攝像頭音頻輸入裝置、去噪方法和攝像頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種攝像頭音頻輸入裝置、去噪方法和攝像頭。該攝像頭音頻輸入裝置包括：音頻采集模塊，用于采集環(huán)境聲音，并將環(huán)境聲音轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號；編碼模塊，用于將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號并進(jìn)行編碼輸出；功放模塊，用于對編碼后的數(shù)字音頻信號進(jìn)行放大后輸出；處理模塊，用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第一增益值至所述編碼模塊以降低其增益，且用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第二增益值至所述功放模塊以提高其增益。本發(fā)明降低了音頻信號的噪聲，提升了音質(zhì)。
【專利說明】
攝像頭音頻輸入裝置、去噪方法和攝像頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及音頻電路技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種攝像頭音頻輸入裝置、去噪方 法和攝像頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 攝像頭又稱為電腦相機(jī)、電腦眼、電子眼等，是一種視頻輸入設(shè)備，被廣泛的運(yùn)用 于監(jiān)控安全領(lǐng)域。隨著攝像頭技術(shù)的發(fā)展，其逐漸從商用領(lǐng)域延伸至民用領(lǐng)域。普通民眾可 在家庭等私人場所安裝攝像頭，通過無線通信技術(shù)與手機(jī)等移動(dòng)終端相連，可隨時(shí)觀看到 攝像頭所拍攝的畫面，十分方便。
[0003] 攝像頭的功能也在其發(fā)展過程中日趨多樣，現(xiàn)有的攝像頭多安裝有麥克風(fēng)，拍攝 的同時(shí)還可記錄拍攝現(xiàn)場的聲音，進(jìn)一步提升了安全監(jiān)控的能力?，F(xiàn)有的攝像頭麥克風(fēng)電 路包括codec(編譯碼器)和功率放大器，codec將采集到的原始音頻信號進(jìn)行編碼壓縮，再 經(jīng)功率放大器進(jìn)行信號放大，完成音頻輸入。運(yùn)一電路的缺陷在于，沒有相應(yīng)的去噪措施， 音頻信號的噪聲較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于上述問題，本發(fā)明提出了一種攝像頭音頻輸入裝置、去噪方法和攝像頭，解決 現(xiàn)有攝像頭的音頻信號噪聲大的問題。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種攝像頭音頻輸入裝置，其包括： 音頻采集模塊，用于采集環(huán)境聲音，并將環(huán)境聲音轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號；編碼模塊，用于將 模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號并進(jìn)行編碼輸出；功放模塊，用于對編碼后的數(shù)字音頻 信號進(jìn)行放大后輸出；處理模塊，用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第一增益值至所述編碼模塊 W降低其增益，且用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第二增益值至所述功放模塊W提高其增益。
[0006] 優(yōu)選的，所述第一觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的分別對應(yīng)于編碼模塊和功放模塊的第一增 益闊值和第二增益闊值，當(dāng)處理模塊檢測到所述編碼模塊的增益高于所述第一增益闊值 時(shí)，輸出所述第一增益值；當(dāng)處理模塊檢測到所述功放模塊的增益低于所述第二增益闊值 時(shí)，輸出所述第二增益值。
[0007] 優(yōu)選的，所述第一觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的分別對應(yīng)于編碼模塊和功放模塊的第一預(yù) 設(shè)值和第二預(yù)設(shè)值，處理模塊上電時(shí)輸出所述第一預(yù)設(shè)值和第二預(yù)設(shè)值，W限定所述編碼 模塊和功放模塊的增益范圍。
[0008] 優(yōu)選的，所述第一觸發(fā)條件包含音頻采集模塊采集環(huán)境聲音時(shí)產(chǎn)生的第一觸發(fā)信 號，處理模塊用于依據(jù)所述第一觸發(fā)信號輸出第一增益值至所述編碼模塊，且用于依據(jù)所 述第一觸發(fā)信號輸出第二增益值至所述功放模塊。
[0009] 優(yōu)選的，所述第一增益值與第二增益值分別包含于第一控制信號與第二控制信號 中，第一控制信號與第二控制信號分別驅(qū)動(dòng)編碼模塊和功放模塊工作于所述第一增益值和 第二增益值所限定的增益范圍。
