CN112883220B - 音频处理方法、音频处理装置及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于音频处理,提供了音频处理方法,包括:对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库;基于初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库;在封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库并保存至音频写入接口模块中;获取音频信号,判断音频信号中是否包括第一音频数据和第二音频数据;若均包括,则接通音频通路,进入第一工作状态;若音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态。本发明实施例无需进行开发,无需主动调用任何函数,只需要集成若干应用库即可打通音频环路实现边录边播且能够实现极低的音频延迟,极大地降低了开发难度、开发周期。
Description
技术领域
本发明属于音频处理技术领域,尤其涉及一种音频处理方法、音频处理装置及可读存储介质。
背景技术
目前在家用TV、机顶盒以及车机中对K歌娱乐需求日益增多。这些产品大多基于Android(安卓)平台开发。
在Android平台下默认没有支持麦克风音频环路,也即无法直接实现边录边播的方式。而如果只是使用Android系统的录放api来实现则会有非常高的延迟从而无法满足唱歌体验。
为了减低延迟现有的方法一般是在Audioflinger(音频管理器)、Audio HAL(硬件抽象层模块)、音频驱动等底层通过修改音频逻辑来实现的。而Android的音频逻辑非常复杂,对Android源码改动较大,开发难度大,开发周期长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种音频处理方法、音频处理装置及可读存储介质,旨在解决现有技术在使用Android实现边录边播时存在延迟的问题。
本发明是这样实现的,一种音频处理方法,包括:
对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库;
基于所述初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库;
在所述封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将所述第二应用库保存至所述音频写入接口模块中;
获取音频信号,判断所述音频信号中是否包括第一音频数据和第二音频数据;
若所述音频信号包含所述第一音频数据和所述第二音频数据,则接通音频通路,进入第一工作状态;
若所述音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态;
其中,所述音频通路包括所述第二应用库,所述原始通路包括所述第一应用库。
进一步地,所述对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库包括:
对音频写入接口模块tinyalsa的第一应用库libtinyalsa.so进行修改处理,得到初始应用库libtinysalsa_base0.so。
进一步地,所述基于所述初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库包括:
基于所述初始应用库libtinysalsa_base0.so进行与硬件抽象层模块HAL建立回路的封装,得到封装应用库libtinysalsa_base1.so。
进一步地,所述在所述封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将所述第二应用库保存至所述音频写入接口模块中包括:
在所述封装应用库libtinysalsa_base1.so内部进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库libtinysalsa.so;
将所述第一应用库libtinyalsa.so和所述第二应用库libtinysalsa.so保存到所述音频写入接口模块tinyalsa中。
进一步地,所述若所述音频信号包含所述第一音频数据和所述第二音频数据,则接通音频通路,进入第一工作状态包括:
若所述音频信号包括系统PCM数据和外输PCM数据,则接通所述音频通路,在所述音频通路的第二应用库中对所述系统PCM数据和所述外输PCM数据进行混音,得到混音音频数据;
将所述混音音频数据保存至录音存储位置,同时将所述混音音频数据发送给播放设备。
进一步地,所述若所述音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态包括:
若所述音频信号中仅包含所述系统PCM数据,则接通所述原始通路,在所述原始通路的第一应用库中对所述系统PCM数据进行处理,并将处理后的系统PCM数据发送给预设位置。
本发明实施例还提供了一种音频处理装置,包括:
修改模块,用于对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库;
封装模块,用于基于所述初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库;
处理模块,用于在所述封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将所述第二应用库保存至所述音频写入接口模块中;
