CN101247187A - 一种音频数据恢复方法、装置及多媒体数据接收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音频数据恢复方法、装置及多媒体数据接收系统，应用于采用双向标记编码方式传输的音频数据恢复，包括：接收端对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，根据检测到的脉冲跳变沿，在音频数据脉冲每两个同向相邻跳变沿期间，按照所述接收端的系统时钟频率进行计数；根据计数结果以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；接收端在发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应时刻进行数据采样，并根据所述采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据。在发送端时钟频率随时间变化的情况下，以较低的成本和较简单的电路实现，保证了接收端采样数据及音频数据恢复的准确性。

Description

一种音频数据恢复方法、装置及多媒体数据接收系统

技术领域

本发明涉及多媒体播放领域，尤指一种用于数字音频接口的音频数据恢复方法、装置及多媒体数据接收系统。

背景技术

目前，便携式多媒体播放器通过使用数据音频接口，提高音频设备的扩展能力，提供给消费者专业、便利的听觉享受。其中，数据音频接口包括：民用级的SONY/PHILIPS数字音频(S/PDIF)接口和专业标准广播级的美国音频工程协会/欧洲广播联盟(AES/EBU)标准接口。通常在音源设备和播放器之间传输的音频数据需要通过编解码器进行编解码处理，但由于音源设备和播放器之间存在严重电磁波，如果在它们之间传输模拟信号，势必会造成音质的下降。因此常用的处理方案是：通过数字音频接口完成脉冲编码调制(Pulse CodeModulation，PCM)音频数据的传输，在播放器或音箱中完成PCM音频数据的模数(D/A)转换器解码，然后放大输出，以便提升音质。

为了实现上述过程，需要在便携式多媒体播放器中实现双向标记编码(Biphase-Mark Decoding)，S/PDIF接口和AES/EBU接口都能实现双向标记(Biphase-Mark)编解码方式。

以S/PDIF接口为例，其传输的数据流由块(block)构成，每一个block的格式图1所示：

每个block由192个帧(frames)组成；每个frame由2个子帧(sub-frame)组成；Sub-frame代表左或右声道的一个样点，其格式如图2所示。图1中Preamble分为preamble B，preamble W和preamble M。其中，preamble B标志一个block的头一个左声道(Channel L)样点的帧头，preamble W标志block中右声道(Channel R)样点的帧头，preamble M标志左声道样点的帧头(除block中第一个左声道样点之外)。

在图2所示sub-frame格式中，0-3比特(bit)为同步帧头(preamble)，是采样点的开始标志(start flag)，4-27bit是采样点的值。S/PDIF接口支持24bit或者20bit的解析度(resolution)，当采样点的resolution为20bit时，LSB从8bit开始，4-7bit填0；否则，LSB从4bit开始。28bit为有效标志(validate flag)，用于标志该采样点值是否有效，29bit为用户标识(user flag)，标志该sub-frame是多媒体格式，还是广播格式，30bit为信道状态(channel state)，31bit为奇偶校验位(parity bit)。

采样点值的编码满足双向标记编码格式，具体如图3所示：对数据编码时，编码脉冲遵循如下规则：在原始数据每个bit数据位对应的脉冲的边界处都会出现跳变，如上一个bit数据位的脉冲电平为高(high level)，则下一个bit数据位的脉冲电平会跳变为低(low level)，相反的过程也成立，如图3中的虚线所示处；同时，对数据编码时，若当前bit为“1”时，在该bit数据位对应的脉宽中间处，也会出现一次跳变，而当前bit为“0”时，则保持其对应的脉冲电平值不变，如图3中最下方箭头所示之处，指示出了在编码过程中产生脉冲跳变及维持脉冲电平不变的对应时刻点。在经过了双向标记编码后，串形数据接口中，最小的一个脉冲宽度实际上只是代表了真实数据的一半信息，通常将该最小脉冲宽度被称之为chip。

S/PDIF作为异步单向、自建时钟(self-clocking)接口，在数据中已经隐含了时钟信息，所以，对于接收端来讲，可以从数据信息中恢复出时钟信号，并且利用该时钟信号完成数据的读取，并将采样率信息提交给应用层，完成音频数据的播放。

