[发明专利]一种在采集音频过程中优化音频信号的方法

说明书

本申请涉及一种在采集音频过程中优化音频信号的方法，包括以下步骤：1)采集通过功率放大器输出的放音信号；2)通过分压器进行分压，使得采集到的放音信号的电平降低至符合模数转换器ADC的电平标准范围；3)根据麦克风的频率响应而设计的滤波器，将麦克风频率响应之外的信号滤除。

技术领域

本申请涉及音频处理技术领域，特别涉及一种在采集音频过程中优化音频信号的方法。

背景技术

在人工智能音频入口及实时通话音频领域，音频系统需同时放音和录音，那么录音就会同时录进当前系统放出的声音，而这部分被录进又放出的音声则构成“回声”。为了提高音频质量，系统需采集回声信号，并从录音信号中消除。即对录音信号进行消除回声处理。此外，在本技术领域常会涉及DAC：数字转模拟芯片，它是将数字信号输入转化成模拟信号输出的芯片；以及ADC：模拟转数字芯片，它是将模拟信号输入转化成数字信号输出的芯片。

目前的消除回声系统设计，音频处理器对录音信号和放音信号进行频谱分析，分析响应强度和频谱分布，由此去设计数字滤波器，这个数字滤波器根据两个信号的对比实时的改变，让讲话者声音频谱通过，对背景噪声即放音的频谱进行抑制，降低其能量，达到抑制回声的效果。即当有人讲话的时候，音频处理器做信号分析，分析出讲话者的频谱，从而抑制回声。

但在目前的消除回声系统设计上，回声采集部分一般都是在放音信号的原始音频数字信号阶段完成，音频处理器对放音信号的原始音频数字信号的频谱和录音信号对比分析处理。但事实上原始音频数字信号经过DAC以及放大器，再由喇叭播出后再被麦克风录入采样，实际录入麦克风的放音信号的频谱已经发生改变。那么，根据放音信号的原始音频数字信号的频谱设计的数字滤波器去处理，就会将讲话者的声音频谱改变，声音失真。

使用这种消除回声的方式采集的放音信号，与实际录入的回声信号在频谱上存在的差异，导致回声消除处理时效率低下，造成麦克风录入的有效信号的损失。

技术内容

为了解决上述问题，本申请提供一种消除回音提高音频质量的系统，其能够采集与实际录入的回声信号频谱上最相近的放音信号。

本申请提供了一种在采集音频过程中优化音频信号的方法，包括以下步骤：

1)采集通过功率放大器输出的放音信号，

2)通过分压器进行分压，使得采集到的放音信号的电平降低至符合模数转换器ADC芯片的电平标准范围，

3)根据麦克风的频率响应而设计的滤波器，将麦克风频率响应之外的信号滤除。

所述的步骤2)进一步包括：

2.1)根据模数转换器采样电压的范围，确定降低的电压幅度至合适电压；

2.2)通过分压电阻对放音信号的电压(V_O+)进行分压，获得分压电阻的合适值。

所述步骤2.2)进一步包括：

所述的分压器至少包括二个分压电阻，分别为第一分压电阻(R₂)和第二分压电阻(R₄)，根据计算得出第一分压电阻(R₂)、第二分压电阻(R₄)的合适的两个电阻值；其中，V_O+为放音信号的电平值；V_ADC为模数转换器ADC的合适电平值；R₂为第一分压电阻的电阻值，R₄为第二分压电阻的电阻值。

所述步骤2.2)进一步包括:

所述的V_O+通常电压幅度为5V；根据模数转换器ADC采样电压范围，应使电压幅度V_ADC降低至1V；计算得出R₂、R₄分别可选择6.8KΩ和1.8KΩ为合适电阻值。