一种改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理方法与系统技术方案

本发明专利技术公开一种Dante数字音频处理方法与系统，尤其涉及其中噪声与扫频处理步骤。本申请在Dante数字音频处理过程中区分不同的输入源、模式组合并基于基组代码表获取正确比对结果作为白噪声、粉噪声均衡与扫频处理的依赖数据，采用机器学习模式或人工模式精确映射至相应的处理方法，且与预置表单进行比对，通过机器学习，修正误差后获得适宜于当前输入源及输入模式组合的改写噪声与扫频处理方式，解决了对Dante数字音频多输入源的信号处理和参数提取过程中如何依据选择的重组源及相应模式进行自适应白噪声、粉噪声与扫频处理，如何通过在系统不同层次的数据传递中充分利用音频数据包信息等技术问题。

A Dante Digital Audio Processing Method and System for Rewriting Noise and Sweep Processing

【技术实现步骤摘要】
一种改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理方法与系统
本专利申请一般地涉及数字音视频通信技术，更具体地涉及一种改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理方法与系统。
技术介绍
数字音频是指使用脉冲编码调制、数字信号来录音。其中包含了数字模拟转换器、模拟数字转换器、贮存以及传输。实际上，是因为相对于静电模拟的离散时间及离散程度的模拟方式才被称作"数字"。这个现代化的系统以微妙且有效的的方式，来达到低有损的存储、补偿及传输。数字音频的出现是基于能够有效地录音、制作、量产。现在音乐广泛地在网络及网络商店流传都仰赖数字音频及其编码方式，音频以文件的方式流传而非实体，这样一来大幅节省了生产与传播的成本。在模拟信号的系统中，声音由空气中传递的声波透过转换器(例如麦克风)转存成电流信号的电波。而重现声音则是相反的过程，透过放大器将电子信号转成物理声波，再借由扩音器拨放。经过转存、编码、复制以及放大或许会丧失声音的真实度，但仍然能够保持与其基音、声音特色相似的波形。模拟信号容易受到噪音及变形的影响，相关器材电路所产生的电流更是无可避免。在信号较为纯净的录音里，整个过程里仍然存有许多噪音及有损。当音频数字化后，有损及噪音只在数字及模拟间转换时产生。数字音频从模拟信号中采样并转换，转换成二进制(1/0)的信号，并以二进制式的电子、磁力或光学信号存储，而非连续性的时间、连续的电子或机电信号。这些信号之后会更进一步被编码以便修正存储或传输时产生的错误，然而在数字化的过程中，这个为了校正错误的编码步骤并非严谨的一部分。在广播或者所录制的数字系统中，以这个频道编码的处理方式来避免数字信号的流失是必要的一环。在信号出现错误时，离散的二进制信号中允许编码器拨出重建后的模拟信号。频道编码的其中一例就是CD所使用的八比十四调制。Dante协议是一个在标准的IP网络上运行的现代化高性能数字媒体传输系统，是一个集硬件、软件和通信协议为一体的产品。具有接近零延时和同步功能的无压缩、多通道数字媒体联网技术——Dante。互操作性成为现实。Dante数字音频传输技术是一种基于3层的IP网络技术，为点对点的音频连接提供了一种低延时、高精度和低成本的解决方案。Dante技术可以在以太网(100M或者1000M)上传送高精度时钟信号以及专业音频信号并可以进行复杂的路由。与以往传统的音频传输技术相比，它继承了CobraNet与EtherSound所有的优点，如无压缩的数字音频信号，保证了良好的音质效果；解决了传统音频传输中繁杂的布线问题，降低了成本；适应现有网络，无需做特殊配置；网络中的音频信号，都以“标签”的形式进行标注等。同时具备自身独特的优势。Dante摒弃了笨重而昂贵的模拟或多核布线，将其替换为廉价且十分常见的CAT5e、CAT6或光纤线缆，实现简单、轻量且经济的解决方案。Dante将整个系统上的媒体和控制集成到了一个标准的IP网络上。Dante系统可以方便地从一组简单的控制台配对扩展到一台电脑乃至运行数千个音频通道的大容量网络上。因为Dante使用逻辑路径布线而不是物理的点到点连接，因此随时只需点击几下鼠标即可将网络扩展并重新配置。Dante技术避免了早期解决方案的复杂性和局限性。