判断模块,用于获取音频信号,判断所述音频信号中是否包括第一音频数据和第二音频数据;若所述音频信号包含所述第一音频数据和所述第二音频数据,则接通音频通路,进入第一工作状态;若所述音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态;
其中,所述音频通路包括所述第二应用库,所述原始通路包括所述第一应用库。
本发明实施例还提供了一种音频处理装置,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如上述所述的音频处理方法中的各个步骤。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如上述所述的音频处理方法中的各个步骤。
本发明与现有技术相比,有益效果在于:本发明实施例通过对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库,基于该初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库,在该封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将该第二应用库保存至该音频写入接口模块中,获取音频信号,判断该音频信号是否包括第一音频数据和第二音频数据,根据该音频信号接通音频通路或者原始通路。本发明实施例无需进行开发,无需主动调用任何函数,只需要集成若干应用库即可打通音频环路实现边录边播且能够实现极低的音频延迟,极大地降低了开发难度、开发周期并且具有极好的使用体验。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的音频处理方法的流程图;
图2是本发明另一实施例提供的音频处理方法的流程图。
图3是本发明实施例提供的音频处理装置的结构示意图
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的音频处理方法无需研发人员具有很高的开发基础或者对Android音频框架有很深入的了解,该音频处理方法研发人员无需进行开发、无需调用任何函数,只需要集成若干个应用库或者动态库即可打通音频环路实现边录边播且能够实现极低的音频延迟,该音频差异根据平台差异平均可以控制在50ms以内,极大的降低了开发难度、开发周期并且具有极好的使用体验。
本发明实施例基于Android(安卓)标准音频架构alsa进行开发,对该标准音频架构alsa进行集成拓展,从而在alsa内部实现音频环路、音频混音等处理以达到边录边播、与背景音乐混音的效果。本发明以下阐述的实施例均以标准音频架构alsa为例,在实际应用中可扩充Android系统或者其他系统的其他音频架构。图1示出了本发明实施例提供的音频处理方法,包括:
S100,对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库。
在本步骤中,对音频写入接口模块tinyalsa的第一应用库libtinyalsa.so进行修改处理,得到初始应用库libtinysalsa_base0.so。
S200,基于所述初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库。
在本步骤中,基于所述初始应用库libtinysalsa_base0.so进行与硬件抽象层模块Audio HAL(Hardware Abstraction Layer)建立回路的封装,得到封装应用库libtinysalsa_base1.so。具体地,为了不让Android系统使用第一应用库libtinyalsa.so,故在步骤S100中将其改为libtinyalsa_base0.so,以libtinyalsa_base0.so作为初始应用库,该libtinyalsa_base0.so通过dlopen的方式调用libtinyalsa.so并继承了它的所有接口功能,该初始应用库libtinyalsa_base0.so的对外接口与libtinyalsa.so的接口一致。基于所述初始应用库libtinysalsa_base0.so进行与硬件抽象层模块Audio HAL(HardwareAbstraction Layer)建立回路的封装,得到封装应用库libtinysalsa_base1.so具体包括:a.内部需要管理pcm_open得到具柄,这样Android系统调用pcm_open声卡时如果已经是内部打开的(内部实现环路需要open声卡)则直接返回打开的,否则再真正open并放入管理逻辑;b.缓存系统调用pcm_write函数写入的数据;c.在内部实现音频环路,打开录、放声卡,时时读取麦克风音频并与b缓存的系统音数据进行混音并时时放出;d.延迟追赶处理以便以低延迟输出。
S300,在所述封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将所述第二应用库保存至所述音频写入接口模块中。
在本步骤中,在所述封装应用库libtinysalsa_base1.so内部进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库libtinysalsa.so,将所述第一应用库libtinyalsa.so和所述第二应用库libtinysalsa.so保存到所述音频写入接口模块tinyalsa中。
S400,获取音频信号,判断所述音频信号中是否包括第一音频数据和第二音频数据。