在音频接口中，恢复时钟信息通常会采用模拟的相同步逻辑(analogphase-locked loop，PLL)，也就是模拟的锁相环，但是由于在双向标记编码中，1和0的编码方式不同，若输入数据为全“1”，则数据编码后的时钟信息为实际时钟的两倍，因为在每个bit对应的脉宽中间，都会出现一次脉冲跳变。而当输入数据为全“0”，则编码后跳变沿信息和时钟信息同频，因为只会在bit对应的脉冲的边界处才会出现跳变。所以采用传统的模拟的锁相环无法锁定实际的时钟信息，而且PLL会严重受限于输入信号的不稳定性公差(JitterTolerance)。

目前现有技术中提供有采样率信息检测和数据恢复的方法，如美国专利US5889820中公开了一种采样率信息检测和数据恢复的方法，其基本工作原理是：进行边沿检测，当检测到边沿后，用该脉冲延迟后的信号来清除移位寄存器中值，而作为移位寄存器的输入端，为恒定的“1”，如果没有复位信号产生，“1”会以固定的频率在串形移位寄存器中移动，且由于在输入信号中，有同步帧头出现，则必然会存在“1”移位到1.5T的抽头处，从而该抽头拉高，标志出现同步帧头，同样1T和0.5T的抽头也会在相应的时刻点出现，但出现以上正确信息的前提是，移位寄存器的时钟和输入信号满足固定且正确的倍数关系，该倍数关系的调整通过时钟分频以及数字控制振荡器(Digitally ControlledOscillator，DCO)来实现。0.5T，1T，1.5T的抽头信息输入到逻辑单元完成逻辑关系，来恢复出帧时钟信息，以及比特位的时钟信息。上述方法虽然实现了时钟信息及数据的恢复，但是，要在便携式媒体播放器(Systems On a Chip，SOC)中的一个数据音频接口电路中实现DCO，需要的成本太高，实现困难也很大。

发明内容

本发明提供一种音频数据恢复方法、装置及多媒体数据接收系统，在发送端时钟频率随时间变化的情况下，接收端可以自适应地确定采样时刻点，正确恢复出音频数据。

一种音频数据恢复方法，应用于采用双向标记编码方式传输的音频数据恢复，包括：

接收端对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，根据检测到的脉冲跳变沿，在音频数据脉冲每两个同向相邻跳变沿期间，按照所述接收端的系统时钟频率进行计数，得到计数值V；

根据所述计数值V以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；

接收端在发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应时刻进行数据采样，并根据所述采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据。

根据本发明的上述方法，所述对接收到的音频数据脉冲进行边沿检测之前，还包括：

对接收到的音频数据脉冲进行低通滤波。

根据本发明的上述方法，所述对接收到的音频数据脉冲进行边沿检测，具体为：

将接收到的所述音频数据脉冲，延迟一个设定的时间，得到所述音频数据脉冲对应的延迟脉冲；

对所述延迟脉冲进行逻辑“非”运算，再将逻辑“非”运算后得到的脉冲与所述音频数据脉冲进行逻辑“与”运算，得到待测脉冲；

对所述待测脉冲进行检测，当检测到所述待测脉冲的电平值为“1”时，即为所述音频数据脉冲的跳变沿。

根据本发明的上述方法，所述在音频数据脉冲每两个同向相邻跳变沿期间，按照所述接收端的系统时钟频率进行计数，得到所述计数值，具体包括：

当检测到第一跳变沿时，开始计数，并按照接收端的时钟频率，计数值加1，检测到后续第二跳变沿时，获取并保存第一跳变沿到第二跳变沿期间的计数值A1；

当检测到第二跳变沿后，重新开始计数，检测到后续第三跳变沿时，获取并保存第二跳变沿到第三跳变沿期间的计数值A2；

计算所述计数值A1和计数值A2的和，得到音频数据脉冲每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V。

根据本发明的上述方法，所述根据所述每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W，具体为：

设置一个变量U，并为U赋初始值，将2U与所述每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若2U大于所述计数值V中的任意一个时，则U值减1，直到2U不大于所述计数值V中的任意一个时为止，得到第一条件2U≤minV，其中minV为计数值V中的最小值；

同时，将6U与每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若6U小于所述计数值V中的任意一个时，则U值加1，直到6U不小于所述计数值V中的任意一个时为止，得到第二条件6U≥maxV，其中maxV为计数值V中的最大值；

根据所述第一条件和第二条件，确定出所述变量U的当前值；

根据双向标记编码方式中minV＝2W，maxV＝6W；得出U＝W，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W。