Dante的低延迟和严格的同步播放，可以满足最苛刻的音响系统的要求，并且与现有的IT设备的兼容性非常好。和传统的产品的不同之处是，Dante已经跨越了二层网络通信协议，完全采用更为先进和方便的IP三层通信协议，并且可以通过对Firmware的升级，直接过渡到AVB(AudioVideoBridging)协议，这是非常重要的一步。原理上，两个音频接点之间直接使用千兆网连接，并且网络是非常完美的情况下，一个单一的音频数据被采集并且通过自己的IP数据包传送，Dante已经测得的延迟与千兆网的标准是一样的，都是83.3μs(0.08ms)。Dante没有拓扑的限制和安装的复杂性；Dante协议采样率最高支持192KHz，单一链路上最多支持1024个通道的双向传输，最低延迟可以达到83.3μs，而EtherSound协议的采样率最高只支持到96KHz，单一链路上最多支持512个通道，并且音频数据流只能单向通过HUB或Switch，最低延迟是125μs，所以Dante在性能上超过EtherSound。而且Dante可以提供故障备份，这对于现场活动来讲，是一个非常明显的优势。Dante采用了zeroconf(ZeroConfigurationNetworking)协议，利用自动配置服务器自动检查接口设备、标识标签以及区分IP地址等工作，无需启动高层级别的DNS或者DHCP服务，同时节省了复杂的手工网络配置。在系统研发过程中，申请人发现，在独创性地引入多输入源的重组过程中，如若使用自动输入源识别，并据此进行后续的音频信号处理，则系统对识别多远输入的输入源选定及其模式选择存在识别困难，自动识别耗时较长，系统开销极大，若进行手动选择，则如何依据选择的重组源及相应模式，进行其后有针对性、与重组源及其输入模式一一对应、精确和特定的白噪声、粉噪声与扫频处理，在现有系统中未有具体解决办法，或往往采用机械的方式，无法使得反馈白噪声、粉噪声和扫频处理过程与重组源及其输入模式一一对应，达到特定精度。且现有系统未对音频数据包的自定义数据字段进行基于基组代码表的改写和设置，从而无法在系统不同层次的数据传递中充分利用音频数据包信息。
技术实现思路
本申请涉及一种Dante数字音频处理方法与系统，所述系统包括输入源基组层、输入源重组层、噪声人工处理层、扫频人工处理层、噪声处理映射层、扫频处理映射层以及独立的噪声发生器；其中：输入源基组层包含源第一选择部件、第一模式部件、输入源选择组合代码生成部件，系统用户通过操作界面选取改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理系统的输入源基组以及相应模式：其中第一选择部件用以选择输入源基组，所述输入源基组包括发生器、模拟、数字以及Dante信号的一种或几种的任意组合，通过输入源选择组合代码生成部件，将所述输入源基组生成为4位输入源基组代码，第一模式部件用以选择输入模式，输入模式包括立体声、叠加以及改进的Y型输入；通过输入源选择组合代码生成部件，将所述输入模式生成为2位输入模式基组代码。所述输入源选择组合代码生成部件，将生成的4位输入源基组代码与2位输入模式基组代码组合成为输入源选择组合代码；输入源重组层包含第一源集合判别部件、第一拉取部件、第一比对部件、第一映射部件与音频数据包字段改写器、第一基组代码表，其中第一源集合判别部件连接输入源基组层并接收输入源基组层的输入源选择组合代码，判别该代码类型，当代码类型表明其为输入源基组代码时，按位取反并存入第一共享存储网格；第一拉取部件，由共享存储网格拉取输入源基组代码，并发送给第一比对部件；第一比对部件，将输入源基组代码与第一基组代码表各记录共x条进行按位与操作，获得组合代码λx，X为第一基组代码表各条记录的行号，从X＝1开始，将各个λx以电平输出，若λx输入为非完全高电平，则舍弃该λx，X赋值为X+1，重复组合代码λx获取与比较过程；若λx输入为完全高电平，则存储基组代码表当前记录，即为正确的基组代码比对结果；第一映本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理系统，所述系统包括输入源基组层、输入源重组层、噪声人工处理层、扫频人工处理层、噪声处理映射层、扫频处理映射层以及独立的噪声发生器，其中：输入源基组层包含源第一选择部件、第一模式部件、输入源选择组合代码生成部件，系统用户通过操作界面选取改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理系统的输入源基组以及相应模式：其中第一选择部件用以选择输入源基组，所述输入源基组包括发生器、模拟、数字以及Dante信号的一种或几种的任意组合，通过输入源选择组合代码生成部件，将所述输入源基组生成为4位输入源基组代码，第一模式部件用以选择输入模式，输入模式包括立体声、叠加以及改进的Y型输入；通过输入源选择组合代码生成部件，将所述输入模式生成为2位输入模式基组代码。