專利名稱：一種語音信號(hào)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種語音信號(hào)處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，語音處理系統(tǒng)已經(jīng)普及到廣播、電視、通訊等各領(lǐng)域中。尤其是近年來，在手機(jī)等嵌入式設(shè)備迅速普及和智能化的發(fā)展趨勢(shì)下，用戶對(duì)嵌入式多媒體應(yīng)用設(shè)備的要求越來越高，集成MP3播放功能、調(diào)頻收音機(jī)、錄音功能的嵌入式設(shè)備在市場(chǎng)大量出現(xiàn)，使得各廠商對(duì)嵌入式設(shè)備中使用的語音處理系統(tǒng)的開發(fā)力度也逐漸加大。但是，隨著集成的功能越來越多，手機(jī)等嵌入式設(shè)備的成本越來越高，體積也較大。造成這種現(xiàn)象的主要原因是，現(xiàn)有的語音信號(hào)處理系統(tǒng)集成度不高，主要表現(xiàn)在以下兩方面(1)通常針對(duì)某一類型的語音應(yīng)用設(shè)置一個(gè)專用的包含輸入、音頻信號(hào)處理和輸出的子系統(tǒng)，從整體上看系統(tǒng)的冗余器件過多；(2)包含相對(duì)獨(dú)立的模擬信號(hào)處理子系統(tǒng)和數(shù)字信號(hào)處理子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)的輸入/輸出信號(hào)類型相同，即都是模擬信號(hào)或都是數(shù)字信號(hào)。這樣，在語音處理系統(tǒng)中增加新的功能，需要同時(shí)對(duì)輸入的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，其中一類信號(hào)需要經(jīng)過較多的中間處理節(jié)點(diǎn)輸出至另一子系統(tǒng)中與另一類信號(hào)同時(shí)進(jìn)行處理，降低了處理效率，增大了延時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種語音信號(hào)處理系統(tǒng)，可以同時(shí)接收、處理和輸出模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，提高系統(tǒng)的集成度，降低系統(tǒng)成本。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括模擬信號(hào)輸入處理模塊、音頻編碼接收模塊、第一選擇模塊、數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、音頻編碼發(fā)送模塊、第二選擇模塊和模擬信號(hào)輸出處理模塊，其中模擬信號(hào)輸入處理模塊用于接收多路模擬輸入信號(hào)，從中選擇一路，將其轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出；音頻編碼接收模塊用于從系統(tǒng)外部和/或模擬信號(hào)輸入處理模塊接收所述特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字音頻信號(hào)輸出；第一選擇模塊用于接收音頻編碼接收模塊輸出的數(shù)字音頻信號(hào)和數(shù)字中間信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)從中選擇兩路或多路輸出；數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊用于接收第一選擇模塊輸出的數(shù)字音頻信號(hào)，選擇其中任意一路或?qū)⑵渲腥我鈨陕愤M(jìn)行數(shù)字混合后輸出到數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)行數(shù)字音頻處理；音頻編碼發(fā)送模塊用于根據(jù)控制信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)處理模塊輸出的數(shù)字信號(hào)和/或其它數(shù)字中間信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)并輸出；第二選擇模塊用于根據(jù)控制信號(hào)，從系統(tǒng)外部、模擬信號(hào)輸入處理模塊、音頻編碼發(fā)送模塊接收的特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)中選擇一路或多路輸出至系統(tǒng)外部和/或模擬信號(hào)輸出處理模塊；模擬信號(hào)輸出處理模塊用于對(duì)接收的模擬信號(hào)和/或特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)進(jìn)行模擬音頻處理并輸出。
此外，所述數(shù)字音頻編碼規(guī)格包含I2S和PCM。
此外，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)行的數(shù)字音頻處理包括以下幾種中的一種或任意組合錄音、噪聲消除、變調(diào)、從音頻文件中讀取并生成數(shù)字音頻信號(hào)；所述模擬信號(hào)輸出處理模塊所進(jìn)行的模擬音頻處理包括以下幾種中的一種或任意組合將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行混合，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波。
此外，所述第一選擇模塊和第二選擇模塊包含多個(gè)多路選擇器；所述音頻編碼接收模塊包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)字音頻編碼接收器；所述音頻編碼發(fā)送模塊包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)字音頻編碼發(fā)送器。