[0010] 優(yōu)選的，所述處理模塊設(shè)有與所述編碼模塊和功放模塊相對應(yīng)的寄存器，所述第 一增益值與所述第二增益值分別存入相應(yīng)的寄存器，所述處理模塊將第一增益值和第二增 益值寫入相對應(yīng)的寄存器W完成其輸出，所述編碼模塊和功放模塊依據(jù)相應(yīng)的寄存器的所 述第一增益值和第二增益值進(jìn)行自適應(yīng)增益調(diào)整。
[0011] 優(yōu)選的，所述處理模塊還用于依據(jù)第二觸發(fā)條件輸出第一采樣值至編碼模塊W提 升其采樣率。
[0012] 優(yōu)選的，所述第二觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的對應(yīng)于編碼模塊的第一采樣闊值，當(dāng)處理 模塊檢測到所述編碼模塊的采樣率低于所述第一采樣闊值時(shí)，輸出所述第一采樣值。
[0013] 優(yōu)選的，所述第二觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的對應(yīng)于編碼模塊的采樣預(yù)設(shè)值，處理模塊 上電時(shí)輸出所述采樣預(yù)設(shè)值，W限定所述編碼模塊的采樣率范圍。
[0014] 優(yōu)選的，所述第二觸發(fā)條件包含音頻采集模塊采集環(huán)境聲音時(shí)產(chǎn)生的第二觸發(fā)信 號，處理模塊用于依據(jù)所述第二觸發(fā)信號輸出第一采樣值至編碼模塊。
[0015] 優(yōu)選的，編碼模塊降低后的增益與功放模塊提高后的增益之積大于或等于編碼模 塊降低前的增益與功放模塊提高前的增益之積。
[0016] 優(yōu)選的，還包括帶通濾波模塊，用于對放大后的數(shù)字音頻信號進(jìn)行帶通濾波，所述 帶通濾波模塊的通帶頻率為2K-20Ifflz。
[0017] 優(yōu)選的，所述帶通濾波模塊的通帶頻率為5K-8Ifflz。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種攝像頭音頻去噪方法，包括如 下步驟:利用音頻采集模塊將環(huán)境聲音轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號；利用編碼模塊將模擬音頻信 號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號并進(jìn)行編碼輸出；利用功放模塊對編碼后的數(shù)字音頻信號進(jìn)行放大 后輸出；利用處理模塊依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第一增益值降低所述編碼模塊的增益，并利 用第一觸發(fā)條件輸出第二增益值提高所述功放模塊的增益。
[0019] 優(yōu)選的，所述第一觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的分別對應(yīng)于編碼模塊和功放模塊的第一增 益闊值和第二增益闊值；當(dāng)處理模塊檢測到所述編碼模塊的增益高于所述第一增益闊值 時(shí)，利用處理模塊輸出所述第一增益值；當(dāng)處理模塊檢測到所述功放模塊的增益低于所述 第二增益闊值時(shí)，利用處理模塊輸出所述第二增益值。
[0020] 優(yōu)選的，所述第一增益值與第二增益值分別包含于第一控制信號與第二控制信號 中；對應(yīng)的，利用處理模塊依據(jù)第一控制信號與第二控制信號分別驅(qū)動(dòng)編碼模塊和功放模 塊工作于所述第一增益值和第二增益值所限定的增益范圍。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第=方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種攝像頭，包括上述的攝像頭音 頻輸入裝置。
[0022] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，基于本發(fā)明提供的方案，處理模塊用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出 第一增益值至所述編碼模塊W降低其增益，且用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第二增益值至所 述功放模塊W提高其增益。由于編碼模塊對噪聲更為敏感，本發(fā)明降低了編碼模塊的增益， 噪聲隨增益的減小而減小，從而降低了音頻信號的噪聲，提升了音頻信號的音質(zhì)。
[0023] 本發(fā)明的運(yùn)些方面或其他方面在W下實(shí)施例的描述中會更加簡明易懂。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于 本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其他的附 圖。
