一种分布式音频系统技术方案

本发明专利技术提供了一种分布式音频系统，包括多个音频处理器、多个音频接入端，多个音频处理器和多个音频接入端通过网络连接，从而建立虚拟运算网络；音频处理器实时在虚拟运算网络内汇报运算算力情况，同时接收音频接入端的音频运算；音频接入端负责模拟音频转成网络接口，同时通过算法实时上报运算需求，在运算仲裁机制下获取响应的音频处理器进行音频运算，并实现音频的输入输出。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术将设备处理能力进行去中心化，降低每个音频节点的处理能力和处理成本，通过网络带宽和每个节点的处理能力来分散系统的处理运算，让更低成本的设备能够完成更高效的音频处理能力和处理效果，同时结合内部算力均衡评估实现多点运算同步处理。点运算同步处理。点运算同步处理。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式音频系统


[0001]本专利技术涉及音频处理
，尤其涉及一种分布式音频系统。

技术介绍

[0002]在专业音视频领域，高品质数字音频处理器，音频系统由传统的模拟音频系统向数字音频系统进行迭代更新，行业内出现了多种数字音频传输网络，例如:CobraNet(基本很少用)、Dante、Q
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LAN，AES67等等，这些技术解决数字音频传输延时、高保真等有较强的技术基础，在一定时期内解决了音频的网络传输和应用功能。
[0003]现有的音频处理器和音频处理网络，需要较强的运算能力，对音频进行数字运算，然后在通过特定的网络包的格式将音频数据封包通知结合准确的时钟处理实现高品质低延时的音频传输，这个对每个音频处理器的要求较高，需要较强的算力才能接入到对应的音频网络之中。
[0004]现在的技术是音频网络都有专门的厂家提供芯片。成本和应用门槛较高，而实际应用中不需要每个节点都具备很强的算力，同时存在大量的运算资源浪费问题。系统较为复杂。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种分布式音频系统，包括多个音频处理器、多个音频接入端，多个所述音频处理器和多个所述音频接入端通过网络连接，从而建立虚拟运算网络；
[0006]所述音频处理器实时在虚拟运算网络内汇报运算算力情况，同时接收音频接入端的音频运算；
[0007]音频接入端负责模拟音频转成网络接口，同时通过算法实时上报运算需求，在运算仲裁机制下获取响应的音频处理器进行音频运算，并实现音频的输入输出。<br/>[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述音频处理器通过汇报算力和接收新的运算任务来更新当前算力，当前音频处理器的算力低于设定值时，通过运算仲裁机制进行算力分配，将当前音频运算分配给算力高于设定值的音频处理器，通过网络实现网络音频数据流的获取和发布。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述音频处理器和所述音频接入端都具备一个算力仲裁电路，所述算力仲裁电路用于实时请求算力和获得算力以及算力汇报仲裁工作。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，该分布式音频系统还包括控制计算机，控制计算机进行初步分配、以及音频运算的任务设置和调试工作。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，在音频接入端中，采用MCU来进行算力请求和数据传输，音频接入端不参与音频运算。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述音频运算包括音频的均衡、压缩、扩展、增益、混音、路由、相位运算。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述运算仲裁机制包括执行如下步骤：
[0014]步骤1：音频处理器汇报算力，并将算力虚拟到虚拟运算网络中；
[0015]步骤2：等待算力请求和处理；
[0016]步骤3：判断网络中是否有算力请求和操作，如是，那么执行步骤4，否则返回执行步骤2；
[0017]步骤4：依据运算规则进行算力分配；
[0018]步骤5：实时分配算力，并实时配合PC软件进行音频运算，实时更新算力情况；
[0019]步骤6：判断当前音频处理器的算力是否足够，如是，那么执行步骤7，否则依据运算规则进行算力分配，寻找其他音频处理器，然后返回执行步骤2；
[0020]步骤7：当前音频处理器实时处理音频运算操作，汇报当前算力，等待新的运算请求。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤4中，运算规则是指对DSP内部的运算能力进行实时的统计，对指定的一个应用需求进行评估，再对评估的结果与系统内所有的音频处理器运算能力进行对比匹配，然后将运算放到响应的音频处理器运算。
