其中，所述音频处理电路具体用于从所述第一采集信号中消除所述音频信号，以获得所述拾音信号。
其中，所述控制器还包括预处理电路，与所述第二控制电路、所述其余拾音电路及所述音频处理电路连接，用于将所述第一采集信号和所述音频信号转换为所述音频处理电路兼容的格式。
其中，所述多支拾音电路均包括一个麦克风，所述音频处理电路具体用于在所述输出通道与所述第二输入通道连通时，从所述多支拾音电路获取所述麦克风的第二采集信号，并利用所述第二采集信号获取所述拾音信号。
其中，所述控制器还包括预处理电路，与所述第二控制电路、所述其余拾音电路及所述音频处理电路连接，用于将所述第二采集信号转换为与所述音频处理电路兼容的格式并传输至所述音频处理电路，以使所述音频处理电路将转换之后的所述第二采集信号作为所述拾音信号。
其中，所述预处理电路还用于将所述多支拾音电路对应的所述麦克风各自采集的初始信号整合为所述第二采集信号。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供的拾音设备包括双通道开关，其具有第一输入通道、第二输入通道和输出通道，其中输出通道可与第一输入通道或者第二输入通道连通，且第一输入通道通过回采电路连接扬声器的输入端，第二输入通道连接其中一支拾音电路，其余拾音电路则连接控制器，控制器同时还连接双通道开关的输出通道。当扬声器打开时，控制器可控制输出通道与第一输入通道连通、扬声器关闭时，控制器可控制输出通道与第二输入通道连通。也就是说，扬声器打开时，控制器可同时获取到扬声器的输入信号和其余拾音电路的采集信号，实现回声消除功能，而在扬声器关闭即不需要回声消除功能时，控制器可控制所有拾音电路均用于采集信号并获取采集信号，提高拾音设备的拾音效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为本申请拾音设备一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请拾音设备一实施方式的结构示意图，该拾音设备包括双通道开关11、扬声器12、回采电路13、多支拾音电路14和控制器15。
其中，双通道开关11包括第一输入通道111、第二输入通道112和输出通道113，其中输出通道113可与第一输入通道111或者第二输入通道112连通。也就是说，双通道开关11为单刀双掷开关(Single Pole Double Throw，SPDT)，输出通道113可以选择从第一输入通道111或者第二输入通道112获取输入信号。
其中，回采电路13分别连接扬声器12的输入端和第一输入通道111。也就是说，当扬声器12有输入信号时，回采电路13可以回采获取扬声器12播放的音频信号，并输入第一输入通道111，使得输出通道113与第一输入通道111连通时，控制器15能够获得该回采的音频信号。其中，扬声器12播放音频信号之后，可能需要经过信号缩放处理，回采电路13优选对回采获得的音频信号进行反向的缩放处理，以尽可能获得与扬声器12的播放信号传输至拾音电路的麦克风处的采集信号接近或者相同的信号。具体的回采过程与现有技术中的相同，此处不再赘述，且在图1中不再另画出回采电路13中具体用于回采的功能模块。
其中，多支拾音电路14的其中一支拾音电路141连接第二输入通道112，使得输出通道113与第二输入通道112连通时，控制器15能够获得该支拾音电路141采集得到的信号。图1示意性画出三支拾音电路的情况，与第二输入通道112连接的一支拾音电路标记为141，其余两支拾音电路均标记为142。在其他实施方式中，拾音电路的数量也可以设置为其他，但至少要有两支，其中一支与第二输入通道连接，另一支与控制器连接，即其余拾音电路的数量至少为一。
其中，控制器15与输出通道113以及其余拾音电路142连接，用于在扬声器12打开时，控制输出通道113与第一输入通道111连通、以及用于在扬声器12关闭时，控制输出通道113与第二输入通道112连通。
可见，本实施方式中拾音设备的扬声器12打开时，输出通道113与第一输入通道111连通，控制器15能够通过回采电路13获取扬声器12输出的音频信号，同时通过其余拾音电路142获取到其中的麦克风采集到的第一采集信号，便于后续利用该音频信号和第一采集信号进行回声消除。拾音设备的扬声器12关闭时，输出通道113与第二输入通道112连通，控制器15能够通过其中一支拾音电路141和其余拾音电路142获取到其中的麦克风采集到的第二采集信号。