[0025] 圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的攝像頭音頻輸入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的編碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明一種實(shí)施例的L階X A調(diào)制器的原理圖。
[0028] 圖4為本發(fā)明一種實(shí)施例的功放模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖5為本發(fā)明另一種實(shí)施例的功放模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030] 圖6為本發(fā)明一種實(shí)施例的攝像頭音頻輸入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ]圖7為本發(fā)明一種實(shí)施例的攝像頭音頻去噪方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的 附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0033] 在本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的描述的一些流程中，包含了按照 特定順序出現(xiàn)的多個(gè)操作，但是應(yīng)該清楚了解，運(yùn)些操作可W不按照其在本文中出現(xiàn)的順 序來執(zhí)行或并行執(zhí)行，操作的序號如1〇1、1〇2等，僅僅是用于區(qū)分開各個(gè)不同的操作，序號 本身不代表任何的執(zhí)行順序。另外，運(yùn)些流程可W包括更多或更少的操作，并且運(yùn)些操作可 W按順序執(zhí)行或并行執(zhí)行。需要說明的是，本文中的"第一"、"第二"等描述，是用于區(qū)分不 同的消息、裝置、模塊等，不代表先后順序，也不限定"第一"和"第二"是不同的類型。
[0034] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0035] 圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的攝像頭音頻輸入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] -種攝像頭音頻輸入裝置，如圖1所示，其包括順次相連的音頻采集模塊10、編碼 模塊20和功放模塊30。音頻采集模塊10用于采集周圍的環(huán)境聲音，并將環(huán)境聲音轉(zhuǎn)換為模 擬音頻信號。具體而言，音頻采集模塊10可W是駐極體麥克風(fēng)、聲音采集器、聲音傳感器、拾 音器或者音頻采集電路等。
[0037] 編碼模塊20用于將音頻采集模塊10輸出的模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號，并 對數(shù)字音頻信號進(jìn)行編碼壓縮。具體而言，在將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號之前還 會對數(shù)字音頻信號進(jìn)行相應(yīng)的濾波和放大。編碼模塊20可W是codec忍片，也可W是具有上 述功能的電路所組成的電路模塊。
[0038] 功放模塊30用于對經(jīng)過編碼模塊20處理后的音頻信號進(jìn)行信號放大，使音頻信號 達(dá)到需要的信號強(qiáng)度。放大后的音頻信號可存儲至存儲器。功放模塊30可W是功率放大忍 片，也可W是具有信號放大功能的電路模塊。
[0039] 攝像頭音頻輸入裝置還包括處理模塊40,處理模塊40分別與編碼模塊20和功放模 塊30相連。具體而言，處理模塊40可W是DSP忍片、單片機(jī)或者其他具有上述功能的電路模 塊。
[0040] 在第一觸發(fā)條件發(fā)生時(shí)，處理模塊40用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第一增益值至編 碼模塊20，編碼模塊20用于依據(jù)該第一增益值降低自身增益。且處理模塊40還用于依據(jù)第 一觸發(fā)條件輸出第二增益值至功放模塊30,功放模塊30用于依據(jù)該第二增益值W提高自身 增益。因此，音頻信號的噪聲隨著編碼模塊20增益的減小而減小，從而降低了音頻信號的噪 聲。同時(shí)，提升功放模塊的增益，保證了輸出信號的強(qiáng)度。
[0041] 在一種實(shí)現(xiàn)方式中，處理模塊40設(shè)有與編碼模塊20和功放模塊30相對應(yīng)的寄存 器，第一增益值與第二增益值分別存入到相應(yīng)的寄存器，處理模塊40將第一增益值和第二 增益值寫入相對應(yīng)的寄存器，編碼模塊20和功放模塊30分別從相應(yīng)的寄存器中讀取第一增 益值和第二增益值，并分別依據(jù)該第一增益值和第二增益值進(jìn)行自適應(yīng)增益調(diào)整。
[0042] 在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，編碼模塊20和功放模塊30各自設(shè)有對應(yīng)的寄存器，處理模 塊40輸出第一增益值與第二增益值后，分別寫入到相應(yīng)的寄存器，編碼模塊20和功放模塊 30分別從自身的寄存器中讀取第一增益值和第二增益值，并分別依據(jù)該第一增益值和第二 增益值進(jìn)行自適應(yīng)增益調(diào)整。