所述输入源选择组合代码生成部件，将生成的4位输入源基组代码与2位输入模式基组代码组合成为输入源选择组合代码；输入源重组层包含第一源集合判别部件、第一拉取部件、第一比对部件、第一映射部件与音频数据包字段改写器、第一基组代码表，其中第一源集合判别部件连接输入源基组层并接收输入源基组层的输入源选择组合代码，判别该代码类型，当代码类型表明其为输入源基组代码时，按位取反并存入第一共享存储网格；第一拉取部件，由共享存储网格拉取输入源基组代码，并发送给第一比对部件；第一比对部件，将输入源基组代码与第一基组代码表各记录共x条进行按位与操作，获得组合代码λx，X为第一基组代码表各条记录的行号，从X＝1开始，将各个λx以电平输出，若λx输入为非完全高电平，则舍弃该λx，X赋值为X+1，重复组合代码λx获取与比较过程；若λx输入为完全高电平，则存储基组代码表当前记录，即为正确的基组代码比对结果；第一映射部件，接收由第一比对部件获取的所述正确的基组代码比对结果，并通过映射算法将其映射为音频数据包头部字段segment FD；音频数据包字段改写器，接收第一映射部件通过映射算法获得的所述数据包头部字段segment FD数值，并在音频数据包头部补入数据包头部字段segment FD；以供噪声与扫频处理进行判别和处理；所述改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理系统为系统用户提供两种噪声与扫频处理模式：机器学习处理模式，所述机器学习处理模式采用噪声处理映射层与扫频处理映射层改写噪声与扫频处理，其中：噪声处理映射层接收经改写的音频数据包，并通过第二拉取部件拉取音频数据包头部字段segment FD，由第二比对部件将拉取的头部字段segment FD通过映射算法逆算法解映射，并与本地存储的第二基组代码表进行比对，选择比对验证通过的记录，记为τ，τ为一二进制序列，并且由其具体解映射算法的选取不同而不同；所述噪声处理映射层还包括第一处理逻辑映射部件、第一噪声参数设置表，其中第一噪声参数设置表至少包含第一二进制序列列与第一白噪声设置参数列、第一粉噪声设置参数列，所述第一处理逻辑映射部件将二进制序列τ与第一噪声参数设置表中第一二进制序列列每一行进行按位与操作，若输出序列为全1序列，则选取与该行相对应的第一白噪声设置参数列参数、第一粉噪声设置参数列参数，并在5％的误差范围内通过随机算法选取随机值作为修正后的第一白噪声设置参数列参数、第一粉噪声设置参数列参数，将所述修正后的第一白噪声设置参数列参数、第一粉噪声设置参数列参数加入系统机器学习库，形成更新后的系统机器学习库，并以更新后的系统机器学习库为样本，再次在5％的误差范围内选取库内参数数值并求取平均数，获得机器学习映射噪声参数值；依据所述机器学习映射噪声参数值设置系统反馈白噪声与粉噪声；扫频处理映射层接收经改写的音频数据包，并通过第三拉取部件拉取音频数据包头部字段segment FD，由第三比对部件将拉取的头部字段segment FD通过映射算法逆算法解映射，并与本地存储的第三基组代码表进行比对，选择比对验证通过的记录，记为τ，τ为一二进制序列，并且由其具体解映射算法的选取不同而不同；所述扫频处理映射层还包括第二处理逻辑映射部件、第一扫频参数设置表，其中第一扫频参数设置表至少包含第一二进制序列列与第一扫频设置参数列，所述第一处理逻辑映射部件将二进制序列τ与第一扫频参数设置表中第一二进制序列列每一行进行按位与操作，若输出序列为全1序列，则选取与该行相对应的第一扫频设置参数列参数，并在5％的误差范围内通过随机算法选取随机值作为修正后的第一扫频设置参数列参数，将所述修正后的第一扫频设置参数列参数加入系统机器学习库，形成更新后的系统机器学习库，并以更新后的系统机器学习库为样本，再次在5％的误差范围内选取库内参数数值并求取平均数，获得机器学习映射扫频参数值；依据所述机器学习映射扫频参数值设置系统扫频；人工模式，所述人工模式采用噪声人工处理层、扫频人工...