此外，所述模擬信號(hào)輸入處理模塊包含模數(shù)處理單元和數(shù)字音頻編碼發(fā)送器；所述模數(shù)處理單元包含多路選擇器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；其中多路選擇器用于根據(jù)控制信號(hào)，從輸入的多路模擬信號(hào)中選擇一路輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將多路選擇器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出；數(shù)字音頻編碼發(fā)送器用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。
此外，所述模擬信號(hào)輸出處理模塊包含數(shù)字音頻編碼接收器、數(shù)模處理單元；數(shù)模處理單元包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬混合器；其中數(shù)字音頻編碼接收器用于將接收的特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字音頻信號(hào)輸出；數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將數(shù)字音頻編碼接收器輸出的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出；模擬混合器用于將接收的模擬中間信號(hào)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號(hào)混合并輸出。
此外，所述模擬信號(hào)輸入處理模塊包含兩個(gè)所述模數(shù)處理單元；所述特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格為I2S；所述模數(shù)處理單元還包含放大器和數(shù)字濾波器；其中放大器用于將所述多路選擇器輸出的模擬信號(hào)先進(jìn)行放大處理后再輸出至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出；數(shù)字濾波器用于將所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)先進(jìn)行數(shù)字濾波處理后再輸出至所述數(shù)字音頻編碼發(fā)送器，由數(shù)字音頻編碼發(fā)送器將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。
此外，所述模擬信號(hào)輸出處理模塊包含兩個(gè)所述數(shù)模處理單元；所述特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格為I2S；所述數(shù)模處理單元還包含數(shù)字濾波器和放大器；其中數(shù)字濾波器用于將所述數(shù)字音頻編碼接收器輸出的并行數(shù)字音頻信號(hào)先進(jìn)行數(shù)字濾波處理后再輸出至所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器將該并行數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出；放大器用于將所述模擬混合器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸出。
此外，該系統(tǒng)還包含可控延時(shí)器和/或UART，其中可控延時(shí)器用于根據(jù)控制信號(hào)將所述數(shù)字信號(hào)處理模塊輸出的數(shù)字信號(hào)延時(shí)特定的時(shí)間后作為中間信號(hào)輸出至所述第一選擇模塊；UART用于在所述數(shù)字信號(hào)處理模塊與系統(tǒng)外部之間傳輸數(shù)字信號(hào)。
此外，所述數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊包含數(shù)字混合器和多路選擇器，其中數(shù)字混合器用于將所述第一選擇模塊輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字混合并輸出；多路選擇器接收所述第一選擇模塊和數(shù)字混合器輸出的數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)從中選擇一路輸出至所述數(shù)字信號(hào)處理模塊。
本發(fā)明將輸入的多路模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的音頻格式進(jìn)行處理，通過多路選擇器對(duì)音頻信號(hào)的處理通路進(jìn)行靈活配置，有效地降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少了冗余器件的數(shù)量，降低了成本。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例語音信號(hào)處理系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例語音信號(hào)處理系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例語音信號(hào)處理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過將輸入的多路模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的音頻格式進(jìn)行處理，通過多路選擇器對(duì)輸入信號(hào)的處理通路進(jìn)行靈活配置，為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)提供了統(tǒng)一的輸入、處理和輸出平臺(tái)。