在本步骤中,获取音频信号,判断该音频信号中是否包括第一音频数据和第二音频数据。在本实施例中,第一音频数据为系统PCM数据,第二音频数据为外输PCM音频数据,具体地,PCM(Pulse Code Modulation,脉冲编码调制)音频数据是未经压缩的音频采样数据裸流,它是由模拟信号经过采样、量化、编码转换成的标准数字音频数据,该系统PCM数据为Android系统内部的PCM数据,该外输PCM数据为外部设备输入的PCM数据,该外部设备可以是USB麦克风,也可以是其他类型的麦克风或者音频输入设备。
S500,若所述音频信号包含所述第一音频数据和所述第二音频数据,则接通音频通路,进入第一工作状态。
在本步骤中,若所述音频信号包括系统PCM数据和外输PCM数据,则接通所述音频通路,在所述音频通路的第二应用库libtinysalsa.so中对所述系统PCM数据和所述外输PCM数据进行混音,得到混音音频数据,将所述混音音频数据保存至录音存储位置,同时将所述混音音频数据发送给播放设备。具体地,在本步骤中,将混音好的音频数据分成两路同样的混音音频数据,将其中一路混音音频数据保存至录音存储位置,该保存在该录音存储位置的混音音频数据用于录音时进行录音,另外一路混音音频数据将直接被发送给播放设备进行播放,该播放设备包括扬声器等。在该第一工作状态下,将能够实现边录边播。
S600,若所述音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态。
在本步骤中,若所述音频信号中仅包含该系统PCM数据,则接通所述原始通路,在所述原始通路的第一应用库libtinyalsa.so中对所述系统PCM数据进行处理,并将处理后的系统PCM数据发送给预设位置,以方便后续调用。
其中,所述音频通路包括所述第二应用库,所述原始通路包括所述第一应用库。
在Android平台标准的音频调用流程是Audioflinger(音频管理器)动态载入Audio HAL层的动态so。而Android的Audio HAL层是基于tinyalsa实现的。tinyalsa与底层音频驱动交互从而实现音频录音或播放的。本发明实施例借用了Android平台的这种架构。首先将需要集成平台的libtinyalsa.so改名为libtinysalsa_base0.so使其与audio hal层脱离,该libtinyalsa.so文件是tinyalsa的应用库,在本实施例中称之为第一应用库,该第一应用库libtinyalsa.so由HAL层调用,负责对接kernel的ALSA驱动接口;然后基于libtinysalsa_base0.so进一步封装得到一个新的应用库libtinysalsa_base1.so。该libtinysalsa_base1.so与Audio HAL层重新建立回路。然后在该libtinysalsa_base1.so内部实现音频环路、混音处理得到第二应用库libtinysalsa.so。最后将第二应用库libtinysalsa.so、第一应用库libtinyalsa.so集成到系统中即可,即集成到该tinyalsa中。音频处理装置运行后当有usb麦克风插入音频写入接口模块tinyalsa中,则自动切换音频通路,接通回环这样即可边录边播。当usb麦克风移除后tinyalsa内部自动将通路恢复到原始通路状态。
图2示出了本发明提供的另一实施例,当有音频信号的来源有两个,一个是Android系统的PCM数据,另外一个是麦克风输入的PCM数据,当两个PCM数据同时来到时,需要在第二应用库libtinysalsa.so内部对两个PCM数据进行混音。混音好的数据又分两个分枝处理。一是将混音数据拷贝一份用于录音时用于录音,另一个是直接将混音就数据送到播放设备直接播放。由于所有处理均在tinyalsa内部处理,脱离了Android复杂的环路,同时即入即出避免了额外耗时故具有极低的延迟。本发明实施例集成简单只需要集成若干动态库,改动小,同时兼容性好适配所有android平台,延迟低。
图3示出了本发明实施例提供的一种音频处理装置,包括:
修改模块301,用于对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库;
封装模块302,用于基于所述初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库;
处理模块303,用于在所述封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将所述第二应用库保存至所述音频写入接口模块中;
判断模块304,用于获取音频信号,判断所述音频信号中是否包括第一音频数据和第二音频数据;若所述音频信号包含所述第一音频数据和所述第二音频数据,则接通音频通路,进入第一工作状态;若所述音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态;
其中,所述音频通路包括所述第二应用库,所述原始通路包括所述第一应用库。
具体地,本发明实施例为了表述方便,采用了不同的表示方式,如将第一应用库定义成libtinyalsa.so,将初始应用库定义成libtinysalsa_base0.so,封装数据库定义为libtinysalsa_base1.so,第二应用库定义为libtinysalsa.so,上述定义只是为了方便表述,不能理解为对本发明实施例的限制,在具体实施过程中,开发人员可以根据本发明实施例提供的方法或者装置进行相应的修改。在本发明实施例中,第一工作状态和第二工作状态表示的该音频处理装置对该音频信号的处理模式,在第一工作状态下,音频信号会通过第二应用库进行混音等处理,得到的混音音频信号将分为两路进行其他处理,在第二工作状态下,因为只存在第一音频数据,则将按照音频处理装置中预设模式进行处理,包括简单的进行播放等。