【技术特征摘要】
1.一种改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理系统，所述系统包括输入源基组层、输入源重组层、噪声人工处理层、扫频人工处理层、噪声处理映射层、扫频处理映射层以及独立的噪声发生器，其中：输入源基组层包含源第一选择部件、第一模式部件、输入源选择组合代码生成部件，系统用户通过操作界面选取改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理系统的输入源基组以及相应模式：其中第一选择部件用以选择输入源基组，所述输入源基组包括发生器、模拟、数字以及Dante信号的一种或几种的任意组合，通过输入源选择组合代码生成部件，将所述输入源基组生成为4位输入源基组代码，第一模式部件用以选择输入模式，输入模式包括立体声、叠加以及改进的Y型输入；通过输入源选择组合代码生成部件，将所述输入模式生成为2位输入模式基组代码。所述输入源选择组合代码生成部件，将生成的4位输入源基组代码与2位输入模式基组代码组合成为输入源选择组合代码；输入源重组层包含第一源集合判别部件、第一拉取部件、第一比对部件、第一映射部件与音频数据包字段改写器、第一基组代码表，其中第一源集合判别部件连接输入源基组层并接收输入源基组层的输入源选择组合代码，判别该代码类型，当代码类型表明其为输入源基组代码时，按位取反并存入第一共享存储网格；第一拉取部件，由共享存储网格拉取输入源基组代码，并发送给第一比对部件；第一比对部件，将输入源基组代码与第一基组代码表各记录共x条进行按位与操作，获得组合代码λx，X为第一基组代码表各条记录的行号，从X＝1开始，将各个λx以电平输出，若λx输入为非完全高电平，则舍弃该λx，X赋值为X+1，重复组合代码λx获取与比较过程；若λx输入为完全高电平，则存储基组代码表当前记录，即为正确的基组代码比对结果；第一映射部件，接收由第一比对部件获取的所述正确的基组代码比对结果，并通过映射算法将其映射为音频数据包头部字段segmentFD；音频数据包字段改写器，接收第一映射部件通过映射算法获得的所述数据包头部字段segmentFD数值，并在音频数据包头部补入数据包头部字段segmentFD；以供噪声与扫频处理进行判别和处理；所述改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理系统为系统用户提供两种噪声与扫频处理模式：机器学习处理模式，所述机器学习处理模式采用噪声处理映射层与扫频处理映射层改写噪声与扫频处理，其中：噪声处理映射层接收经改写的音频数据包，并通过第二拉取部件拉取音频数据包头部字段segmentFD，由第二比对部件将拉取的头部字段segmentFD通过映射算法逆算法解映射，并与本地存储的第二基组代码表进行比对，选择比对验证通过的记录，记为τ，τ为一二进制序列，并且由其具体解映射算法的选取不同而不同；所述噪声处理映射层还包括第一处理逻辑映射部件、第一噪声参数设置表，其中第一噪声参数设置表至少包含第一二进制序列列与第一白噪声设置参数列、第一粉噪声设置参数列，所述第一处理逻辑映射部件将二进制序列τ与第一噪声参数设置表中第一二进制序列列每一行进行按位与操作，若输出序列为全1序列，则选取与该行相对应的第一白噪声设置参数列参数、第一粉噪声设置参数列参数，并在5％的误差范围内通过随机算法选取随机值作为修正后的第一白噪声设置参数列参数、第一粉噪声设置参数列参数，将所述修正后的第一白噪声设置参数列参数、第一粉噪声设置参数列参数加入系统机器学习库，形成更新后的系统机器学习库，并以更新后的系统机器学习库为样本，再次在5％的误差范围内选取库内参数数值并求取平均数，获得机器学习映射噪声参数值；依据所述机器学习映射噪声参数值设置系统反馈白噪声与粉噪声；扫频处理映射层接收经改写的音频数据包，并通过第三拉取部件拉取音频数据包头部字段segmentFD，由第三比对部件将拉取的头部字段segmentFD通过映射算法逆算法解映射，并与本地存储的第三基组代码表进行比对，选择比对验证通过的