也就是说，回采电路13和其中一支拾音电路141分时通过输出通道113传输信号给控制器15，控制器15需要处理的数据量始终与拾音电路14的数量相同。在扬声器12打开时，控制器15实现回声消除功能；在扬声器12关闭时，控制器15可获得相对扬声器12打开时多一个麦克风采集信号，在不需要回声消除功能时，充分利用控制器15的数据处理能力获得更好的拾音效果。
在一些实施方式中，请继续参阅图1，控制器15包括第一控制电路151，与扬声器12耦接，用于控制扬声器12打开或关闭。当第一控制电路151输出第一信号至扬声器12时，扬声器12打开；当第一控制电路152输出第二信号至扬声器12时，扬声器12关闭；其中，第一信号和第二信号不同。也就是说，当需要使用扬声器12播放音频信号时，第一控制电路151输出第一信号至扬声器12，当不需要使用扬声器12播放音频信号时，第一控制电路151输出第二信号至扬声器12。
进一步地，控制器15还包括第二控制电路152，与双通道开关11的输出通道113和第一控制电路151耦接，用于在第一控制电路151输出第一信号时，输出第三信号以控制输出通道113与第一输入通道111连通、以及用于在第一控制电路151输出第二信号时，输出第四信号以控制输出通道113与第二输入通道112连通。其中，第三信号和第四信号不同。也就是说，第二控制电路152输出第三信号时，输出通道113与第一输入通道111连通，第二控制电路152输出第四信号时，输出通道113与第二输入通道112连通。
进一步地，控制器15还包括音频处理电路153，与第二控制电路152以及其余拾音电路142连接，用于在第二控制电路152输出第三信号时，利用回采电路13和其余拾音电路142获取拾音信号、以及用于在第二控制电路152输出第四信号时，利用所有拾音电路14获取拾音信号。
由上述可知，第一控制电路151输出第一信号时，扬声器12打开，此时第二控制电路152输出第三信号，控制输出通道113与第一输入通道111连通，通过回采电路13获取扬声器12输出的音频信号，使得与第二控制电路152连接的音频处理电路153也能够获得该音频信号。同时，音频处理电路153通过其余拾音电路142获取到其中的麦克风采集到的第一采集信号，并利用该音频信号和第一采集信号获取拾音信号。具体地，音频处理电路153从第一采集信号中消除音频信号，以获得拾音信号。
例如在一个具体的应用场景中，第一控制电路151发出第一信号，控制扬声器12打开，输出音频信号，第二控制电路152发出第三信号，控制输出通道113与第一输入通道111连通，使得音频处理电路153获取到该音频信号，同时也获取到其余拾音电路142中的麦克风采集的该音频信号和用户发出的语音信号混合而成的第一采集信号，此时音频处理电路153从第一采集信号中消除音频信号，以获得仅包括用户发出的语音信号的拾音信号，提升拾音效果。
其中，控制器15还包括预处理电路154，与第二控制电路152、其余拾音电路142以及音频处理电路153连接，用于将第一采集信号和音频信号转换为音频处理电路153兼容的格式，以使音频处理电路153能够从第一采集信号中消除音频信号。也就是说，音频处理电路153通过预处理电路154获取到预处理之后的第一采集信号和音频信号。例如音频信号和第一采集信号均为模拟信号，预处理电路154则用于对音频信号和第一采集信号进行模数转换，得到音频处理电路153能够处理的数字信号，再进行音频信号的消除，实现回声消除功能。
优选地，预处理电路154还用于对音频信号和第一采集信号进行滤波、降噪、缩放等处理，以进一步提升拾音效果。
在另一个应用场景中，第一控制电路151发出第二信号，控制扬声器12关闭，无任何音频信号输出，第二控制电路152发出第四信号，控制输出通道113与第二输入通道112连通，其中一支拾音电路141和其余拾音电路142均正常工作，使得音频处理电路153获取到所有拾音电路14的麦克风采集的第二采集信号。