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例語音信號(hào)處理系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明的語音信號(hào)處理系統(tǒng)包括模擬信號(hào)輸入處理模塊、音頻編碼接收模塊、第一選擇模塊、數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊、UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用異步接收發(fā)送器)、數(shù)字信號(hào)處理模塊(處理器)、音頻編碼發(fā)送模塊、可控延時(shí)器、第二選擇模塊和模擬信號(hào)輸出處理模塊。其中模擬信號(hào)輸入處理模塊用于接收多路并行模擬輸入信號(hào)，從中選擇一路，將其轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。
上述數(shù)字音頻編碼規(guī)格可以是I2S(Inter-IC Sound，英特爾集成電路語音)、PCM(Pulse Code Modulation，脈沖編碼調(diào)制)等。其中，PCM規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)用于傳輸單聲道音頻信號(hào)，I2S規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)用于傳輸單聲道或雙聲道音頻信號(hào)。
PCM/I2S數(shù)字音頻編碼發(fā)送器接收并行數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成PCM/I2S規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至PCM/I2S數(shù)字音頻編碼接收器；PCM/I2S數(shù)字音頻編碼接收器將接收到的串行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定格式的并行數(shù)字信號(hào)輸出。并行數(shù)字信號(hào)的輸出格式由該信號(hào)的最終接收、處理設(shè)備(如處理器、DAC等)決定。
本實(shí)施例中，模擬信號(hào)輸入處理模塊包含第一多路選擇器MUX1、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC1和第一數(shù)字音頻編碼發(fā)送器I2S/PCM_TX1。
第一多路選擇器MUX1用于接收并行模擬信號(hào)A_IN_1、A_IN_2和A_IN_3，并根據(jù)第一控制信號(hào)(圖中略)從中選擇一路輸出(記作S1)；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC1用于接收第一多路選擇器MUX1輸出的模擬信號(hào)S1，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出；第一數(shù)字音頻編碼發(fā)送器I2S/PCM_TX1用于接收第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC1輸出的數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)第二控制信號(hào)(圖中略)將其轉(zhuǎn)換成I2S規(guī)格或PCM規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。由于本實(shí)施例中，僅有一路模擬信號(hào)經(jīng)MUX1輸出至ADC1，并由ADC1轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后輸出至I2S/PCM_TX1。因此，I2S/PCM_TX1將其作為單聲道音頻信號(hào)按照PCM協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出。當(dāng)然，也可以按照I2S協(xié)議對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換和輸出。
上述第一控制信號(hào)用于使MUX1在多路模擬輸入信號(hào)中選擇一路輸出。例如，當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)值為1時(shí)，MUX1選擇A_IN_1輸出；當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘?hào)值為2時(shí)，MUX1選擇A_IN_2輸出。
上述第二控制信號(hào)用于使I2S/PCM_TX1將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。例如，當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)值為0時(shí)，I2S/PCM_TX1將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成PCM規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出；當(dāng)?shù)诙刂菩盘?hào)值為1時(shí)，I2S/PCM_TX1將輸入的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成I2S規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。
由上可知，經(jīng)過模擬信號(hào)輸入處理模塊的處理后，輸入的多路模擬信號(hào)被選擇并轉(zhuǎn)換成PCM或I2S規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)，與輸入的數(shù)字信號(hào)具有相同的格式，便于系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行混合等處理。
音頻編碼接收模塊用于接收并輸出從系統(tǒng)外部(即本發(fā)明的語音信號(hào)處理系統(tǒng)外部的設(shè)備或模塊)輸入的和/或從模擬信號(hào)輸入處理模塊輸入的特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成適合數(shù)字信號(hào)處理模塊接收并處理的(即數(shù)字信號(hào)處理模塊指定格式的)并行信號(hào)輸出。