[0043] 需要說明的是，編碼模塊20降低的增益值和功放模塊30提升的增益值，由本領(lǐng)域 技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際具體確定，在此不做寶述。處理模塊40也用于定時(shí)或?qū)崟r(shí)獲取編碼模塊 20和功放模塊30的當(dāng)前增益，W保證編碼模塊20和功放模塊30的增益在合理可控的范圍 內(nèi)。
[0044] 在一種實(shí)施例中，編碼模塊20降低后的增益與功放模塊30提高后的增益之積大于 或等于編碼模塊20降低前的增益與功放模塊30提高前的增益之積。由于編碼模塊20降低了 其增益，音頻信號的信號強(qiáng)度被減弱，因此，編碼模塊20降低后的增益與功放模塊30提高后 的增益之積至少應(yīng)等于編碼模塊20降低前的增益與功放模塊30提高前的增益之積，使音頻 信號的強(qiáng)度與改變前的信號強(qiáng)度相等。
[0045] 在一種實(shí)施例中，第一觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的分別對應(yīng)于編碼模塊20和功放模塊30 的第一增益闊值和第二增益闊值。處理模塊40實(shí)時(shí)或定時(shí)獲取編碼模塊20和功放模塊30的 增益。Wcodec忍片和功放忍片為例，codec忍片和功放忍片內(nèi)的寄存器會存儲自身的當(dāng)前 增益，處理模塊40通過各自的寄存器獲取codec忍片和功放忍片的增益。
[0046] 當(dāng)處理模塊40檢測到編碼模塊20的增益高于第一增益闊值時(shí)，輸出第一增益值。 當(dāng)處理模塊40檢測到功放模塊30的增益低于第二增益闊值時(shí)，輸出第二增益值。
[0047] 在一種實(shí)施例中，第一觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的分別對應(yīng)于編碼模塊20和功放模塊30 的第一預(yù)設(shè)值和第二預(yù)設(shè)值。處理模塊40在上電工作時(shí)即輸出第一預(yù)設(shè)值至編碼模塊20并 輸出第二預(yù)設(shè)值至功放模塊30, W限定編碼模塊20的增益降低至該第一預(yù)設(shè)值，功放模塊 30的增益提高至該第二預(yù)設(shè)值。
[004引具體而言，編碼模塊20接收到第一預(yù)設(shè)值之后，在對應(yīng)于自身增益的寄存器中寫 入該第一預(yù)設(shè)值，從而將自身增益降低至該第一預(yù)設(shè)值。功放模塊30接收到第二預(yù)設(shè)值之 后，在對應(yīng)于自身增益的寄存器中寫入該第二預(yù)設(shè)值，從而將自身增益提高至該第二預(yù)設(shè) 值。
[0049]在一種實(shí)施例中，第一觸發(fā)條件包含音頻采集模塊10采集環(huán)境聲音時(shí)產(chǎn)生的第一 觸發(fā)信號，該第一觸發(fā)信號可W是電平信號，W表示音頻采集模塊10采集到了環(huán)境聲音。處 理模塊40依據(jù)該第一觸發(fā)信號輸出第一增益值至編碼模塊20,且用于依據(jù)該第一觸發(fā)信號 輸出第二增益值至功放模塊30,即在音頻采集模塊10采集到聲音時(shí)輸出第一增益值和第二 增益值。
[0050] 在一種實(shí)施例中，處理模塊40用于向編碼模塊20輸出第一控制信號，向功放模塊 30輸出第二控制信號。第一增益值與第二增益值分別包含于第一控制信號與第二控制信號 中。第一增益值和第二增益值限定了編碼模塊20和功放模塊30可變的增益范圍。
[0051] 具體而言，編碼模塊20和功放模塊30基于負(fù)反饋的方式調(diào)整自身增益。編碼模塊 20接收到第一控制信號后，從第一控制信號中提取出第一增益值，基于負(fù)反饋方式在大于 該第一增益值的范圍內(nèi)逐步降低自身增益。功放模塊30接收到第二控制信號后，從第二控 制信號中提取出第二增益值，基于負(fù)反饋方式在小于該第二增益值的范圍內(nèi)逐步提高自身 增益。
[0052] 圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的編碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0053] 如圖2所示，本實(shí)施例中，編碼模塊20為codec忍片，其包括順次相連的預(yù)濾波模塊 201、40轉(zhuǎn)換模塊202、46(：(自動(dòng)增益控制)模塊203和編碼壓縮模塊204。
[0054] 預(yù)濾波模塊201用于對音頻采集模塊10輸出的模擬音頻信號進(jìn)行初次濾波。AD轉(zhuǎn) 換模塊202用于將音頻信號從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。AGC模塊203具體為AGC環(huán)，用于改 變編碼模塊20的增益。編碼壓縮模塊204用于對音頻信號進(jìn)行編碼壓縮。
