阅读说明：本技术 一种嵌入式数字会议方法以及会议系统 (Embedded digital conference method and conference system ) 是由 王芝彬 徐克兴 张志军 于 2019-09-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种嵌入式数字会议方法以及会议系统,所述会议方法中终端子板话筒的信号发送到主板进行合成,且合成后的信号分别分发到每个终端的扬声器中；发言者扬声器无自己的发言信号,当某终端处于发言状态时,则所述主板将合成的信号减去发言的终端的话筒信号后发送到发言的终端的扬声器中。所述会议系统包括若干个终端,所述解码模块、校准电路的输出端分别与D/A变换模块、拟合模块连接,所述A/D变换模块、拟合模块的输出端分别与抵消模块连接,且A/D变换模块的输出端还连接校准电路。本发明可以实现自适应回声对消、空间自适应,在发言时,所对应区域的扬声器音量自动减小,有效减少正反馈形成的啸叫,实现高保真音质。(The invention discloses an embedded digital conference method and a conference system, wherein in the conference method, signals of a terminal sub-board microphone are sent to a main board for synthesis, and the synthesized signals are respectively distributed to a loudspeaker of each terminal; the speaker of the speaker does not have a speaking signal of the speaker, and when a certain terminal is in a speaking state, the main board subtracts the microphone signal of the speaking terminal from the synthesized signal and sends the signal to the speaker of the speaking terminal. The conference system comprises a plurality of terminals, the output ends of the decoding module and the calibration circuit are respectively connected with the D/A conversion module and the fitting module, the output ends of the A/D conversion module and the fitting module are respectively connected with the offset module, and the output end of the A/D conversion module is also connected with the calibration circuit. The invention can realize self-adaptive echo cancellation and space self-adaptation, and when speaking, the volume of the loudspeaker in the corresponding area is automatically reduced, thereby effectively reducing howling formed by positive feedback and realizing high fidelity tone quality.)

一种嵌入式数字会议方法以及会议系统

技术领域

本发明属于音频数据处理的技术领域，具体涉及一种嵌入式数字会议方法以及会议系统。

背景技术

现有的本地会议系统形式多样，本地会议多以模拟体制为主，多采用广播形式——发言席才能发言，且发言席数量有限，会场通过大音箱扩音共享，该体制实现交互很困难，不能很好的实现多人讨论，而且噪声积累是其最大的固有缺陷。

在室内扩声系统中，扩声后扬声器播放出来的声信号经房间反射，由麦克风拾入放大后在播出，多次循环，在这个闭环系统中，满足一定条件时，就会产生回声啸叫现象。例如：在A和B通过扬声器和话筒进行隔空交流时，A通过话筒把声音传到B的扬声器发声，发出的声音又通过B的话筒传到A的扬声器发声，该声音又通过A的话筒传到B的扬声器发声，如此循环，造成啸叫。啸叫现象影响了会议的进行，给与会者的交流带来了障碍。

另一方面，基于服务器和高性能PC机结合软件来实现的软件视频会议系统，缺点在于因计算机CPU的处理能力所限，无法满足音视频编解码的运算要求，将牺牲部分清晰度或占用过高的带宽，软编解带来的时延导致实时性较差。

基于PC架构容易受到病毒攻击，采用大量插卡和***配套设备集成度低，故障点多，故障排查困难。故该系统的安全性和稳定性得不到保障。更不适合某些特定的会议场所，例如：保密性要求较高的场所。

发明内容

本发明的目的在于提供一种嵌入式数字会议方法，旨在消除会议系统中的啸叫。本发明的另一个目的在于提供一种嵌入式数字会议系统，旨在实现自适应回声对消，具有较好的实用性。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种嵌入式数字会议方法，终端子板话筒的信号发送到主板进行合成，且合成后的信号分别分发到每个终端的扬声器中；发言者扬声器无自己的发言信号，当某终端处于发言状态时，则所述主板将合成的信号减去发言的终端的话筒信号后发送到发言的终端的扬声器中。

为了更好的实现本发明，进一步的，当某终端处于发言状态时，该终端本身及其相邻终端的扬声器对该发言信号均不发声。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述终端将话筒接收到的扬声器的声音信号滤除，并保留扬声器之外的声音信号；将扬声器功放输入的信号与校准信号进行卷积变换，从而得到话筒接收到的扬声器的声音信号；所述校准信号通过校准电路得到。即为回声对消算法。