本實(shí)施例中，音頻編碼接收模塊包含第一數(shù)字音頻編碼接收器I2S/PCM_RX1和第二數(shù)字音頻編碼接收器I2S/PCM_RX2。
第一數(shù)字音頻編碼接收器I2S/PCM_RX1用于從系統(tǒng)外部接收I2S或PCM規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)D_IN_1，并將其轉(zhuǎn)換成適合數(shù)字信號(hào)處理模塊接收并處理的并行信號(hào)輸出(記作S3)。
第二數(shù)字音頻編碼接收器I2S/PCM_RX2用于從模擬信號(hào)輸入處理模塊(本實(shí)施例中對(duì)應(yīng)第一數(shù)字音頻編碼發(fā)送器I2S/PCM_TX1)接收I2S或PCM規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成適合數(shù)字信號(hào)處理模塊接收并處理的并行信號(hào)輸出(記作S4)。
第一選擇模塊用于接收音頻編碼接收模塊輸出的數(shù)字音頻信號(hào)和中間信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)從中選擇兩路或多路輸出。
上述中間信號(hào)是指除輸入信號(hào)和輸出信號(hào)外的本系統(tǒng)模塊輸出的其它信號(hào)。依據(jù)輸出的模塊的不同，中間信號(hào)可分為數(shù)字中間信號(hào)和模擬中間信號(hào)。本實(shí)施例中第一選擇模塊接收可控延時(shí)器輸出的數(shù)字中間信號(hào)。
本實(shí)施例中，第一選擇模塊包含第二多路選擇器MUX2和第三多路選擇器MUX3。
第二多路選擇器MUX2用于接收音頻編碼接收模塊的輸出信號(hào)S3和S4，并根據(jù)第三控制信號(hào)從中選擇一路輸出。
第三多路選擇器MUX3用于接收音頻編碼接收模塊的輸出信號(hào)S3或S4，以及可控延時(shí)器輸出的數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)第四控制信號(hào)(圖中略)從中選擇一路輸出。
數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊用于接收第一選擇模塊輸出的兩路或多路數(shù)字音頻信號(hào)，選擇其中任意一路或?qū)⑵渲腥我鈨陕窋?shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字混合(混音)后的數(shù)字音頻信號(hào)輸出。
本實(shí)施例中，數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊包含數(shù)字混合器和第四多路選擇器MUX4。
數(shù)字混合器用于將第一選擇模塊輸出的兩路數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字混合并輸出。
第四多路選擇器MUX4用于接收第一選擇模塊和數(shù)字混合器輸出的數(shù)字音頻信號(hào)，并根據(jù)第五控制信號(hào)(圖中略)從中選擇一路輸出。
UART用于在處理器和系統(tǒng)外部之間發(fā)送和接收串行音頻信號(hào)。圖1中D_IN_2為系統(tǒng)外部的輸入信號(hào)，D_OUT_2為輸出至系統(tǒng)外部的信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)處理模塊(處理器)用于對(duì)數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊輸出、UART輸出或從存儲(chǔ)器(圖中略)中讀取并生成的數(shù)字音頻信號(hào)進(jìn)行錄音、噪聲消除、變調(diào)等數(shù)字音頻處理任務(wù)，并輸出至UART和/或音頻編碼發(fā)送模塊和/或可控延時(shí)器。
上述處理器通常是ARM(Advanced Risc Machines，高級(jí)精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)處理器)等適合語音信號(hào)處理系統(tǒng)使用的嵌入式處理器。
對(duì)于輸出至可控延時(shí)器的數(shù)字信號(hào)，由于需要與音頻編碼接收模塊輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行混合，所以需要將其以與音頻編碼接收模塊輸出的數(shù)字信號(hào)相同的并行數(shù)字格式輸出。
音頻編碼發(fā)送模塊用于接收處理器輸出的數(shù)字信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)將其轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。
本實(shí)施例中，音頻編碼發(fā)送模塊包含第二數(shù)字音頻編碼發(fā)送器I2S/PCM_TX2。
第二數(shù)字音頻編碼發(fā)送器I2S/PCM_TX2用于接收處理器輸出的數(shù)字信號(hào)，根據(jù)第六控制信號(hào)(圖中略)將其轉(zhuǎn)換成I2S或PCM規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)，并輸出至第二選擇模塊。
可控延時(shí)器用于根據(jù)第七控制信號(hào)(圖中略)將處理器輸出的數(shù)字信號(hào)延時(shí)特定的時(shí)間。
可控延時(shí)器通常采用輸入和輸出信號(hào)都為相同的數(shù)字信號(hào)的可編程數(shù)字音頻延時(shí)器實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)方法可參閱相關(guān)文檔。
第二選擇模塊用于接收系統(tǒng)外部輸入的串行數(shù)字信號(hào)D_IN_1、模擬信號(hào)輸入處理模塊輸出的串行數(shù)字信號(hào)S2和音頻編碼發(fā)送模塊輸出的串行數(shù)字信號(hào)，根據(jù)控制信號(hào)選擇一路或多路輸出。
