本實(shí)用新型涉及一種語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)講通信時(shí)，語(yǔ)音信號(hào)不可避免地受到來(lái)自周?chē)h(huán)境、傳輸媒介等引入的背景噪聲的影響。在語(yǔ)音信號(hào)處理中，背景噪聲降低語(yǔ)音質(zhì)量的現(xiàn)象是非常普遍的，背景噪聲的混入不但使通話質(zhì)量明顯下降，還會(huì)增加設(shè)備的電耗。因此，如何從噪聲污染的語(yǔ)音信號(hào)中濾除噪聲，提高語(yǔ)音信號(hào)的信噪比就成為語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)研究中的一個(gè)重要方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，包括微處理器、存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、音頻編解碼模塊、語(yǔ)音處理模塊、全向麥克風(fēng)、定向麥克風(fēng)以及揚(yáng)聲器，所述存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及音頻編解碼模塊分別與所述微處理器連接，所述語(yǔ)音處理模塊為FW2018WE-380芯片，其分別與所述音頻編解碼模塊、全向麥克風(fēng)、定向麥克風(fēng)以及揚(yáng)聲器連接。

優(yōu)選地，還包括用于連接全向麥克風(fēng)和語(yǔ)音處理模塊的放大電路，所述放大電路為MAX9812L芯片，全向麥克風(fēng)拾取的語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)放大電路增益后進(jìn)入語(yǔ)音處理模塊。

優(yōu)選地，所述微處理器為S3C2440芯片。

優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)模塊包括分別與微處理器連接的SDRAM存儲(chǔ)器以及Flash存儲(chǔ)器，所述SDRAM存儲(chǔ)器為K4S561632C芯片，所述Flash存儲(chǔ)器為HY27US08121A芯片。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊包括與所述微處理器連接的以太網(wǎng)芯片、與以太網(wǎng)芯片連接的網(wǎng)絡(luò)指示燈、與以太網(wǎng)芯片連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器以及與網(wǎng)絡(luò)變壓器連接的RJ45接口。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊還包括用于連接微處理器和以太網(wǎng)芯片的數(shù)據(jù)緩沖芯片。

優(yōu)選地，所述以太網(wǎng)芯片為CS8900A，所述數(shù)據(jù)緩沖芯片為SN74LVTH162245芯片。

優(yōu)選地，所述音頻編解碼模塊為UDA1344芯片。

優(yōu)選地，還包括RS232串口電路以及JTAG接口，所述RS232串口電路和JTAG接口分別與所述微處理器連接。

采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型與背景技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、使用全向麥克風(fēng)和定向麥克風(fēng)分別對(duì)含有背景噪聲的語(yǔ)音信號(hào)和純?cè)肼曊Z(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采集，以MAX9812L芯片對(duì)采集的含背景噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行放大，最終純?cè)肼曊Z(yǔ)音信號(hào)和經(jīng)增益的含有背景噪聲的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)入FW2018WE-380芯片中進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)背景噪聲的抑制與回波抵消，提高通信的質(zhì)量；

2、采用數(shù)據(jù)緩沖芯片連接微處理器和以太網(wǎng)芯片，使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性高；

3、對(duì)相關(guān)功能芯片進(jìn)行優(yōu)選，使語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)能耗低、穩(wěn)定性好、兼容性?xún)?yōu)，可擴(kuò)展性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為S3C2440芯片、UDA1344芯片以及FM2018WE-380芯片的引腳連接示意圖；

圖3為采用全向麥克風(fēng)和定向麥克風(fēng)進(jìn)行噪聲信號(hào)拾取的示意圖；

圖4為MAX9812L芯片作為麥克風(fēng)前置放大電路的示意圖；

圖5為FM2018WE-380芯片電路原理圖；

圖6為本實(shí)用新型通信流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

實(shí)施例

如圖1所示，一種語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，包括微處理器、存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、音頻編解碼模塊、語(yǔ)音處理模塊、放大電路、全向麥克風(fēng)、定向麥克風(fēng)以及揚(yáng)聲器。其中，所述存儲(chǔ)模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以及音頻編解碼模塊分別與所述微處理器連接；所述語(yǔ)音處理模塊分別與所述音頻編解碼模塊、放大電路、定向麥克風(fēng)以及揚(yáng)聲器連接，所述全向麥克風(fēng)與所述放大電路連接；所述存儲(chǔ)模塊包括分別與微處理器連接的SDRAM存儲(chǔ)器以及Flash存儲(chǔ)器；所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊包括與所述微處理器相接的數(shù)據(jù)緩沖芯片、與數(shù)據(jù)緩沖芯片連接的以太網(wǎng)芯片、與以太網(wǎng)芯片連接的網(wǎng)絡(luò)指示燈、與以太網(wǎng)芯片連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器以及與網(wǎng)絡(luò)變壓器連接的RJ45接口。