为了更好的实现本发明，进一步的，在电路校准时，所述校准电路发出一个长周期的窄脉冲送给扬声器，所述窄脉冲的周期为100mS，且脉冲宽度为声音信号取样周期；所述话筒在整个周期内接收扬声器发出的窄脉冲声音，经过长时间累积平均，最后得到噪声比较低的校准信号。

本发明主要通过以下技术方案实现：一种嵌入式数字会议系统，包括若干个终端，所述终端包括解码模块、D/A变换模块、音频放大模块、扬声器、拟合模块、校准电路、抵消模块、A/D变换模块、麦克风；所述解码模块、校准电路的输出端分别与D/A变换模块、拟合模块连接，且D/A变换模块的输出端通过音频放大模块与扬声器连接；所述麦克风的输出端通过音频放大模块与A/D变换模块连接，所述A/D变换模块、拟合模块的输出端分别与抵消模块连接，且A/D变换模块的输出端还连接校准电路。

为了更好的实现本发明，进一步的，还包括中心控制器，所述终端还包括终端处理器，所述中心控制器与终端处理器连接；所述中心控制器用于接收终端的上行信号，合成处理后并与本地显示数据及广播音频数据打包，再分发给各终端处理器；所述终端处理器用于上传本地麦克风音频数据，并接收中心控制器分发的下行数据，处理后发送至扬声器和显示器。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述终端呈矩形阵列设置，每排的相邻终端之间相互连接，每排的第一个终端的终端处理器分别连接中心控制器。

本发明的有益效果：

（1）本发明可以实现自适应回声对消、空间自适应（当某终端处于发言状态时，该终端本身及其相邻终端的扬声器对该发言信号均不发声）、多人讨论。

（2）在发言时，所对应区域的扬声器音量自动减小，有效减少正反馈形成的啸叫，实现高保真音质。本发明采用低噪声大动态音频Codec,高速FPGA完成所有算法，具有较高集成度,采用独立的网络协议，有线系统基带传输防辐射窃听，确保系统良好安全性。

（3）所述会议系统基于嵌入式架构，通过FPGA+嵌入式软件，并凭借专业的硬件设备终端等来实现音视频处理、网络通讯和各项会议功能，嵌入式架构具有良好的稳定性和安全性。

（4）本发明主要针对保密要求较高的场所，例如国防、政府等会议场所，在技术上完全不同于传统的会议系统，它充分考虑了会议应用的实际情况，从系统构架到具体实现均体现了创新的设计理念、先进的信号处理能力和高度的保密安全性，真正实现多人交互式讨论与CD音质。

（5）本发明使用独立网络协议和算法，个性化设计使每个与会者都能够拥有独立的终端，方便使用；使用小功率扬声器和隐藏式麦克风以科学合理的布局面对与会者，无遮挡，空间上给与会者充分的自由度，提高说、视、听的舒适度。

（6）本发明采用FPGA芯片集成含：调音台、压限器、自适应回声抑制器、空间自适应算法等处理能力；在发言时，所对应区域的扬声器音量自动减小，有效减少正反馈形成的啸叫，实现高保真音质。另外该系统还可以扩展以实现电子桌牌、电子白板、图片滚播、流媒体播放等功能。

附图说明

图1为主板的原理框图；

图2为子板的原理框图。

具体实施方式

实施例1：

一种嵌入式数字会议方法，如图1所示，终端子板话筒的信号发送到主板进行合成，且合成后的信号分别分发到每个终端的扬声器中；发言者扬声器无自己的发言信号，当某终端处于发言状态时，则所述主板将合成的信号减去发言的终端的话筒信号后发送到发言的终端的扬声器中。

本发明在使用过程中，在会议系统中，每个座位上都有一个扬声器和一个话筒。每个话筒的信号都要送到主板进行合成，合成的信号分别送到每个座位上的扬声器。A发言时，通过A的话筒将A的声音经过主板，传到其它座位上的扬声器，但不传到A自己的扬声器。在主板电路上，送到A扬声器的信号，是把合成的信号减去A话筒信号得到的。会议室里每个座位都是这样处理。

本发明可以实现自适应回声对消、空间自适应，在发言时，所对应区域的扬声器音量自动减小，有效减少正反馈形成的啸叫，实现高保真音质。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，当某终端处于发言状态时，该终端本身及其相邻终端的扬声器对该发言信号均不发声。当终端处于发言状态时，则所述主板将合成的信号还减去发言的终端的相邻终端的话筒信号后发送到发言的终端的扬声器中。

为了达到更好的效果，送到A扬声器的信号，不仅是减去A话筒信号，还减去A前后左右话筒的信号。其它座位也是这样处理。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图2所示，所述终端将话筒接收到的扬声器的声音信号滤除，并保留扬声器之外的声音信号；将扬声器功放输入的信号与校准信号进行卷积变换，从而得到话筒接收到的扬声器的声音信号；所述校准信号通过校准电路得到。