记录，记为τ，τ为一二进制序列，并且由其具体解映射算法的选取不同而不同；所述扫频处理映射层还包括第二处理逻辑映射部件、第一扫频参数设置表，其中第一扫频参数设置表至少包含第一二进制序列列与第一扫频设置参数列，所述第一处理逻辑映射部件将二进制序列τ与第一扫频参数设置表中第一二进制序列列每一行进行按位与操作，若输出序列为全1序列，则选取与该行相对应的第一扫频设置参数列参数，并在5％的误差范围内通过随机算法选取随机值作为修正后的第一扫频设置参数列参数，将所述修正后的第一扫频设置参数列参数加入系统机器学习库，形成更新后的系统机器学习库，并以更新后的系统机器学习库为样本，再次在5％的误差范围内选取库内参数数值并求取平均数，获得机器学习映射扫频参数值；依据所述机器学习映射扫频参数值设置系统扫频；人工模式，所述人工模式采用噪声人工处理层、扫频人工处理层改写噪声与扫频处理，其中：用户通过所述Dante数字音频处理系统操作界面操作噪声人工处理层，并控制独立于操作界面与系统前面板的噪声发生器，用户在噪声人工处理层中的操作包括：选取白噪声与粉噪声增益开启与否；输入参数数值，设定白噪声与粉噪声增益大小；移动参数游标，设定白噪声与粉噪声增益大小；在人工模式下，用户可通过噪声发生器独立选取机器学习干预，若用户选择机器学习干预的人工模式，系统将接收人工模式下选定的参数，并使用所述系统机器学习库进行干预和修正，使得在特定类型信号源基组情况下，获得符合系统运行稳定并具有人工修正倾向的综合噪声参数，并据此进行噪声参数设置；用户通过所述Dante数字音频处理系统操作界面操作扫频人工处理层，用户在扫频人工处理层中的操作包括：选取扫频增益开启与否；输入参数数值，设定扫频人工处理层的扫频速度；移动参数游标，设定扫频增益大小；输入参数数值，设定扫频增益大小；在人工模式下，用户可通过扫频器独立选取机器学习干预，若用户选择机器学习干预的人工模式，系统将接收人工模式下选定的参数，并使用所述系统机器学习库进行干预和修正，使得在特定类型信号源基组情况下，获得符合系统运行稳定并具有人工修正倾向的综合扫频参数，并据此进行扫频参数设置。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中所述输入源基组层通过输入源选择组合代码生成部件，将所述输入源基组生成为4位输入源基组代码，具体为：当发生器信号开启时，设置输入源基组代码第4位为1，否则为0；当模拟信号开启时，设置输入源基组代码第3位为1，否则为0；当数字信号开启时，设置输入源基组代码第2位为1，否则为0；当Dante信号开启时，设置输入源基组代码第1位为1，否则为0。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中白噪声、粉噪声与扫频设置位于系统输入设置界面，其中系统的输入设置界面被设置为系统主设置界面的二级界面，且在用户操作系统主设置界面并选择输入设置时呈现给用户。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述输入源基组层通过输入源选择组合代码生成部件，将所述输入模式生成为2位输入模式基组代码，具体为：当为“Y型输入”方式时，设置输入模式基组代码为11；当为“叠加”方式时，设置输入模式基组代码为10；当为“立体声”方式时，设置输入模式基组代码为01。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中改进的“Y型输入”方式为：通道1信号同时输出到通道1和通道2，通道3信号同时输出到通道3和通道4。6.一种改写噪声与扫频处理的Dante数字音频处理方法，包括使用输入源基组层第一选择部件、第一模式部件、输入源选择组合代码...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟峰，何欢潮，何图，
申请(专利权)人：广州飞达音响股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44