本實(shí)施例中，微處理芯片采用Samsung公司的S3C2440芯片，該處理器功能豐富，便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展和提高系統(tǒng)的兼容性。RS232串口電路和JTAG調(diào)試接口與微處理器連接以用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)試。SDRAM存儲(chǔ)器采用K4S561632C芯片，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器采用HY27US08121A芯片；以太網(wǎng)芯片采用CS8900A，數(shù)據(jù)緩沖芯片SN74LVTH162245連接在以太網(wǎng)芯片與微處理器之間以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

音頻編解碼模塊采用Philips公司的UDA1344音頻編解碼芯片，語(yǔ)音處理模塊采用富迪科技公司的低功耗、高性能的FM2018WE-380芯片。如圖2所示的是S3C2440芯片、UDA1344芯片以及FM2018WE-380芯片的引腳連接示意圖。UDA1344通過(guò)IIS-BUS接口與S3C2440傳輸音頻數(shù)據(jù)，控制數(shù)據(jù)則通過(guò)L3接口傳輸。L3總線接口包括微處理器串行數(shù)據(jù)線L3DATA、微處理器接口模式選擇線L3MODE和微處理器接口串行時(shí)鐘線L3CLOCK。當(dāng)UDA1344工作在微處理器輸入模式時(shí)，微處理器通過(guò)L3總線對(duì)UDA1344中的音頻處理參數(shù)和系統(tǒng)控制參數(shù)進(jìn)行配置。由于S3C2440芯片中沒(méi)有L3總線專(zhuān)用接口，電路中使用I/O口連接L3總線。IIS總線接口信號(hào)線包括位時(shí)鐘輸入BCK、字選擇輸入WS、數(shù)據(jù)輸入DATAI、數(shù)據(jù)輸出DATA0和音頻系統(tǒng)時(shí)鐘SYSCLK信號(hào)線。IIS總線接口對(duì)FIFO存取提供DMA傳輸模式以代替中斷模式，它可以同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，也可以只發(fā)或只收數(shù)據(jù)。FM2018WE-380通過(guò)其UART口連接到S3C2440，微處理器通過(guò)串口對(duì)FM2018WE-380進(jìn)行功能配置。FM2018WE-380通過(guò)線路輸出LINEOUT和線路輸入LINEIN分別與UDA1344的VIN1和VOUT連接,由于傳輸?shù)臑槟M語(yǔ)音信號(hào),因而電路設(shè)計(jì)中LINEOUT和LINEIN與UDA1344連接的線應(yīng)盡量短，以免受到電磁干擾。

本實(shí)施例以一個(gè)全向麥克風(fēng)與一個(gè)定向麥克風(fēng)形成麥克風(fēng)拾音束以作為輸入，分別用于拾取混有背景噪聲的語(yǔ)音信號(hào)和純?cè)肼曊Z(yǔ)音信號(hào)。如圖3所示，本實(shí)施例采用MAX9812L芯片作為放大電路，首先，含有背景噪聲的語(yǔ)音信號(hào)由Mic0(全向麥克風(fēng))拾取，經(jīng)由MAX9812L芯片構(gòu)成的放大電路增益之后，通過(guò)Line_In接口被輸送給FM2018WE-380芯片。而純?cè)肼曊Z(yǔ)音信號(hào)由Mic1(定向麥克風(fēng))拾取，通過(guò)Mic_In接口進(jìn)入FM2018WE-380芯片，兩路信號(hào)通過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換之后進(jìn)入DSP芯片。消噪算法的代碼存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，DSP芯片由存儲(chǔ)器中的消噪算法代碼控制進(jìn)行運(yùn)算。經(jīng)過(guò)硬件加速器的助推后，能夠在較小能耗的代價(jià)下使DSP芯片運(yùn)算速度大幅度提高。經(jīng)過(guò)DSP芯片處理后的信號(hào)為最終信號(hào)(即實(shí)現(xiàn)背景噪聲抑制及回波抵消后的語(yǔ)音信號(hào))，通過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)化芯片輸出給微處理器，再經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊傳送，而FM2018-380由網(wǎng)絡(luò)接收到的語(yǔ)音信號(hào)則通過(guò)連接在其SPEAK接口的揚(yáng)聲器進(jìn)行播報(bào)。