一种音频数据恢复装置，应用于采用双向标记编码方式传输的音频数据恢复，包括：边沿检测模块、计数模块、比较计算模块和数据恢复模块；

所述边沿检测模块，用于对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，并在检测到所述音频数据脉冲的跳变沿时，通知所述计数模块；

所述计数模块，用于按照接收端的系统时钟频率进行计数，获得每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V；

所述比较计算模块，用于根据所述计数模块得到的所述计数值V，以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；

所述数据恢复模块，用于在每个发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应的时刻进行采样，并根据所述采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据。

根据本发明的上述装置，所述计数模块，包括：第一计数单元、第二计数单元和第三计数单元；

所述第一计数单元，用于当检测到所述音频数据脉冲的跳变沿时，进行清零，并按照所述接收端的系统时钟频率开始计数，直到检测到所述音频数据脉冲的下一个跳变沿时为止，得到两个相邻跳变沿期间的计数值；

所述第二计数单元，用于存储所述第一计数单元传送的上一次计数得到的两个相邻跳变沿期间的计数值；

所述第三计数单元，用于计算所述第二计数单元存储的上一次计数得到的两个相邻跳变沿期间的计数值与所述第一计数单元本次计数得到的两个相邻跳变沿期间的计数值之和，得到每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V。

根据本发明的上述装置，所述比较计算模块，包括：第一比较计算单元、第二比较计算单元和比较结果输出单元；

所述第一比较计算单元，用于设定一个变量U，并为U赋一个初始值，将2U与所述计数模块获得的每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若所述2U大于所述计数值V中的任意一个时，则U值减1，直到2U不大于所述计数值V中的任意一个时为止，得到第一条件2U≤minV，其中minV为计数值V中的最小值；

所述第二比较计算单元，用于将6U与每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若6U小于所述计数值V中的任意一个时，则U值加1，直到6U不小于所述计数值之和V中的任意一个时为止，得到第二条件6U≥maxV，其中maxV为计数值V中的最大值；

所述比较结果输出单元，用于根据所述第一比较计算单元得到的第一条件和所述第二比较计算单元得到的第二条件，确定出所述变量U的当前值；以及根据双向标记编码方式中minV＝2W，maxV＝6W；得出U＝W，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W，并传送W给所述数据恢复模块。

本发明的上述装置，还包括：低通滤波模块；

所述低通滤波模块，用于对接收到的音频数据脉冲进行低通滤波，并将低通滤波处理后的音频数据脉冲传送给所述边沿检测模块。

一种多媒体数据接收系统，包括音频数据接收装置和音频数据播放装置，还包括音频数据恢复装置；

所述音频数据接收装置，用于接收采用双向标记编码方式传输的音频数据脉冲信号，传送给所述音频数据恢复装置；

所述音频数据恢复装置，用于对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，在检测到所述音频数据脉冲的跳变沿时，按照接收端的系统时钟频率进行计数，获得每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V；

根据所述计数值V，以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；以及

在每个发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应的时刻进行采样，并根据采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据，传送给所述音频数据播放装置；

所述音频数据播放装置，用于将接收的音频数据还原成模拟音频信号播放。

本发明提供的音频数据恢复方法、装置及多媒体数据接收系统，通过对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，并在每两个同向相邻跳变沿期间，按照接收端的系统时钟频率进行计数；根据计数结果以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；接收端在发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应时刻进行数据采样，并根据所述采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据。在发送端的数据采样率随时间变化，对应的时钟频率也随时间变化的情况下，以较低的成本和较简单的电路实现，保证了接收端采样数据和数据恢复的准确性。

附图说明

图1为现有技术中音频数据流中一个block的组成示意图；

图2为现有技术中音频数据流中一个block所包含的一个Sub-frame的组成示意图；

图3为现有技术中对音频信号进行采样后，采样点采样值的双向标记编码的示意图；

图4为本发明实施例中音频数据恢复方法的流程图；

图5为本发明实施例中双向标记编码后的音频数据脉冲示意图；

图6为本发明实施例中检测同沿跳变的电路实现示意图；

图7为本发明实施例中音频数据恢复装置的结构示意图；

图8为本发明实施例中多媒体数据接收系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的音频数据恢复方法，其流程图如图4所示，其执行步骤如下：