[0055] 在一種實(shí)現(xiàn)方式中，AGC模塊203通過改變其晶體管的直流工作狀態(tài)，W改變編碼 模塊20的增益。在另一種實(shí)現(xiàn)方式中，AGC模塊203減小自身增益參數(shù)，根據(jù)減小后的增益參 數(shù)減小信號放大倍數(shù)，從而減小了編碼模塊20的增益。
[0056] 由于AD轉(zhuǎn)換過程中，編碼后的信號和原信號之間存在因幅度和時(shí)間的量化而產(chǎn)生 的差異，即存在量化噪聲，量化噪聲也會對音頻信號造成較大干擾，因此需要考慮去除量化 噪聲。
[0057] 本實(shí)施例中，處理模塊40還用于依據(jù)第二觸發(fā)條件輸出第一采樣值至編碼模塊20 W提升其采樣率。具體而言，編碼模塊20的AD轉(zhuǎn)換模塊202在進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換時(shí)，需要對音頻信 號進(jìn)行采樣，因此，編碼模塊20依據(jù)第一采樣值提升AD轉(zhuǎn)換模塊202的采樣率。
[005引其中，AD轉(zhuǎn)換模塊202可采用二階X A調(diào)制器。X A調(diào)制器采用過采樣，不需要采 樣保持電路并可降低濾波器的設(shè)計(jì)要求。
[0059] 圖3為一種實(shí)施例的L階X A調(diào)制器的原理圖。其包括若干積分器和量化器。其中， Q(nT)表示量化噪聲，其Z域傳輸函數(shù)為：
[0060] Y(Z) =z_L ? X(z) + (l-z_i)L ? Q(Z)
[0061] 由此可看出，S A調(diào)制器對信號無失真?zhèn)鬏敚瑢α炕肼晞tWL階差分傳輸，從頻 域上看則是高通濾波，即X A調(diào)制器基帶內(nèi)的量化噪聲移到帶外高頻段，而基帶低頻噪聲 得到抑制，階數(shù)L越高則運(yùn)種抑制效果越強(qiáng)。因此，提升階數(shù)L可W降低量化噪聲。
[0062] 設(shè)量化噪聲為白噪聲，則過采樣率M的L階X A調(diào)制器輸出動(dòng)態(tài)范圍DR為:Dr = S (2L+1) ? m2l+V(化2L)
[0063] 其中，AD轉(zhuǎn)換模塊202的可轉(zhuǎn)化的位數(shù)精度n和動(dòng)態(tài)范圍DR之間的關(guān)系為DR = 3 X 22n-l,則可得：
[0064]
[0065] 可W看出，采樣率M也會影響信號噪聲，提高采樣率M則信號噪聲相應(yīng)減少，并可提 高轉(zhuǎn)換精度。因此，編碼模塊20還用于根據(jù)第一采樣值，提高AD轉(zhuǎn)換模塊202的采樣率，從而 進(jìn)一步降低音頻信號的噪聲。
[0066] 在一種實(shí)施例中，第二觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的對應(yīng)于編碼模塊20的第一采樣闊值。 處理模塊40實(shí)時(shí)或定時(shí)獲取編碼模塊20的采樣率。Wcodec忍片為例，codec忍片內(nèi)的寄存 器會存儲自身的當(dāng)前采樣率，處理模塊40通過寄存器獲取codec忍片的采樣率。在處理模塊 40檢測到編碼模塊20的采樣率低于第一采樣闊值時(shí)，輸出第一采樣值。
[0067] 在一種實(shí)施例中，第二觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的對應(yīng)于編碼模塊20的采樣預(yù)設(shè)值。處 理模塊40在上電時(shí)輸出該采樣預(yù)設(shè)值，W限定編碼模塊20在小于該第一預(yù)設(shè)值的范圍內(nèi)提 升其采樣率。
[0068] 在一種實(shí)施例中，第二觸發(fā)條件包含音頻采集模塊10采集環(huán)境聲音時(shí)產(chǎn)生的第二 觸發(fā)信號，該第二觸發(fā)信號可W是電平信號，W表示音頻采集模塊10采集到了環(huán)境聲音。處 理模塊40依據(jù)該第二觸發(fā)信號輸出第一采樣值至編碼模塊20,即在音頻采集模塊10采集到 聲音時(shí)輸出第一采樣值。
[0069] 圖4為一種實(shí)施例的功放模塊30的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0070] 如圖4所示，功放模塊30包括彼此相連的增益控制模塊301和可變增益放大模塊 302,增益控制模塊301設(shè)有增益控制接口。增益控制模塊301根據(jù)增益控制接口輸入信號的 電壓而改變可變增益放大模塊302的增益。因此，處理模塊40與增益控制接口相連，處理模 塊40所發(fā)送的第二控制信號具體為增大電壓后的輸出信號，則功放模塊30根據(jù)增大電壓后 的輸出信號提高自身增益。
[0071 ]圖5為另一種實(shí)施例的功放模塊30的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0072] 如圖5所示，功放模塊30包括依次相連的增益控制模塊301、衰減模塊303和固定增 益放大模塊304。固定增益放大模塊304的增益固定，增益控制模塊301設(shè)有增益控制接口。 衰減模塊303的衰減量由加在增益控制接口的信號的電壓決定，該信號的電壓越高，衰減量 越大，衰減后的信號再經(jīng)固定增益放大模塊304進(jìn)行放大。因此，處理模塊40與增益控制接 口相連，處理模塊40所發(fā)送的第二控制信號具體為減小電壓后的輸出信號，則衰減模塊303 的衰減量減少，功放模塊30即可提高自身增益。