同样地，预处理电路154对第二采集信号进行模数转换，得到音频处理电路153兼容的数字信号，进而，音频处理电路153通过预处理电路154获得预处理之后的第二采集信号，由于此时扬声器关闭，第二采集信号均为用户发出的语音信号，不需要回声消除功能，因此，音频处理电路153可以直接将转换之后的第二采集信号作为拾音信号。
优选地，预处理电路154还用于将多支拾音电路14对应的麦克风各自采集的初始信号整合为第二采集信号，包括滤波、降噪、缩放等处理，以进一步提升拾音效果。
扬声器开启时，控制器15需要处理三个数据(一个来自于扬声器12的音频数据和其余两支拾音电路142采集到的语音信号)的情况，扬声器关闭时，控制器15仍然需要处理三个数据(三支拾音电路14采集到的语音信号)，可见，回采电路13和其中一支拾音电路141分时通过输出通道113传输信号给控制器15，控制器15需要处理的数据量始终与拾音电路14的数量相同。在扬声器12打开时，控制器15实现回声消除功能；在扬声器12关闭时，控制器15可获得相对扬声器12打开时多一个麦克风采集信号，在不需要回声消除功能时，充分利用控制器15的数据处理能力获得更好的拾音效果。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种拾音设备，其特征在于，包括：
双通道开关，包括第一输入通道、第二输入通道和输出通道，其中所述输出通道可与所述第一输入通道或者所述第二输入通道连通；
扬声器；
回采电路，分别连接所述扬声器的输入端和所述第一输入通道；
多支拾音电路，其中一支拾音电路连接所述第二输入通道；
控制器，与所述输出通道以及其余拾音电路连接，用于在所述扬声器打开时，控制所述输出通道与所述第一输入通道连通、以及用于在所述扬声器关闭时，控制所述输出通道与所述第二输入通道连通；
所述控制器包括第一控制电路，与所述扬声器耦接，用于控制所述扬声器打开或关闭；
当所述第一控制电路输出第一信号至所述扬声器时，所述扬声器打开；当所述第一控制电路输出第二信号至所述扬声器时，所述扬声器关闭；其中，所述第一信号和所述第二信号不同；
所述控制器还包括第二控制电路，与所述输出通道和所述第一控制电路耦接，用于在所述第一控制电路输出所述第一信号时，输出第三信号以控制所述输出通道与所述第一输入通道连通、以及用于在所述第一控制电路输出所述第二信号时，输出第四信号以控制所述输出通道与所述第二输入通道连通；其中所述第三信号和所述第四信号不同。
2.根据权利要求1所述的拾音设备，其特征在于，
所述控制器还包括音频处理电路，与所述第二控制电路以及所述其余拾音电路连接，用于在所述第二控制电路输出所述第三信号时，利用所述回采电路和所述其余拾音电路获取拾音信号、以及用于在所述第二控制电路输出所述第四信号时，利用所有所述拾音电路获取拾音信号。
3.根据权利要求2所述的拾音设备，其特征在于，所述其余拾音电路均包括一个麦克风，所述音频处理电路具体用于在所述输出通道与所述第一输入通道连通时，从所述回采电路获取输入所述扬声器的音频信号，以及从所述其余拾音电路获取所述麦克风的第一采集信号，并利用所述音频信号和所述第一采集信号获取所述拾音信号。
4.根据权利要求3所述的拾音设备，其特征在于，所述音频处理电路具体用于从所述第一采集信号中消除所述音频信号，以获得所述拾音信号。
5.根据权利要求3所述的拾音设备，其特征在于，所述控制器还包括预处理电路，与所述第二控制电路、所述其余拾音电路及所述音频处理电路连接，用于将所述第一采集信号和所述音频信号转换为所述音频处理电路兼容的格式。
6.根据权利要求2所述的拾音设备，其特征在于，所述多支拾音电路均包括一个麦克风，所述音频处理电路具体用于在所述输出通道与所述第二输入通道连通时，从所述多支拾音电路获取所述麦克风的第二采集信号，并利用所述第二采集信号获取所述拾音信号。
7.根据权利要求6所述的拾音设备，其特征在于，所述控制器还包括预处理电路，与所述第二控制电路、所述其余拾音电路及所述音频处理电路连接，用于将所述第二采集信号转换为与所述音频处理电路兼容的格式并传输至所述音频处理电路，以使所述音频处理电路将转换之后的所述第二采集信号作为所述拾音信号。
8.根据权利要求7所述的拾音设备，其特征在于，所述预处理电路还用于将所述多支拾音电路对应的所述麦克风各自采集的初始信号整合为所述第二采集信号。
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