[发明专利]消除回声的处理方法、系统及数字麦克风

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体通信领域，具体而言，尤其涉及一种消除回声的处理方法、系统及数字麦克风。

背景技术

会议电视系统用于召开远程、多点、实时视频会议，实现多点的视频和声音进行实时传输与交互，主要由终端和多点控制单元(Multipoint Control Unit，简称为MCU)组成。在一个会议电视系统中，通常由多个终端集中连接到一个MCU上，组成星型拓扑结构网络。终端是用户端设备，配有喇叭/TV、摄像头、麦克风等多媒体部件；MCU是系统端设备，集中对各终端的多媒体信息进行交换和处理。这里特别说明一下“麦克风”，麦克风在此从信号输出类型上分为两种：模拟麦克风与数字麦克风。所谓数字麦克风指的是麦克风输出信号是数字化的，数字化接口也有很多种，本专利仅针对以太网接口输出的数字麦克风。数字麦克风这个概念区别于传统的模拟麦克风，传统的模拟麦克风由模拟接口(譬如卡龙头)传输模拟信号直接输出到其他设备例如会议电视终端上。

图1是根据相关现有技术的会议电视系统多终端音频通信的结构示意图。如图1所示，图1中系统由四个终端连接到一个MCU上组成，从中可以看到音频通信的关键组成和过程。所有终端用户(图1中共计4个)听到终端1用户声音的过程，或者说终端1用户的音频传送到所有终端用户的过程是：终端1用户的音频由麦克风采集并处理后输出到终端1上(终端可能有多麦克风输入，图中未画，因此也不涉及在终端混音的问题)，终端1将麦克风送过来音频信号编码后发送至MCU，MCU将收到的所有终端的编码音频信号先解码然后混音再编码最后广播到所有终端。对终端1而言，终端1称之为本端；对终端1而言，终端2/3/4称之为远端，反之亦然。在以上会议电视系统中，本端进入麦克风的声音经过层层处理最后通过本端的“喇叭/TV”播放出来后，再次进入本端麦克风经过层层处理再次通过本端的“喇叭/TV”播放出来，此现象称之为“回声”，回声有以下三个特点：第一，回声与声源相比有明显的延迟；第二，回声一般比声源的音量小(不考虑功放因素)；第三，回声的大小与声源的大小、传播路径以及周边环境有关系。

根据“回声”的第三个特点，如果“喇叭/TV”播放出来的声音无法再次进入麦克风即阻断声音传播路径，那么“回声”的问题亦将不复存在，因此会议电视系统中“回声”问题只有在本端才会有，远端则没有，因为一般远端和本端相距比较远声源被隔断。有了“回声”的概念，“回声抵消”的概念也就应运而生，回声抵消是根据“回声”的第一和第二个特点，将同一声源第二次输入麦克风的“回声”运用软件或硬件技术手段滤掉(具体软硬件手段在此不详述)。然而上述“回声抵消”的方法有一个非常重要条件，就是硬件或软件必须能正确识别同一声源二次输入麦克风的“回声”，这就要求“音频AD”(音频模数转换芯片)与“音频DA”(音频数模转换芯片)是同步的。

图2是根据相关现有技术的模拟麦克风的本端回声抵消的结构示意图。如附图2所示，使用模拟麦克风的终端内部音频AD与音频DA使用同一时钟，这就保证了音频AD与音频DA是“天然”同步的。

图3是根据相关现有技术的数字麦克风与终端非同步的结构示意图。如图3所示，随着技术的进步和要求，模拟麦克风已经逐步被数字麦克风所取代，音频AD这一部分电路因为是数字麦克风不得不从终端电路板上移出并放到了数字麦克风的电路板上(从附图3可以看出这一点)，从而导致音频AD电路与音频DA电路不得不使用完全分开且毫不相干的时钟，这两者是非同步的。

另外，目前现有技术中实现数字麦克风电路板上的“音频AD”与终端电路板上的“音频DA”的同步(简单的说就是实现数字麦克风与终端的同步)，必须使两者使用同一时钟或者使用同频率且同相的时钟。如果使用同一时钟，则必须在数字麦克风与终端之间增加一根时钟传输线，增加一根传输线还会带来很多问题：

以太网数字麦克风与终端之间使用以太网双绞线传输，以太网双绞线是由数对差分线拧在一起组成，虽然在使用百兆速率的情况下还有空余的线缆，但双绞线不适合做时钟线，同时还有可能带来电磁兼容方面的种种问题。

如果在数字麦克风与终端之间的以太网接口之外再额外再增加一根线来传输时钟也会带来种种问题，譬如线缆增多，连接不便，与设计以太网接口的数字麦克风的初衷就是为了使用一种通用的接口这个原则违背，同时也可能带来电磁兼容方面的种种问题。。

针对上述现有技术的由于数字麦克风与终端所产生的“回声”无法抵消，会场就会出现啸叫、无限次回声甚至导致会议完全无法继续进行的问题，目前还没有有效的解决方案。

发明内容