所述校准电路发出一个长周期的窄脉冲送给扬声器，所述窄脉冲的周期为100mS，且脉冲宽度为声音信号取样周期；所述话筒在整个周期内接收扬声器发出的窄脉冲声音，经过长时间累积平均，最后得到噪声比较低的校准信号。

本发明在使用过程中，为了消除该啸叫，该电路把A话筒接收到A扬声器的声音信号滤除，保留除A扬声器之外的声音信号；把B话筒接收到B扬声器的声音信号滤除，保留除B扬声器之外的声音信号。为了准确得到话筒接收到扬声器发声的信号，确保滤除干净，该电路通过把扬声器功放输入的信号与校准信号进行卷积变换，从而得到话筒接收到扬声器发声的信号。

校准信号是通过校准电路得到的。电路校准时，校准电路发出一个长周期的一个窄脉冲，周期100mS左右，脉冲宽度为声音信号取样周期，送给扬声器。话筒在整个周期内接收扬声器发出的窄脉冲声音，经过长时间累积平均，最后得到噪声比较低的校准信号。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

一种嵌入式数字会议系统，如图2所示，包括若干个终端，所述终端包括解码模块、D/A变换模块、音频放大模块、扬声器、拟合模块、校准电路、抵消模块、A/D变换模块、麦克风；所述解码模块、校准电路的输出端分别与D/A变换模块、拟合模块连接，且D/A变换模块的输出端通过音频放大模块与扬声器连接；所述麦克风的输出端通过音频放大模块与A/D变换模块连接，所述A/D变换模块、拟合模块的输出端分别与抵消模块连接，且A/D变换模块的输出端还连接校准电路。本发明的主要技术指标如下：

音频分辨率:16bit；

终端扩音功率:5W；

显示尺寸及分辨率：7”、320x240点；

接口：RJ45；

电源适配器：DC-5V/1A。

如图2所示，本发明在使用过程中，所述校准电路发送校准脉冲给D/A变换模块，且发送校准数据到拟合模块。为了消除该啸叫，该电路把A话筒接收到A扬声器的声音信号滤除，保留除A扬声器之外的声音信号；把B话筒接收到B扬声器的声音信号滤除，保留除B扬声器之外的声音信号。为了准确得到话筒接收到扬声器发声的信号，确保滤除干净，该电路通过把扬声器功放输入的信号与校准信号进行卷积变换，从而得到话筒接收到扬声器发声的信号。

本发明可以实现自适应回声对消、空间自适应，在发言时，所对应区域的扬声器音量自动减小，有效减少正反馈形成的啸叫，实现高保真音质；采用低噪声大动态音频Codec,高速FPGA完成所有算法，具有较高集成度,采用独立的网络协议，有线系统基带传输防辐射窃听，确保系统良好安全性。

实施例5：

本实施例是在实施例1-4任一个的基础上进行优化，还包括中心控制器，所述终端还包括终端处理器，所述中心控制器与终端处理器连接；所述中心控制器用于接收终端的上行信号，合成处理后并与本地显示数据及广播音频数据打包，再分发给各终端处理器；所述终端处理器用于上传本地麦克风音频数据，并接收中心控制器分发的下行数据，处理后发送至扬声器和显示器。

本发明在使用过程中：

1.中心控制器：接收来至各终端的上行信号（终端麦克风的音频数据），合成处理后与本地显示数据及广播音频数据打包，再分发给各终端处理器。

2.终端处理器：上传本地麦克风（发言）音频数据，接收由中央控制器分发出

的下行数据，处理后送至扬声器和显示器；

3.功能特点：

①目前系统可配置的终端数目为32个（可扩展），终端个性化设计，每个与会者拥有独立的终端，支持会议扩音、发言及多人讨论、可实现电子桌牌、电子白板、图片滚播、流媒体播放等功能。

②多项核心技术：自适应回声对消技术、空间自适应技术（发言时，所对应区域的扬声器音量自动减小，有效减少正反馈形成的啸叫，实现高保真音质）；采用低噪声大动态音频Codec,高速FPGA完成所有算法，具有较高集成度,采用独立的网络协议，有线系统基带传输防辐射窃听，确保系统良好安全性。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一个相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例是实施例1-5任一个的基础上进行优化，所述终端呈矩形阵列设置，每排的相邻终端之间相互连接，每排的第一个终端的终端处理器分别连接中心控制器。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一个相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。