如圖4所示，麥克風(fēng)前置放大電路采用MAX9812L芯片制作，其內(nèi)置單個(gè)20dB固定增益放大器，尺寸小，具有業(yè)界頂級(jí)水平的100dB電源抑制比，極低的THD+N(0.015％)，230μA工作電流。處于關(guān)閉模式時(shí)，可將電源電流及偏置電流總和降低至100nA,并且可以在2.7-3.6V的電壓范圍下工作,為本實(shí)用新型提供了高信噪比、低能耗、便攜的解決方案。IN引腳是信號(hào)輸入引腳，聲音通過(guò)全向麥克風(fēng)轉(zhuǎn)變成微弱的電流，芯片通過(guò)IN引腳接收。BIA引腳為電壓補(bǔ)償引腳，能確保在多種供電電壓下正常驅(qū)動(dòng)麥克風(fēng)工作，并降低電壓的波動(dòng)對(duì)信號(hào)處理的影響。引腳用來(lái)控制控制電路的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)將引腳與VCC連接時(shí)，電路正常工作；當(dāng)將與GND連接時(shí)，電路處于關(guān)閉狀態(tài)。本實(shí)施例，將接到電源置高電平。OUT為輸出引腳，經(jīng)過(guò)MAX9812L放大的信號(hào)，由此接口輸出到FM2018WE-380芯片。

如圖5所示是FM2018WE-380芯片電路原理圖。其中，SPK_OUT_N及SPK_OUT_P作為揚(yáng)聲器輸出接口；EP/SCL:接到3.3V的電源處置高電平；XTAL_IN,XTAL_OUT:在相同數(shù)量的ALU的條件下，為了獲得更高的性能，高速DSP是關(guān)鍵，故而電路采用13MHz的晶振；VOL+及VOL-用于調(diào)節(jié)輸出的音量，這里使用默認(rèn)值，故通過(guò)1kΩ的電阻接地；RESET用于電路的復(fù)位；LINE_IN用于接收前置麥克風(fēng)放大電路的信號(hào)輸入；LINE_OUT用于輸出模擬信號(hào)。

電路中使用24LC02B芯片來(lái)同步時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)時(shí)鐘線SCL為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)線SDA由高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉x為“開(kāi)始”信號(hào)；當(dāng)SCL線為低電平時(shí)，SDA線發(fā)生低電平到高電平的跳變?yōu)椤敖Y(jié)束”信號(hào)。由于不需要外部片選，所以A0,A1,A2三個(gè)引腳接地。

本實(shí)用新型的系統(tǒng)采用的是開(kāi)放源代碼的Linux操作系統(tǒng)，允許任何人獲取并修改Linux的源碼。在配置Linux的應(yīng)用程序時(shí)，可以選擇加載然后根據(jù)用戶(hù)的需要設(shè)計(jì)這些軟件的配置文件從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能。嵌入式Linux操作系統(tǒng)主要由三個(gè)基本部分組成：引導(dǎo)程序、Linux內(nèi)核(由內(nèi)存管理、進(jìn)程管理和中斷處理等構(gòu)成)和文件系統(tǒng)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)從下而上分為硬件驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層和應(yīng)用程序?qū)?。硬件?qū)動(dòng)層主要包括CS8900A和UDA1344的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)；操作系統(tǒng)層移植了Linux的操作系統(tǒng)內(nèi)核；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層移植了TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議；應(yīng)用程序?qū)釉谇度胧絃inux操作系統(tǒng)上運(yùn)行應(yīng)用程序。Linux下網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸主要利用套接字socket接口進(jìn)行。套接字socket是一種常用的進(jìn)程間通信機(jī)制，通過(guò)它不僅能實(shí)現(xiàn)本地機(jī)器上的進(jìn)程間通信，而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)能夠在不同的機(jī)器上的進(jìn)程間進(jìn)行通信。常用的套接字socket類(lèi)型主要有兩種：對(duì)應(yīng)TCP服務(wù)的流式套接字socket和對(duì)應(yīng)UDP服務(wù)的數(shù)據(jù)報(bào)式套接字socket。傳統(tǒng)的語(yǔ)音傳輸一般采用UDP通信協(xié)議，即不保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包是否在網(wǎng)絡(luò)中丟失。而本申請(qǐng)需要兼顧多種應(yīng)用場(chǎng)合，包括應(yīng)用于銀行的ATM柜員機(jī)的對(duì)講系統(tǒng)，故而需要保證語(yǔ)音信號(hào)在傳輸過(guò)程中不丟失，所以對(duì)經(jīng)過(guò)編碼后的語(yǔ)音信號(hào)采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行傳輸。本系統(tǒng)的基于TCP協(xié)議的通信流程圖如圖6所示。

綜上，本實(shí)用新型可有效抑制背景噪聲對(duì)通信的干擾，并具有高效、便攜、低耗能的優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛的應(yīng)用于可視對(duì)講和門(mén)禁系統(tǒng)、車(chē)載免提功能(例如前裝車(chē)載免提，后裝市場(chǎng)車(chē)載免提),手持移動(dòng)設(shè)備(如智能電話及個(gè)人數(shù)字助理)，ATM柜員機(jī)的對(duì)講系統(tǒng)等。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。