[0073] 在一種實(shí)施例中，編碼模塊可能會與CPU、MEM0RY等噪聲較大的器件共享同一個(gè)供 電電源，特別是在本發(fā)明所應(yīng)用的攝像頭領(lǐng)域，產(chǎn)品體積小，器件的集成度相對較高，編碼 模塊極可能與其他忍片共用同一電源，此時(shí)，編碼模塊容易受到噪聲干擾。
[0074] 因此，本實(shí)施例在編碼模塊及其供電電源之間增加穩(wěn)壓器，具體可選用低壓差線 性穩(wěn)壓器等，從而保證輸入電源的穩(wěn)定性，減小其他器件的干擾，降低噪聲。
[0075] 進(jìn)一步的，最好為編碼模塊提供單獨(dú)的供電電源，W與其他器件的電源相分離，可 更好杜絕器件的干擾，降低噪聲。
[0076] 在一種實(shí)施例中，在編碼模塊及其供電電源之間增加 RC濾波器，RC濾波器電路簡 單，抗干擾性強(qiáng)，有較好的低頻性能，可濾除其他器件產(chǎn)生的噪聲。
[0077] 編碼模塊的內(nèi)部電路具有接地端，編碼模塊的接地端可能與其他器件的接地端相 連，例如與功放模塊的接地端相連。而在接地線路上，通常流動(dòng)著各種信號的返回電流。接 地端返回電流的變化比較大，如果接地處理不當(dāng)，就會導(dǎo)致接地電位明顯浮動(dòng)。對于編碼模 塊而言，運(yùn)種接地電位變化也是一種明顯的噪聲，而且往往運(yùn)種噪聲很難消除，因此需要將 編碼模塊的接地與其他器件的接地區(qū)分開來。
[0078] 在一種實(shí)施例中，編碼模塊的接地端和其他器件的接地端之間設(shè)置一隔離器件， 具體而言，隔離器件可W是電阻或磁珠。運(yùn)樣，編碼模塊的返回電流只在編碼模塊的網(wǎng)絡(luò)中 流動(dòng)，然后通過電阻或磁珠返回到接地。而其他器件的返回電流被約束在自身網(wǎng)絡(luò)中，不會 干擾編碼模塊，從而起到降低噪音的作用。
[0079] 進(jìn)一步的，最好將編碼模塊的接地端和其他器件的接地端分開，徹底杜絕其他器 件的干擾。
[0080] 在一種實(shí)施例中，編碼模塊為codec忍片。為了降低噪聲，獲得更好的音頻性能，應(yīng) 在codec忍片的電源輸入腳接濾波電容，濾波電容可選用陶瓷電容。
[0081 ] Wes8388忍片為例，其具有AVDD、HPVDD、DVDD和PVDD運(yùn)四個(gè)電源輸入腳，應(yīng)在上述 四個(gè)引腳接濾波電容，電容值最小4.7uF。將codec忍片安裝到PCB時(shí)，濾波電容應(yīng)設(shè)置在與 codec忍片相同的PCB層上，運(yùn)樣在4￥00、冊￥00、0￥00和?￥孤的走線上就不存在過孔的感抗 效應(yīng)，可保證更好的濾波效果。
[0082] 圖6為一種實(shí)施例的攝像頭音頻輸入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0083] 如圖6所示，在功放模塊30的輸出端還連接有帶通濾波器50,且?guī)V波器50的帶 通頻率為2K-20Ifflz，運(yùn)一頻段接近人耳的聽覺范圍，因此，只保留運(yùn)一頻段的信號，濾出其 他其他頻段的信號，可起到去除噪音的作用。
[0084] 進(jìn)一步的，帶通濾波器50的帶通頻率為5K-8KHZ，運(yùn)一頻段接近人發(fā)出的聲音頻 段，因此只保留人聲，濾出其他聲音，可進(jìn)一步起到去除噪聲的作用。
[0085] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種攝像頭，包括上述實(shí)施例的攝像頭音頻輸入裝置。
[0086] 圖7為本發(fā)明一種實(shí)施例的攝像頭音頻去噪方法的流程圖。
[0087] -種攝像頭音頻去噪方法，該方法利用音頻采集模塊、編碼模塊、功放模塊和處理 模塊得W實(shí)施。其中，音頻采集模塊、編碼模塊和功放模塊順次相連，處理模塊分別與編碼 模塊和功放模塊相連。如圖7所示，其包括如下步驟：
[0088] SlOl:利用音頻采集模塊將環(huán)境聲音轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號。
[0089] 音頻采集模塊采集周圍的環(huán)境聲音，并將環(huán)境聲音轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號。具體而 言，音頻采集模塊可W是駐極體麥克風(fēng)、聲音采集器、聲音傳感器、拾音器或者音頻采集電 路等。
[0090] S102:利用編碼模塊將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號并進(jìn)行編碼輸出。
[0091] 編碼模塊將音頻采集模塊輸出的模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號，并對數(shù)字音 頻信號進(jìn)行編碼壓縮。在將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號之前還可對數(shù)字音頻信號進(jìn) 行相應(yīng)的濾波和放大。編碼模塊可W是codec忍片，也可W是具有上述功能的電路所組成的 電路模塊。