本實(shí)施例中第二選擇模塊包含第五多路選擇器MUX5和第六多路選擇器MUX6。
本實(shí)施例中，第五多路選擇器MUX5用于接收模擬信號(hào)輸入處理模塊輸出的串行數(shù)字信號(hào)S2和音頻編碼發(fā)送模塊輸出的串行數(shù)字信號(hào)，根據(jù)第八控制信號(hào)(圖中略)選擇一路輸出(記作D_OUT_1)至系統(tǒng)外部。
本實(shí)施例中，第六多路選擇器MUX6用于接收系統(tǒng)外部輸入的串行數(shù)字信號(hào)D_IN_1和音頻編碼發(fā)送模塊輸出的串行數(shù)字信號(hào)，根據(jù)第九控制信號(hào)(圖中略)選擇一路輸出至模擬信號(hào)輸出處理模塊。
模擬信號(hào)輸出處理模塊用于接收第二選擇模塊輸出的特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)和模擬中間信號(hào)，將接收到的串行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后與上述模擬中間信號(hào)進(jìn)行模擬混合(混音)處理、將混合后的模擬信號(hào)進(jìn)行放大等模擬音頻信號(hào)處理后輸出(記作A_OUT_1)。
本實(shí)施例中，模擬信號(hào)輸出處理模塊包含第三數(shù)字音頻編碼接收器I2S/PCM_RX3、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1、第一模擬混合器和第一放大器。
第三數(shù)字音頻編碼接收器I2S/PCM_RX3用于接收第二選擇模塊(本實(shí)施例中是MUX6)輸出的I2S或PCM規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成適合第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1接收并處理的(即與DAC1的輸入數(shù)據(jù)格式相匹配的)并行數(shù)字信號(hào)，并輸出。
第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1用于接收I2S/PCM_RX3輸出的并行數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)并輸出。
第一模擬混合器用于將DAC1輸出的模擬信號(hào)及模擬信號(hào)S1進(jìn)行模擬混合處理，并輸出。
第一放大器用于將第一模擬混合器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理，將放大后的模擬信號(hào)輸出(記作A_OUT_1)。
第一控制信號(hào)、第二控制信號(hào)等控制信號(hào)可以由處理器生成。
在以上實(shí)施例中，模擬信號(hào)輸入處理模塊僅包含一個(gè)多路選擇器和一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因此只能處理單聲道音頻信號(hào)；同樣，模擬信號(hào)輸出處理模塊也僅包含一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，也只能處理和輸出單聲道音頻信號(hào)。
圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例語音信號(hào)處理系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例對(duì)第一實(shí)施例中的模擬信號(hào)輸入處理模塊和模擬信號(hào)輸出處理模塊進(jìn)行了擴(kuò)展，以便對(duì)雙聲道音頻信號(hào)進(jìn)行處理。此外第二實(shí)施例中的模擬信號(hào)輸入處理模塊還增加了放大器模塊，模擬信號(hào)輸出處理模塊增加了數(shù)字濾波功能模塊。圖2中僅示出了模擬信號(hào)輸入處理模塊和模擬信號(hào)輸出處理模塊，其它模塊略。
本實(shí)施例中，模擬信號(hào)輸入處理模塊包含第一模數(shù)處理單元、第二模數(shù)處理單元和第一數(shù)字音頻編碼發(fā)送器I2S/PCM_TX1。第一模數(shù)處理單元包含第一多路選擇器MUX1、第三放大器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC1和第一數(shù)字濾波器；第二模數(shù)處理單元包含第七多路選擇器MUX7、第四放大器、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2和第二數(shù)字濾波器。其中，第一模數(shù)處理單元中的第三放大器用于將MUX1輸出的模擬信號(hào)放大并輸出；即MUX1輸出的模擬信號(hào)經(jīng)第三放大器放大后輸出至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換操作，然后輸出至第一數(shù)字濾波器。
第二模數(shù)處理單元中第七多路選擇器MUX7用于接收并行模擬信號(hào)A_IN_11、A_IN_21和A_IN_31，并根據(jù)第十控制信號(hào)(圖中略)從中選擇一路(記作S11)輸出；第四放大器用于將MUX7輸出的模擬信號(hào)放大并輸出。
第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC2用于接收第四放大器輸出的模擬信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至第二數(shù)字濾波器。
第一數(shù)字濾波器和第二數(shù)字濾波器分別用于對(duì)ADC1和ADC2輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波處理，并將處理后的信號(hào)分別輸出至第一數(shù)字音頻編碼發(fā)送器I2S/PCM_TX1。
第一數(shù)字音頻編碼發(fā)送器I2S/PCM_TX1用于將第一數(shù)字濾波器和第二數(shù)字濾波器輸出的兩路數(shù)字信號(hào)按照I2S協(xié)議合并成一路串行數(shù)字信號(hào)輸出。