步骤S101：在发送端对输入的异步串形音频数据流进行双向标记编码，得到编码后的音频数据脉冲。

图5所示为根据原始数据双向标记编码后的音频数据脉冲。

例如：当原始数据为0100110，同步帧头(Preamble B)为00010111时，对原始数据进行双向标记编码：

若同步帧头结束位的脉冲电平为高位，在原始数据为“0”时，脉冲电平跳变为低位，且bit位为“0”时脉冲电平保持不变，因此编码后得到的数据为“00”；在下一个bit位(即原始数据为“1”时)，脉冲电平跳变为高位，且bit位为“1”时脉冲电平在位宽中间处发生跳变，编码后得到的数据为“10”；在下一个bit位(即原始数据为“0”时)，脉冲电平跳变为高位，编码后得到的数据为“11”；……；依此类推，得到编码后的脉冲数据为：00101100101011。

一般每个采样点由24bit或者20bit来表示，外加4bit的信息位，对于这28bit，每个bit都采用双向标记编码(得到的编码数据为56chip)，同时每个采样点都有一个8chip的同步帧头，因此每个采样点由64chip表示；通常数据音频都是双声道的，因此，当音频数据的采样率为X时，在输入端的数据流满足的时钟频率Y可以表达为：Y＝128*X。在S/PDIF数字音频接口中，采样率X可以为32kHz、44.1kHz或48kHz，因此对应的时钟频率Y可以为4.096MHz、5.6448MHz或6.144MHz。

步骤S102：通过数据音频接口传输双向标记编码后的音频数据脉冲。

步骤S103：接收端接收音频数据脉冲。

接收端使用一个系统时钟SCLK，通常需要该系统时钟为数据发送端时钟频率3倍以上，以保证采样数据的准确性和安全性。就目前的系统而言，一般采用20MHz以上的时钟频率即可满足需求。

较佳的，在接收到音频数据脉冲后，由于系统环境中会有噪声耦合到数据输入端，为了提高边沿检测的准确性，最好先对接收到的音频数据脉冲进行低通滤波，滤除数据中的高频噪声。

步骤S104：对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测。具体为：

使用一个具有同沿跳变检测功能的计数器，检测音频数据脉冲的跳变沿。检测同沿跳变的电路实现如图6所示。

(1)对音频接口输入的音频数据脉冲Z0延迟一个设定的时间T，得到所述音频数据脉冲对应的延迟脉冲Z1；

(2)对音频数据脉冲Z0和新得到的延迟脉冲Z1进行逻辑运算得到待测脉冲Z2：

Z2＝Z0&&(！Z1)

其中：“&&”表示逻辑“与”；“！”表示逻辑“非”。

(3)当检测到待测脉冲Z2的电平值为“1”时，则认为检测到了音频数据脉冲的边沿，即音频数据脉冲发生了跳变，将检测到的脉冲的边沿称为跳变沿，包括：上升沿和下降沿。

步骤S105：检测每一个跳变沿，在每两个相邻跳变沿期间，按照所述接收端的系统时钟频率进行计数；得到每两个相邻跳变沿期间的计数值，进而得到每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V，具体为：

当检测到第一跳变沿时，开始计数，根据接收端的时钟频率，每收到一个时钟触发信号，则计数值加1，直到检测到第二跳变沿时，得到第一跳变沿到第二跳变沿期间的计数值A1，并保存计数值A1；

当检测到第二跳变沿时，重新开始计数，直到检测到第三跳变沿时，得到第二跳变沿到第三跳变沿期间的计数值A2，并保存计数值A2；

计算所述计数值A1与计数值A2的和，得到第一跳变沿到第三跳变沿这两个同向相邻跳变沿期间的计数值V1；

当检测到第三跳变沿时，重新开始计数，直到检测到第四跳变沿时，得到第三跳变沿到第四跳变沿期间的计数值A3，并保存计数值A3；

计算所述计数值A2与计数值A3的和，得到第二跳变沿到第四跳变沿这两个同向相邻跳变沿期间的计数值V2；

依此类推，得到每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V，其具体值可以包括V1、V2、V3、……、Vn。

在具体硬件实现时可以采用三个计数器来实现上述功能，实现方法如下：

当检测到第一跳变沿时，对第一计数器进行清零，开始计数，根据接收端的时钟频率，每收到一个时钟触发信号，则第一计数器的计数值加1，直到检测到第二跳变沿时，得到第一跳变沿到第二跳变沿期间的计数值A1，并将该计数值A1传送给第二计数器。