[0092] S103:利用功放模塊對編碼后的數(shù)字音頻信號進(jìn)行放大后輸出。
[0093] 功放模塊對經(jīng)過編碼模塊處理后的音頻信號進(jìn)行信號放大，使音頻信號達(dá)到需要 的信號強(qiáng)度。放大后的音頻信號可存儲至存儲器。功放模塊可W是功率放大忍片，也可W是 具有信號放大功能的電路模塊。
[0094] S104:利用處理模塊依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第一增益值降低所述編碼模塊的增 益，并利用第一觸發(fā)條件輸出第二增益值提高所述功放模塊的增益。
[OOM]在第一觸發(fā)條件發(fā)生時(shí)，處理模塊依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第一增益值至編碼模 塊，編碼模塊依據(jù)該第一增益值降低自身增益。且處理模塊依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第二增 益值至功放模塊，功放模塊依據(jù)該第二增益值W提高自身增益。因此，音頻信號的噪聲隨著 編碼模塊增益的減小而減小，從而降低了音頻信號的噪聲。同時(shí)，提升功放模塊的增益，保 證了輸出信號的強(qiáng)度。
[0096] 在一種實(shí)施例中，第一觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的分別對應(yīng)于編碼模塊和功放模塊的第 一增益闊值和第二增益闊值；當(dāng)處理模塊檢測到所述編碼模塊的增益高于所述第一增益闊 值時(shí)，利用處理模塊輸出所述第一增益值；當(dāng)處理模塊檢測到所述功放模塊的增益低于所 述第二增益闊值時(shí)，利用處理模塊輸出所述第二增益值。
[0097] 在一種實(shí)施例中，第一增益值與第二增益值分別包含于第一控制信號與第二控制 信號中；對應(yīng)的，利用處理模塊依據(jù)第一控制信號與第二控制信號分別驅(qū)動(dòng)編碼模塊和功 放模塊工作于所述第一增益值和第二增益值所限定的增益范圍。
[0098] 所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可W清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)， 裝置和模塊的具體工作過程，可W參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程，在此不再寶述。
[0099] 在本申請所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所掲露的系統(tǒng)，裝置和方法，可W 通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，W上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的 劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可W有另外的劃分方式，例如多個(gè)模塊或組件 可W結(jié)合或者可W集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可W忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或 討論的相互之間的禪合或直接禪合或通信連接可W是通過一些接口，裝置或模塊的間接禪 合或通信連接，可W是電性，機(jī)械或其它的形式。
[0100] 所述作為分離部件說明的模塊可W是或者也可W不是物理上分開的，作為模塊顯 示的部件可W是或者也可W不是物理模塊，即可W位于一個(gè)地方，或者也可W分布到多個(gè) 網(wǎng)絡(luò)模塊上?？蒞根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目 的。
[0101] 另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能模塊可W集成在一個(gè)處理模塊中，也可W 是各個(gè)模塊單獨(dú)物理存在，也可W兩個(gè)或兩個(gè)W上模塊集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模 塊既可W采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可W采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。