本實(shí)施例中，模擬信號(hào)輸出處理模塊包含第三數(shù)字音頻編碼接收器I2S/PCM_RX3、第一數(shù)模處理單元、第二數(shù)模處理單元。第一數(shù)模處理單元包含第三數(shù)字濾波器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1、第一模擬混合器、第一放大器；第二數(shù)模處理單元包含第四數(shù)字濾波器、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2、第二模擬混合器、第二放大器。其中本實(shí)施例中，第三數(shù)字音頻編碼接收器I2S/PCM_RX3接收I2S規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成適合第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1和第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2接收并處理的(即與DAC1和DAC2的輸入數(shù)據(jù)格式相匹配的)兩路并行數(shù)字信號(hào)輸出。
第一數(shù)模處理單元中，第三數(shù)字濾波器用于對(duì)I2S/PCM_RX3輸出的兩路并行數(shù)字信號(hào)中的一路進(jìn)行數(shù)字濾波處理，將濾波后的數(shù)字信號(hào)輸出至第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1。第一數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC1、第一模擬混合器和第一放大器的功能與上一實(shí)施例基本相同，只是I2S/PCM_RX3輸出的一路數(shù)字信號(hào)輸出至第三數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波處理后，再輸出至DAC1。此外，第一模擬混合器也可以在模擬信號(hào)S1經(jīng)過模擬信號(hào)輸入處理模塊中的第三放大器放大后再將其與DAC1輸出的模擬信號(hào)混合。
第二數(shù)模處理單元中第四數(shù)字濾波器用于對(duì)I2S/PCM_RX3輸出的兩路并行數(shù)字信號(hào)中的另一路進(jìn)行數(shù)字濾波處理，將濾波后的數(shù)字信號(hào)輸出至第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2。
第二數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC2用于接收第四數(shù)字濾波器輸出的數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)并輸出。
第二模擬混合器用于將DAC2輸出的模擬信號(hào)及模擬信號(hào)S11進(jìn)行模擬混合處理，并輸出。當(dāng)然，也可以在模擬信號(hào)S11經(jīng)過模擬信號(hào)輸入處理模塊中的第四放大器放大后再將其與DAC2輸出的模擬信號(hào)混合。
第二放大器用于將第二模擬混合器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理，將放大后的模擬信號(hào)輸出(記作A_OUT_11)。
在此實(shí)施例中，經(jīng)第一多路選擇器MUX1和第七多路選擇器MUX7選擇輸出的模擬信號(hào)S1和S11可以分別是一路音頻信號(hào)的左右聲道信號(hào)，一對(duì)差分信號(hào)，也可以是兩路單聲道模擬信號(hào)，例如，通話雙方的音頻信號(hào)。對(duì)于輸入信號(hào)為兩路單聲道模擬信號(hào)時(shí)，也可以通過I2S/PCM_TX1根據(jù)I2S協(xié)議轉(zhuǎn)換成一路串行數(shù)字信號(hào)輸出。
下面將結(jié)合圖3，用兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例來描述本發(fā)明語音信號(hào)處理系統(tǒng)應(yīng)用于手機(jī)的工作過程。為了更清楚地描述本發(fā)明的工作過程，圖3中增加了本發(fā)明語音處理系統(tǒng)以外的3個(gè)模塊藍(lán)牙、外部音頻編解碼器和基帶處理器，并對(duì)圖1所示的第一實(shí)施例中的各模塊位置進(jìn)行了調(diào)整，更接近真實(shí)的應(yīng)用環(huán)境。
應(yīng)用實(shí)例1-卡拉OK播放處理器從存儲(chǔ)器中讀取音頻文件(伴奏)，以并行數(shù)字信號(hào)的形式輸出(圖中用一根線表示)至I2S/PCM_TX2，I2S/PCM_TX2按照PCM或I2S協(xié)議將并行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)，經(jīng)MUX6輸出至I2S/PCM_RX3，經(jīng)過DAC1轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)；同時(shí)通過免提麥克風(fēng)(A_IN_2)輸入模擬音頻信號(hào)；以上兩路模擬音頻信號(hào)經(jīng)過第一模擬混合器進(jìn)行混合后輸出至揚(yáng)聲器(A_OUT_1)。
應(yīng)用實(shí)例2-電話雙向錄音通話的對(duì)方音頻信號(hào)通過基帶處理器以數(shù)字信號(hào)的形式傳送至外部音頻編解碼器，外部音頻編解碼器中包含PCM或I2S規(guī)格的數(shù)字音頻編碼發(fā)送器(圖中略)，該發(fā)送器將該數(shù)字信號(hào)以PCM規(guī)格輸入(D_IN_1)至I2S/PCM_RX1，再到MUX2；同時(shí)，通話的本方音頻信號(hào)通過電話麥克風(fēng)輸入(A_IN_2)輸入至MUX1，經(jīng)MUX1選擇后輸出至ADC1轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)I2S/PCM_TX1和I2S/PCM_RX2輸入至MUX3；上述兩路音頻信號(hào)分別由MUX2、MUX3選擇輸出至數(shù)字混合器進(jìn)行混合處理，處理后的數(shù)字信號(hào)經(jīng)MUX4傳輸至處理器進(jìn)行錄音處理。