同时，当检测到第二跳变沿时，在将计数值A1传送给第二计数器后将第一计数器清零，重新开始计数，直到在检测到第三跳变沿时，得到第二跳变沿到第三跳变沿期间的计数值A2。

由第三计数器计算第一计数器得到的计数值A2与第二计数器存储的计数值A1之和，得到第一跳变沿到第三跳变沿这两个同向相邻跳变沿期间的计数值V1。

然后，将第一计数器得到的计数值A2传送给第二计数器后将第一计数器清零，重新开始计数，直到在检测到第四跳变沿时，得到第三跳变沿到第四跳变沿期间的计数值A3。

由第三计数器计算第一计数器得到的计数值A3与第二计数器存储的计数值A2之和，得到第二跳变沿到第四跳变沿这两个同向相邻跳变沿期间的计数值V2。

依此类推，得到每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V，其具体值可以包括V1、V2、V3、……、Vn。

步骤S106：根据获得的每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V，以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W。

根据如图5所示的输入脉冲可知，音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度具有如下关系：音频数据脉冲宽度(即音频数据脉冲的每一个跳变沿到其相应的下一个跳边沿的时间)，包含的发送端时钟脉冲宽度可能为：1个(如：数据1编码后)、2个(如：数据0编码后)和3个发送端时钟脉冲宽度(如：帧头preamble中)，因此，假设发送端时钟脉冲宽度的计数值为W时，每一个音频数据脉冲宽度范围内的计数值可能为：1W、2W和3W。由于所述每两个同向相邻跳变沿期间的计数值均为两个相邻音频数据脉冲宽度范围内的计数值，则每两个相邻音频数据脉冲宽度范围内(即每两个同向相邻跳变沿期间)的计数值V1、V2、V3、……、Vn可能为：2W、3W、4W、5W和6W中的任意值。故所述每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V的最小值为两倍的发送端时钟脉冲宽度范围内的计数值2W，最大值为6倍的发送端时钟脉冲宽度范围内的计数值6W。

由于V1、V2、V3、……、Vn的最小值为2W、最大值为6W，因此：

设置一个寄存器变量为U，并为U赋一个初始值，用该初始值的2倍2U与基于接收端时钟计数获得的每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V(V代表V1、V2、V3、……、Vn中任意一个)进行比较，当2U大于所述计数值V中的任意一个时，说明设定的初始U值太大，则将U自减1，得到最新的2U值，该2U值继续与计数值V进行比较，重述上述过程，直到2U都不比出现的所有V值大时，得到第一条件2U≤minV，其中minV为计数值V中的最小值；则此时U小于或者等于minV/2，又由于minV等于2W，则可得出U小于或者等于W；

同时，将6U与每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，当6U小于所述计数值V中的任意一个时，则说明设定的初始U的值太小，则将自U加1，然后用新的6U与计数值V继续比较，重复上述过程，直到6U不比任意V小时，得到第二条件6U≥maxV，其中maxV为计数值V中的最大值；则说明U大于或者等于maxV/6；又由于maxV等于6W，则可得出U大于或者等于W；

由于根据上述第一条件可以得出U小于或者等于W，同时根据上述第二条件可以得出U大于或者等于W，因此，U只能等于W，也即U＝W，比较结束，此时的U值即为发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；

步骤S107：在每个发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应的时刻对脉冲进行采样，根据采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据。

根据本发明的上述方法可以构建一种音频数据恢复装置10，如图7所示，包括：边沿检测模块101、计数模块102、比较计算模块103和数据恢复模块104。

边沿检测模块101，用于对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，并在检测到音频数据脉冲的跳变沿时，通知计数模块102。

计数模块102，用于当边沿检测模块101检测到音频数据脉冲的跳变沿时，按照所述接收端的系统时钟频率进行计数，获得每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V。

较佳的，计数模块102可以包括：第一计数单元1021、第二计数单元1022和第三计数单元1023。

第一计数单元1021，用于当检测到音频数据脉冲的跳变沿时，进行清零，并按照所述接收端的系统时钟频率开始计数，直到检测到音频数据脉冲的下一个跳变沿时为止，得到这两个相邻跳变沿期间的计数值。

