[发明专利]一种基于屏幕录制的音频录制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于屏幕录制的音频录制系统及方法，属于计算机多媒体技术领域，具体地说涉及到音频数字信号处理技术。

背景技术

计算机屏幕录制(Screencasting)是一个新兴的技术，常常被用到教育、监控领域，它能有效地演示用户在计算机上的操作动作或者是计算机上应用软件的运行情况。随着智能设备的普及这一技术也渗透到笔记本、平板电脑、上网本、和智能手机等屏幕的录制。计算机屏幕的录制主要将屏幕图像编制成视频流，同时能加入同步的音频流。音频既可以是用户的语音、背景环境声音，也可以是计算机上的应用软件的播放音。传统的录屏软件在音频解决方案上采用麦克风录音，同时录制计算机内部播放的声音和计算机外部的声音，如图1所示。也有某些录屏软件采用以下两种模式：一、录制计算机外部的声音；二、录制计算机上的应用软件的声音，在两这个模式间用户可以通过开关自由切换使用，如图2所示。上述两种录屏方式主要存在以下缺陷：

传统的录屏软件里计算机应用软件的播放音可以同时被开启的麦克风捕捉而录制，但这个方式会导致软件播放音的声音质量的下降，因此通常录制播放音需要采用计算机操作系统提供的截获扬声器数据的接口函数来录制。而只有在录制计算机外部声音时才采用开启麦克风的方式。所以某些录屏软件的音频录制要么是开启麦克风的方式录制，要么不需要开启麦克风来录制。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种基于屏幕录制的音频录制系统及方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于屏幕录制的音频录制方法及方法，具有录制音效质量高，以及能自然地实时地同时录制计算机播放音和外部环境音。

为了实现上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于屏幕录制的音频录制系统，包括如下模块：

扬声器数据截获模块：截获设备扬声器播放的音频数据；

麦克风数据采集模块：采集设备麦克风获得的音频数据；

采样率转换模块：对扬声器数据截获模块截获到的音频信号进行采样率转换；

声学回声消除模块：对麦克风数据采集模块采集到的音频信号进行声学回声消除；

混音模块：对经过采样率转换的扬声器音频信号和经过声学回声消除后的麦克风音频信号进行混音；

音频编码模块：将经过混音模块混音后的音频数据进行编码，生成录制的音频码流。

采用上述基于屏幕录制的音频录制系统的录制方法，包括如下步骤：

1)首先，通过扬声器数据截获模块截获设备扬声器播放的音频数据，同时，通过麦克风数据采集模块采集得到设备麦克风获得的音频数据；

2)通过采样率转换模块对扬声器数据截获模块截获到的音频信号进行采样率转换，得到与麦克风数据采集模块的采样率一致的扬声器音频信号；

3)通过声学回声消除模块对麦克风数据采集模块采集到的音频信号进行声学回声消除，得到无回声的麦克风音频信号；

4)通过混音模块将步骤2)得到的扬声器音频信号和步骤3)得到的麦克风音频信号进行混音，得到混音后的音频数据；

5)通过音频编码模块对经过混音模块混音后的音频数据进行编码，生成录制的音频码流。

作为优选，上述步骤2)所述的采样率转换具体为：

设扬声器的采样率为F_spk，麦克风的采样率为F_mic，

当F_spk<F_mic时，意味着扬声器音频信号的物理带宽低于麦克风音频信号，这时候只要对扬声器音频信号进行简单的线性插值就能将采样率转到麦克风一致；

当F_spk>F_mic时，由于扬声器音频信号的物理带宽高于麦克风音频信号，必须对扬声器音频信号进行低通滤波，将其带宽变窄，具体说是消减扬声器音频信号介于频段的部分信号。

作为优选，上述步骤3)所述的声学回声消除具体为：

先通过NLMS滤波器{a₁,a₂,......,a_n}估计回声信号值，然后使用该估计值去和麦克风信号做差，从而减去回声，达到回声消除的目的。回声信号估计的精度和稳定性取决于滤波器系数{a₁,a₂,......,a_n}更新的自适应程度。NLMS滤波器更新机制如下：