本發(fā)明的重點(diǎn)是提供一個(gè)模擬通道和數(shù)字通道相結(jié)合的語音處理平臺(tái)，并不局限于輸入什么信號(hào)或者進(jìn)行什么具體的處理，而是可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活的組合。
在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上本發(fā)明可以有各種變換方式，例如，音頻編碼接收模塊除了D_IN_1和S2以外，還可以接收多路輸入信號(hào)；第二選擇模塊也可以通過增加多路選擇器輸出多路信號(hào)到系統(tǒng)外部或模擬信號(hào)輸出處理模塊；音頻編碼發(fā)送模塊可包含多個(gè)數(shù)字音頻編碼發(fā)送器，除了接收處理器輸出的并行數(shù)字信號(hào)外，也可以接收相同格式的數(shù)字中間信號(hào)，例如從第一選擇模塊或數(shù)字混合器輸出的并行數(shù)字信號(hào)；模擬信號(hào)輸出處理模塊可以將輸入的多路數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)后進(jìn)行混合。
權(quán)利要求
1.一種語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括模擬信號(hào)輸入處理模塊、音頻編碼接收模塊、第一選擇模塊、數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊、數(shù)字信號(hào)處理模塊、音頻編碼發(fā)送模塊、第二選擇模塊和模擬信號(hào)輸出處理模塊，其中模擬信號(hào)輸入處理模塊用于接收多路模擬輸入信號(hào)，從中選擇一路，將其轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出；音頻編碼接收模塊用于從系統(tǒng)外部和/或模擬信號(hào)輸入處理模塊接收所述特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字音頻信號(hào)輸出；第一選擇模塊用于接收音頻編碼接收模塊輸出的數(shù)字音頻信號(hào)和數(shù)字中間信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)從中選擇兩路或多路輸出；數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊用于接收第一選擇模塊輸出的數(shù)字音頻信號(hào)，選擇其中任意一路或?qū)⑵渲腥我鈨陕愤M(jìn)行數(shù)字混合后輸出到數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)行數(shù)字音頻處理；音頻編碼發(fā)送模塊用于根據(jù)控制信號(hào)，將數(shù)字信號(hào)處理模塊輸出的數(shù)字信號(hào)和/或其它數(shù)字中間信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)并輸出；第二選擇模塊用于根據(jù)控制信號(hào)，從系統(tǒng)外部、模擬信號(hào)輸入處理模塊、音頻編碼發(fā)送模塊接收的特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)中選擇一路或多路輸出至系統(tǒng)外部和/或模擬信號(hào)輸出處理模塊；模擬信號(hào)輸出處理模塊用于對(duì)接收的模擬信號(hào)和/或特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)進(jìn)行模擬音頻處理并輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字音頻編碼規(guī)格包含I2S和PCM。
3.如權(quán)利要求1所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)行的數(shù)字音頻處理包括以下幾種中的一種或任意組合錄音、噪聲消除、變調(diào)、從音頻文件中讀取并生成數(shù)字音頻信號(hào)；所述模擬信號(hào)輸出處理模塊所進(jìn)行的模擬音頻處理包括以下幾種中的一種或任意組合將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行混合，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波。
4.如權(quán)利要求1所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一選擇模塊和第二選擇模塊包含多個(gè)多路選擇器；所述音頻編碼接收模塊包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)字音頻編碼接收器；所述音頻編碼發(fā)送模塊包含一個(gè)或多個(gè)數(shù)字音頻編碼發(fā)送器。
5.如權(quán)利要求2所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬信號(hào)輸入處理模塊包含模數(shù)處理單元和數(shù)字音頻編碼發(fā)送器；所述模數(shù)處理單元包含多路選擇器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；其中多路選擇器用于根據(jù)控制信號(hào)，從輸入的多路模擬信號(hào)中選擇一路輸出；模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將多路選擇器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并輸出；數(shù)字音頻編碼發(fā)送器用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。