第二计数单元1022，用于存储第一计数单元1021传送的上一次计数得到的两个相邻跳变沿期间的计数值。

第三计数单元1023，用于计算第二计数单元1022存储的上一次计数得到的两个相邻跳变沿期间的计数值与第一计数单元1021本次计数得到两个相邻跳变沿期间的计数值之和，得到每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V。

比较计算模块103，用于根据计数模块102得到的所述每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V，以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W。

较佳的，比较计算模块103，可以包括：第一比较计算单元1031、第二比较计算单元1032和比较结果输出单元1033。

第一比较计算单元1031，用于设定一个变量U，并为U赋一个初始值，将设定的变量U的2倍2U与计数模块102获得的每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若所述2U大于所述计数值V中的任意一个时，则认为U太大，将U值减1，直到2U不大于所述计数值V中的任意一个时为止，得到第一条件2U≤minV，其中minV为计数值V中的最小值。

第二比较计算单元1032，用于将所述设定的变量U的6倍6U与每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若6U小于所述计数值V中的任意一个时，则认为U太小，将U值加1，直到6U不小于所述计数值V中的任意一个时为止，得到第二条件6U≥maxV，其中maxV为计数值V中的最大值。

比较结果输出单元1033，用于根据第一比较计算单元1031得到的第一条件和第二比较计算单元1032得到的第二条件，确定出所述变量U的当前值；以及根据双向标记编码方式中minV＝2W，maxV＝6W；得出U＝W，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W，并传送W给数据恢复模块104。

数据恢复模块104，用于在每个发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应的时刻进行采样，并根据所述采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据。

音频数据恢复装置10，还可以包括：低通滤波模块105，用于对接收到的音频数据脉冲进行低通滤波，并将低通滤波处理后的音频数据脉冲传送给边沿检测模块101。

根据上述音频数据恢复方法及装置，可以构建一种多媒体数据接收系统，如图8所示，包括：音频数据恢复装置10；还包括：音频数据接收装置20和音频数据播放装置30。

音频数据恢复装置10，用于对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，在检测到音频数据脉冲的跳变沿时，按照接收端的系统时钟频率进行计数，获得每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V；

根据所述计数值V，以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；以及

在每个发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应的时刻进行采样，并根据采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据，传送给音频数据播放装置30；

音频数据接收装置20，用于接收采用双向标记编码方式传输的音频数据脉冲信号，传送给音频数据恢复装置10；

音频数据播放装置30，用于将接收的音频数据还原成模拟音频信号播放。

本发明所提供的音频数据恢复方法及装置，通过对接收端接收到音频数据脉冲进行边沿检测，获得每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V；据计数结果以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的数值W；在每个发送端时钟脉冲宽度的中间时刻，即每个发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应时刻进行数据采样，根据采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据；在发送端的数据采样率随时间变化，对应的时钟频率也随时间变化的情况下，以较低的成本和较简单的电路实现，保证了接收端采样数据和数据恢复的准确性；本发明方法，还通过低通滤波滤除高频噪声，使边沿检测的结果更准确。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化、替换或应用到其他类似的装置，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种音频数据恢复方法，应用于采用双向标记编码方式传输的音频数据恢复，其特征在于，包括：

接收端对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，根据检测到的脉冲跳变沿，在音频数据脉冲每两个同向相邻跳变沿期间，按照所述接收端的系统时钟频率进行计数，得到计数值V；

根据所述计数值V以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；

接收端在发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应时刻进行数据采样，并根据所述采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对接收到的音频数据脉冲进行边沿检测之前，还包括：

对接收到的音频数据脉冲进行低通滤波。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对接收到的音频数据脉冲进行边沿检测，具体为：

将接收到的所述音频数据脉冲，延迟一个设定的时间，得到所述音频数据脉冲对应的延迟脉冲；

对所述延迟脉冲进行逻辑“非”运算，再将逻辑“非”运算后得到的脉冲与所述音频数据脉冲进行逻辑“与”运算，得到待测脉冲；

对所述待测脉冲进行检测，当检测到所述待测脉冲的电平值为“1”时，即为所述音频数据脉冲的跳变沿。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在音频数据脉冲每两个同向相邻跳变沿期间，按照所述接收端的系统时钟频率进行计数，得到所述计数值，具体包括：