[0022]本专利技术的有益效果是：本专利技术将设备处理能力进行去中心化，降低每个音频节点的处理能力和处理成本，通过网络带宽和每个节点的处理能力来分散系统的处理运算，让更低成本的设备能够完成更高效的音频处理能力和处理效果，同时结合内部算力均衡评估实现多点运算同步处理。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的原理图；
[0024]图2是本专利技术的音频处理器原理图；
[0025]图3是本专利技术的音频接入端原理图；
[0026]图4是本专利技术的算力仲裁流程；
[0027]图5是本专利技术的算力分配示意图。
具体实施方式
[0028]如图1所示，本专利技术公开了一种分布式音频系统，将分布式音频系统做成一个虚拟运算网络，虚拟运算网络中实时同步算力和运算情况，虚拟运算网络中包括较强运算的音频处理器也包括简单的音频接入端。
[0029]所述音频处理器实时在虚拟运算网络内汇报运算算力情况，同时接收音频接入端的音频运算，音频运算包括各种音频的均衡、压缩、扩展、增益、混音、路由、相位等相关运算。
[0030]音频接入端和音频处理器通过网络连接，网络包括高速宽带以及5G等基础网络，实现设备与设备之间互联，建立虚拟运算网络，该虚拟运算网络基于简单的网络架构，不需要服务器和专业的核心节点，通过运算仲裁机制进行算力分配。
[0031]音频处理器具备数字音频运算能力，可以处理一定通道的数字音频处理运算，在实际应用中数字音频每个音频通道需要做的运算是不同的，通常会有大量运算能力浪费。
[0032]音频处理器通过网络对外发布运算算力情况，例如当前算力：35％，50％等等。
[0033]如图2所示，音频处理器包含了音频的模拟与数字的A/D，D/A转换电路，数字运算
电路以及网络传输接口等等，这部分沿用原有的架构，通过汇报算力和接收新的运算任务来更新当前算力，当前音频处理器的算力低于设定值时，通过运算仲裁机制进行算力分配，将当前音频运算分配给算力高于设定值的音频处理器，通过网络实现网络音频数据流的获取和发布。
[0034]网络音频数据流来源包括其他音频处理器、各种音频接入端等等。
[0035]如图3所示，音频接入端去掉了算法单元，只保留A/D，D/A转换电路和网络接口电路，直接实现从模拟音频到数字网络音频的转换，通过简单的单片机实现音频的网络转换。
[0036]在音频接入端中，采用MCU来进行算力请求和数据传输，并不参与实际的音频运算，MCU可采用内置I2S接口电路，这样既可以做音频数据转换也可以完成算力请求。
[0037]在音频处理器中，由于原有的处理器都具备MCU电路，以及运算能力很强的DSP，或者是DSP+ARM内核，不仅可以进行音频运算，可以进行算力仲裁和计算。
[0038]音频处理器和音频接入端都具备一个简单的算力仲裁电路，用于实时请求算力和获得算力以及算力汇报仲裁工作。音频处理器一般都具备MCU和DSP的能力，直接用原有的MCU，或者DSP内部的MCU核进行算力匹配和计算。
[0039]控制计算机进行初步分配，以及音频运算的任务设置和调试工作，计算机软件实现音频的传输配置和声音的调试，通过一台音频处理器实现音频的初步配置和算力分配。计算机软件无需参与音频算法的运算，PC软件只负责初始的任务设置和调试，实际执行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式音频系统，其特征在于：包括多个音频处理器、多个音频接入端，多个所述音频处理器和多个所述音频接入端通过网络连接，从而建立虚拟运算网络；所述音频处理器实时在虚拟运算网络内汇报运算算力情况，同时接收音频接入端的音频运算；音频接入端负责模拟音频转成网络接口，同时通过算法实时上报运算需求，在运算仲裁机制下获取响应的音频处理器进行音频运算，并实现音频的输入输出。2.根据权利要求1所述的分布式音频系统，其特征在于：所述音频处理器通过汇报算力和接收新的运算任务来更新当前算力，当前音频处理器的算力低于设定值时，通过运算仲裁机制进行算力分配，将当前音频运算分配给算力高于设定值的音频处理器，通过网络实现网络音频数据流的获取和发布。3.根据权利要求1所述的分布式音频系统，其特征在于：所述音频处理器和所述音频接入端都具备一个算力仲裁电路，所述算力仲裁电路用于实时请求算力和获得算力以及算力汇报仲裁工作。4.根据权利要求1所述的分布式音频系统，其特征在于：该分布式音频系统还包括控制计算机，控制计算机进行初步分配、以及音频运算的任务设置和调试工作。5.根据权利要求1所述的分布式音频系统，其特征在于：在音频接入端中，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：许忠，吴东亮，宋攀，孙运，丁磊，陈艳辉，黄冠健，宋步新，黄懿元，陈世龙，张碧强，谢华强，
申请(专利权)人：方图智能深圳科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：