6.如權(quán)利要求2所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬信號(hào)輸出處理模塊包含數(shù)字音頻編碼接收器、數(shù)模處理單元；數(shù)模處理單元包含數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模擬混合器；其中數(shù)字音頻編碼接收器用于將接收的特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字音頻信號(hào)輸出；數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將數(shù)字音頻編碼接收器輸出的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出；模擬混合器用于將接收的模擬中間信號(hào)與數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號(hào)混合并輸出。
7.如權(quán)利要求5所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬信號(hào)輸入處理模塊包含兩個(gè)所述模數(shù)處理單元；所述特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格為I2S；所述模數(shù)處理單元還包含放大器和數(shù)字濾波器；其中放大器用于將所述多路選擇器輸出的模擬信號(hào)先進(jìn)行放大處理后再輸出至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出；數(shù)字濾波器用于將所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)先進(jìn)行數(shù)字濾波處理后再輸出至所述數(shù)字音頻編碼發(fā)送器，由數(shù)字音頻編碼發(fā)送器將該數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格的串行數(shù)字信號(hào)輸出。
8.如權(quán)利要求6所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述模擬信號(hào)輸出處理模塊包含兩個(gè)所述數(shù)模處理單元；所述特定數(shù)字音頻編碼規(guī)格為I2S；所述數(shù)模處理單元還包含數(shù)字濾波器和放大器；其中數(shù)字濾波器用于將所述數(shù)字音頻編碼接收器輸出的并行數(shù)字音頻信號(hào)先進(jìn)行數(shù)字濾波處理后再輸出至所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器，由數(shù)模轉(zhuǎn)換器將該并行數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出；放大器用于將所述模擬混合器輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理后輸出。
9.如權(quán)利要求1所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包含可控延時(shí)器和/或UART，其中可控延時(shí)器用于根據(jù)控制信號(hào)將所述數(shù)字信號(hào)處理模塊輸出的數(shù)字信號(hào)延時(shí)特定的時(shí)間后作為中間信號(hào)輸出至所述第一選擇模塊；UART用于在所述數(shù)字信號(hào)處理模塊與系統(tǒng)外部之間傳輸數(shù)字信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的語音信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊包含數(shù)字混合器和多路選擇器，其中數(shù)字混合器用于將所述第一選擇模塊輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字混合并輸出；多路選擇器接收所述第一選擇模塊和數(shù)字混合器輸出的數(shù)字信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)從中選擇一路輸出至所述數(shù)字信號(hào)處理模塊。
全文摘要
一種語音信號(hào)處理系統(tǒng)，模擬信號(hào)輸入處理模塊接收多路模擬輸入信號(hào)，選擇一路轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)輸出；音頻編碼接收模塊從系統(tǒng)外部和模擬信號(hào)輸入處理模塊接收串行數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成并行數(shù)字音頻信號(hào)輸出；第一選擇模塊接收音頻編碼接收模塊輸出的數(shù)字音頻信號(hào)和數(shù)字中間信號(hào)，選擇多路輸出；數(shù)字信號(hào)預(yù)處理模塊接收第一選擇模塊輸出的數(shù)字音頻信號(hào)，選擇其中一路或?qū)陕愤M(jìn)行混合后輸出到數(shù)字信號(hào)處理模塊；音頻編碼發(fā)送模塊將數(shù)字信號(hào)處理模塊輸出的數(shù)字信號(hào)和其它數(shù)字中間信號(hào)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)字信號(hào)輸出；第二選擇模塊從接收的串行數(shù)字信號(hào)中選擇一路或多路輸出；模擬信號(hào)輸出處理模塊對(duì)接收的模擬信號(hào)和串行數(shù)字信號(hào)進(jìn)行模擬音頻處理并輸出。
文檔編號(hào)G10L21/02GK101079265SQ20071011865
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者劉子熹, 陳為民, 鐘毅強(qiáng), 楊作興, 高保衛(wèi) 申請(qǐng)人:北京中星微電子有限公司