当检测到第一跳变沿时，开始计数，并按照接收端的时钟频率，计数值加1，检测到后续第二跳变沿时，获取并保存第一跳变沿到第二跳变沿期间的计数值A1；

当检测到第二跳变沿后，重新开始计数，检测到后续第三跳变沿时，获取并保存第二跳变沿到第三跳变沿期间的计数值A2；

计算所述计数值A1和计数值A2的和，得到音频数据脉冲每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W，具体为：

设置一个变量U，并为U赋初始值，将2U与所述每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若2U大于所述计数值V中的任意一个时，则U值减1，直到2U不大于所述计数值V中的任意一个时为止，得到第一条件2U≤minV，其中minV为计数值V中的最小值；

同时，将6U与每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若6U小于所述计数值V中的任意一个时，则U值加1，直到6U不小于所述计数值V中的任意一个时为止，得到第二条件6U≥maxV，其中maxV为计数值V中的最大值；

根据所述第一条件和第二条件，确定出所述变量U的当前值；

根据双向标记编码方式中minV＝2W，maxV＝6W；得出U＝W，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W。

6、一种音频数据恢复装置，应用于采用双向标记编码方式传输的音频数据恢复，其特征在于，包括：边沿检测模块、计数模块、比较计算模块和数据恢复模块；

所述边沿检测模块，用于对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，并在检测到所述音频数据脉冲的跳变沿时，通知所述计数模块；

所述计数模块，用于按照接收端的系统时钟频率进行计数，获得每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V；

所述比较计算模块，用于根据所述计数模块得到的所述计数值V，以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；

所述数据恢复模块，用于在每个发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应的时刻进行采样，并根据所述采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计数模块，包括：第一计数单元、第二计数单元和第三计数单元；

所述第一计数单元，用于当检测到所述音频数据脉冲的跳变沿时，进行清零，并按照所述接收端的系统时钟频率开始计数，直到检测到所述音频数据脉冲的下一个跳变沿时为止，得到两个相邻跳变沿期间的计数值；

所述第二计数单元，用于存储所述第一计数单元传送的上一次计数得到的两个相邻跳变沿期间的计数值；

所述第三计数单元，用于计算所述第二计数单元存储的上一次计数得到的两个相邻跳变沿期间的计数值与所述第一计数单元本次计数得到的两个相邻跳变沿期间的计数值之和，得到每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V。

8、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述比较计算模块，包括：第一比较计算单元、第二比较计算单元和比较结果输出单元；

所述第一比较计算单元，用于设定一个变量U，并为U赋一个初始值，将2U与所述计数模块获得的每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若所述2U大于所述计数值V中的任意一个时，则U值减1，直到2U不大于所述计数值V中的任意一个时为止，得到第一条件2U≤minV，其中minV为计数值V中的最小值；

所述第二比较计算单元，用于将6U与每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V进行比较，若6U小于所述计数值V中的任意一个时，则U值加1，直到6U不小于所述计数值之和V中的任意一个时为止，得到第二条件6U≥maxV，其中maxV为计数值V中的最大值；

所述比较结果输出单元，用于根据所述第一比较计算单元得到的第一条件和所述第二比较计算单元得到的第二条件，确定出所述变量U的当前值；以及根据双向标记编码方式中minV＝2W，maxV＝6W；得出U＝W，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W，并传送W给所述数据恢复模块。

9、如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：低通滤波模块；

所述低通滤波模块，用于对接收到的音频数据脉冲进行低通滤波，并将低通滤波处理后的音频数据脉冲传送给所述边沿检测模块。

10、一种多媒体数据接收系统，包括音频数据接收装置和音频数据播放装置，其特征在于，还包括音频数据恢复装置；

所述音频数据接收装置，用于接收采用双向标记编码方式传输的音频数据脉冲信号，传送给所述音频数据恢复装置；

所述音频数据恢复装置，用于对接收到的音频数据脉冲进行跳变沿检测，在检测到所述音频数据脉冲的跳变沿时，按照接收端的系统时钟频率进行计数，获得每两个同向相邻跳变沿期间的计数值V；

根据所述计数值V，以及音频数据脉冲宽度与发送端时钟脉冲宽度之间的关系，确定出与发送端时钟脉冲宽度相对应的计数值W；以及

在每个发送端时钟脉冲宽度的W/2处对应的时刻进行采样，并根据采样数据及双向标记解码方法恢复出音频数据，传送给所述音频数据播放装置；

所述音频数据播放装置，用于将接收的音频数据还原成模拟音频信号播放。

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