[發明專利]一種用于教學錄播的音頻混音方法

有效

• 申請號: 202010544498.3
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111696515B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 任軍軍;羅浩;孫云云;孫旭光
• 申請（專利權）人: 杭州艾力特數字科技有限公司
• 主分類號: G10K15/08
• 分類號: G10K15/08;H04R3/00;H04R3/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發明公開了一種用于教學錄播的音頻混音方法，首先采集參與混音的n路拾音器的當前音頻幀信號并計算能量有效值，然后根據能量有效值的大小排序并進行混音權重的更新和調整，最后對混音輸出進行混音處理，計算得到混音的最終輸出信號。本發明提出的混音方法可以將拾音器采集信號、無線麥采集信號和課件聲信號三者準確的混合在一起，混音后的音頻信號具有清晰度高，音質好的特點。本發明可以準確判斷教學錄播場景下的多種教學場景，并根據實際情況對混音權重因子進行實時更新，從而使得混音后音頻信號具有出色自然的音質。

技術領域

本發明涉及教學錄播音頻技術領域，尤其涉及一種用于教學錄播的音頻混音方法。

背景技術

教學錄播系統是將上課的影像、聲音和課件等記錄成標準的網絡格式，并通過網絡進行同步直播和后期點播，實現優秀教學資源的有效共享。在錄播系統中，音頻的質量十分重要，而混音技術又直接影響到錄播的音頻質量。

由于目前大部分錄播系統不僅要求錄制教師授課的聲音，而且要求對上課時師生的互動情況進行錄制，即錄制學生回答問題的聲音。此外，也需要對上課時播放的課件聲音進行錄制。在實際課堂上，老師通常會佩戴領夾麥、頭戴麥等無線麥克風進行錄播和本地擴聲；學生的聲音被安裝的多個拾音器或者吊麥來采集；課件的聲音通過電腦的線性輸出進行采集。

眾所周知，教學錄播系統需要錄制老師、學生和課件的聲音，傳統的方法是在教室內安裝一個或多個拾音器。每個拾音器都會采集安裝位置處周圍的聲音，這個聲音包含了老師的說話聲，學生回答問題的聲音，以及教室內揚聲器播放的課件聲音與無線麥克風的本地擴聲。由于聲源較多，難免會造成混響現象，如老師說話的直達聲與通過揚聲器擴聲的聲音造成的混響，此外課件播放的聲音通過揚聲器播放后再被拾音器采集，聲音的還原度也會下降很多，這些因素都會造成錄制的聲音清晰度下降。此外，如果同時通過多個拾音器采集聲音而進行直接混音操作，通常會造成“梳狀濾波器效應”，導致混音后的聲音發生失真，這是由于同一個聲源到達各個拾音器的聲音存在相位差所造成的。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的不足，提出一種能夠提高錄制音頻質量，并用于教學錄播的音頻混音方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種用于教學錄播的音頻混音方法，該方法具體步驟如下：

步驟1：采集參與混音的n路拾音器的當前音頻幀信號，記做x_i，其中i＝1,2,……,n；無線麥音頻幀信號為w，課件音頻幀信號為c；

步驟2：分別計算采集的n路拾音器音頻幀信號的能量有效值；其中，第k路音頻幀信號能量有效值為：

其中，N為音頻幀信號的采樣點總數，i是采樣點的序號；

步驟3：對步驟2計算得到的n路音頻幀信號的能量有效值進行大小排序，選擇當前幀信號的能量有效值最大的拾音器，記該拾音器的能量有效值為S_m，其中m為能量有效值最大的拾音器對應的序號；

步驟4：設n路拾音器在上一幀信號的混音權重為Q_i，其中i＝1,2,……,n；在當前幀進行混音時，根據能量有效值對混音權重Q_i進行更新；混音權重Q_i的更新過程如下：

其中，step為混音權重更新的步長因子，取值范圍為0～1；

步驟5：混音權重Q_i的取值范圍為0～1，根據步驟4對混音權重Q_i更新的結果，如果Q_i的取值超出指定范圍，則對Q_i作以下調整：