本发明实施例还提供了一种音频处理装置,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如图1或者图2所述的音频处理方法中的各个步骤。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如图1或者图2所述的音频处理方法中的各个步骤。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法和装置,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个装置,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简便描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的一种音频处理方法及装置的描述,对于本领域的技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种音频处理方法,其特征在于,包括:
对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库;
基于所述初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库;
在所述封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将所述第二应用库保存至所述音频写入接口模块中;
获取音频信号,判断所述音频信号中是否包括第一音频数据和第二音频数据;
若所述音频信号包含所述第一音频数据和所述第二音频数据,则接通音频通路,进入第一工作状态;
若所述音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态;
其中,所述音频通路包括所述第二应用库,所述原始通路包括所述第一应用库。
2.如权利要求1所述的音频处理方法,其特征在于,所述对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库包括:
对音频写入接口模块tinyalsa的第一应用库libtinyalsa.so进行修改处理,得到初始应用库libtinysalsa_base0.so。
3.如权利要求2所述的音频处理方法,其特征在于,所述基于所述初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库包括:
基于所述初始应用库libtinysalsa_base0.so进行与硬件抽象层模块HAL建立回路的封装,得到封装应用库libtinysalsa_base1.so。
4.如权利要求3所述的音频处理方法,其特征在于,所述在所述封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将所述第二应用库保存至所述音频写入接口模块中包括:
在所述封装应用库libtinysalsa_base1.so内部进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库libtinysalsa.so;
将所述第一应用库libtinyalsa.so和所述第二应用库libtinysalsa.so保存到所述音频写入接口模块tinyalsa中。
5.如权利要求4所述的音频处理方法,其特征在于,所述若所述音频信号包含所述第一音频数据和所述第二音频数据,则接通音频通路,进入第一工作状态包括:
若所述音频信号包括系统PCM数据和外输PCM数据,则接通所述音频通路,在所述音频通路的第二应用库libtinysalsa.so中对所述系统PCM数据和所述外输PCM数据进行混音,得到混音音频数据;
将所述混音音频数据保存至录音存储位置,同时将所述混音音频数据发送给播放设备。
6.如权利要求5所述的音频处理方法,其特征在于,所述若所述音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态包括:
若所述音频信号中仅包含所述系统PCM数据,则接通所述原始通路,在所述原始通路的第一应用库libtinyalsa.so中对所述系统PCM数据进行处理,并将处理后的系统PCM数据发送给预设位置。
7.一种音频处理装置,其特征在于,包括:
修改模块,用于对音频写入接口模块的第一应用库进行修改处理,得到初始应用库;
封装模块,用于基于所述初始应用库进行与硬件抽象层模块建立回路的封装,得到封装应用库;
处理模块,用于在所述封装应用库中进行包括音频环路和混音处理的音频处理,得到第二应用库,将所述第二应用库保存至所述音频写入接口模块中;
判断模块,用于获取音频信号,判断所述音频信号中是否包括第一音频数据和第二音频数据;若所述音频信号包含所述第一音频数据和所述第二音频数据,则接通音频通路,进入第一工作状态;若所述音频信号中仅包含第一音频数据,则接通原始通路,进入第二工作状态;
其中,所述音频通路包括所述第二应用库,所述原始通路包括所述第一应用库。
8.一种音频处理装置,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时,实现如权利要求1至6任意一项所述的音频处理方法中的各个步骤。
9.一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1至6任意一项所述的音频处理方法中的各个步骤。
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