[0102] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可 W通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可W存儲于一計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，存儲 介質(zhì)可W包括：只讀存儲器（ROM, Read Only Memo巧）、隨機(jī)存取存儲器（RAM, Random Access Memory)、磁盤或光盤等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種攝像頭音頻輸入裝置，其特征在于，其包括： 音頻采集模塊，用于采集環(huán)境聲音，并將環(huán)境聲音轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號； 編碼模塊，用于將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號并進(jìn)行編碼輸出； 功放模塊，用于對編碼后的數(shù)字音頻信號進(jìn)行放大后輸出； 處理模塊，用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第一增益值至所述編碼模塊以降低其增益，且 用于依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第二增益值至所述功放模塊以提高其增益。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述第一觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的分別對應(yīng)于編碼模塊和功放模塊的第一增益閾值和第 二增益閾值，當(dāng)處理模塊檢測到所述編碼模塊的增益高于所述第一增益閾值時(shí)，輸出所述 第一增益值；當(dāng)處理模塊檢測到所述功放模塊的增益低于所述第二增益閾值時(shí)，輸出所述 第二增益值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述第一觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的分別對應(yīng)于編碼模塊和功放模塊的第一預(yù)設(shè)值和第二 預(yù)設(shè)值，處理模塊上電時(shí)輸出所述第一預(yù)設(shè)值和第二預(yù)設(shè)值，以限定所述編碼模塊和功放 模塊的增益范圍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述第一觸發(fā)條件包含音頻采集模塊采集環(huán)境聲音時(shí)產(chǎn)生的第一觸發(fā)信號，處理模塊 用于依據(jù)所述第一觸發(fā)信號輸出第一增益值至所述編碼模塊，且用于依據(jù)所述第一觸發(fā)信 號輸出第二增益值至所述功放模塊。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述第一增益值與第二增益值分別包含于第一控制信號與第二控制信號中，第一控制 信號與第二控制信號分別驅(qū)動(dòng)編碼模塊和功放模塊工作于所述第一增益值和第二增益值 所限定的增益范圍。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于： 所述處理模塊設(shè)有與所述編碼模塊和功放模塊相對應(yīng)的寄存器，所述第一增益值與所 述第二增益值分別存入相應(yīng)的寄存器，所述處理模塊將第一增益值和第二增益值寫入相對 應(yīng)的寄存器以完成其輸出，所述編碼模塊和功放模塊依據(jù)相應(yīng)的寄存器的所述第一增益值 和第二增益值進(jìn)行自適應(yīng)增益調(diào)整。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于： 所述處理模塊還用于依據(jù)第二觸發(fā)條件輸出第一采樣值至編碼模塊以提升其采樣率。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于： 所述第二觸發(fā)條件包含預(yù)設(shè)的對應(yīng)于編碼模塊的第一采樣閾值，當(dāng)處理模塊檢測到所 述編碼模塊的采樣率低于所述第一采樣閾值時(shí)，輸出所述第一采樣值。9. 一種攝像頭音頻去噪方法，其特征在于，包括如下步驟： 利用音頻采集模塊將環(huán)境聲音轉(zhuǎn)換為模擬音頻信號； 利用編碼模塊將模擬音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻信號并進(jìn)行編碼輸出； 利用功放模塊對編碼后的數(shù)字音頻信號進(jìn)行放大后輸出； 利用處理模塊依據(jù)第一觸發(fā)條件輸出第一增益值降低所述編碼模塊的增益，并利用第 一觸發(fā)條件輸出第二增益值提高所述功放模塊的增益。10. -種攝像頭，其特征在于:包括權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的攝像頭音頻輸入裝置。
【文檔編號】G10L21/02GK106023998SQ201610365949
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】熊道云
【申請人】北京奇虎科技有限公司, 奇智軟件（北京）有限公司