CN101552010A - 音频处理方法和音频处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了音频处理方法和音频处理装置。本发明实施例中，当接收到音频数据时，根据所述音频数据的类型为音频数据选择音频处理通道；音频处理通道包含预置个数的音频处理单元；音频处理通道的预置个数的音频处理单元对所述音频数据进行重采样处理和增益调节处理实现音频的处理，由于提供多个音频处理通道，实现了对多个音频数据的并行处理，提高了音频处理的效率，同时多个音频处理通道相互独立，使得系统的抗故障能力更强，进一步由于多处理通道对于不同类型的音频数据的特性进行区别处理，使得处理后的音频效果好。

Description

音频处理方法和音频处理装置

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域，具体涉及音频处理方法和音频处理装置。

背景技术

在媒体音乐播放设备中，很重要的工作就是对音源信号进行处理，从而获得更好的听觉效果。常用的处理技术有重采样、增益调整、混音、音效处理等。

现有技术中，目前音频处理普遍利用数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)完成。在进行音频处理时，DSP从系统存储器获取音源数据，通过预先安装的音频处理软件，进行相应的处理后，再写回系统存储器。

现有技术在进行音频处理时，对于各种音频数据，均由一个DSP处理器按照预置的方式进行处理，在进行多路音频处理时，DSP无法实现并行处理，处理效率低，并且对于各种音频数据，均由一个DSP处理器按照预置的方式进行处理，而实际上，不同类型的音频数据具有各自的特点，对所有的音频均采用相同的处理方式，使得处理后的音频数据效果不理想。

发明内容

本发明实施例提供一种音频处理方法和音频处理装置，以提高音频处理效率和音频处理效果。

本发明实施例提供一种音频处理方法，包括：

接收音频数据；

根据所述音频数据的类型，为所述音频数据选择音频处理通道；音频处理通道包含预置个数的音频处理单元；

选择的音频处理通道的预置个数的音频处理单元对所述音频数据进行重采样处理和增益调节处理。

本发明实施例提供一种音频处理装置，包括：接收单元、仲裁单元和至少两个音频处理通道；

所述接收单元，用于接收音频数据；

所述仲裁单元，用于根据所述音频数据的类型，为所述接收单元接收的音频数据选择音频处理通道；

所述音频处理通道包括预置个数的音频处理单元，所述音频处理单元对所述接收单元接收的音频数据进行重采样处理和增益调节处理。

本发明实施例当接收到音频数据时，根据所述音频数据的类型选择音频处理通道；音频处理通道包含预置个数的音频处理单元；音频处理通道的预置个数的音频处理单元对所述音频数据进行重采样处理和增益调节处理，由于提供多个音频处理通道，实现了对多个音频数据的并行处理，提高了音频处理的效率，同时多个音频处理通道相互独立，使得系统的抗故障能力更强，进一步由于多处理通道对于不同类型的音频数据的特性进行区别处理，使得处理后的音频效果好。

附图说明

图1是本发明实施例一音频处理方法的流程图；

图2是本发明实施例二音频处理方法的流程图；

图3是本发明实施例三音频处理装置的结构示意图；

图4为本发明实施例三中音频处理通道的示意图；

图5是本发明实施例中音效处理单元的结构示意图；

图6是本发明实施例中各个音频处理通道的重采样单元复用乘法器和加法器的示意图；

图7是本发明实施例中重采样单元的重采样状态转移图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供音频处理方法和音频处理装置。以下分别进行详细说明。

实施例一、一种音频处理方法，流程图如图1所示，包括：

A1，接收音频数据；

本发明实施例中，接收音频数据可以是通过片上系统(System On Chip，SOC)系统总线，如先进高性能总线(Advanced High-performance Bus，AHB)接收。

A2，选择音频处理通道；音频处理通道包含预置个数的音频处理单元。

本发明实施例中，预先设置若干个音频处理通道用于处理接收到的音频数据，多个音频处理通道可以相同，即实现相同的功能；也可以不同，即实现不同的功能。选择音频处理通道的方式可以有多种，如通过随机方式选择、根据负载情况进行选择，某些实施方式中可以是根据所述音频数据的类型进行选择，针对不同类型的音频数据，采用区分处理的方式，使得根据音频数据的类型，选择更加适应的处理方式，达到较好的音效。

每个音频处理通道包含有预置个数的音频处理单元，音频处理单元是可以完成一定音频处理功能的设备，例如：滤波单元，重采样单元，增益调节单元等。

A3，所述选择的音频处理通道的预置个数的音频处理单元对所述音频数据进行重采样处理和增益调节处理。

本发明实施例中，所述重采样处理可以为：通过滤波器对所述音频数据的码率进行调整。所述增益调节处理可以为：通过乘法器调整所述音频数据的输出功率比。

本发明实施例中，所述预置个数的音频处理单元可以是一个也可以是多个，可以为多个音频处理通道预先配置相同的音频处理单元，也可以预先配置音频类型对应的每个音频处理通道的音频处理单元。

本发明实施例一为接收的音频数据选择音频处理通道；音频处理通道包含预置个数的音频处理单元；音频处理通道的预置个数的音频处理单元对所述音频数据进行处理以实现音频的处理，由于提供多个音频处理通道，实现了对多个音频数据的并行处理，提高了音频处理的效率，并且多个音频处理通道相互独立，使得系统的抗故障能力更强，由于对于不同类型的音频数据进行区别处理，使得处理后的音频效果好。

实施例二、一种音频处理方法，流程图如图2所示，包括：

B1，接收音频数据；

B2，根据所述音频数据的类型选择音频处理通道；音频处理通道包含预置个数的音频处理单元；

本发明实施例中，针对不同类型的音频数据，采用区分处理的方式，具体的是通过预先设置若干个音频处理通道，每个音频处理通道包含有预置个数的音频处理单元，所述音频处理单元是可以完成一定音频处理功能的设备，例如：滤波单元，重采样单元，增益调节单元等。

下面举例进行说明：

对于接收的音频数据，首先判断音频数据的类型，音频数据的类型可以有多种划分方式，例如：麦克风输入的音频信号、通信对端的语音信号、本地的音频文件等。

根据音频数据的类型选择音频处理通道，例如：对于麦克风输入的音频信号，则需要选择具有增强滤波单元的音频处理通道；对于对端的语音信号，为了使得本端用户听的更清楚，可以选择大增益的增益调节单元放大信号；对于本端的音频数据，为了达到较好的音响效果，可以选择特殊的音效处理单元处理。

B3，所述选择的音频处理通道的预置个数的音频处理单元对所述音频数据进行重采样处理和增益调节处理处理；

本发明实施例中，所述重采样处理可以为：通过滤波器对所述音频数据的码率进行调整。所述增益调节处理可以为：通过乘法器调整所述音频数据的输出功率比。

本实施例中，各个音频处理单元在进行音频数据的处理时，可以复用加法器和/或乘法器，以简化系统的硬件；具体的复用方式可以采用时分复用方式实现，同一个音频处理通道内的音频处理单元可以复用加法器和/或乘法器，不同音频处理通道的音频处理单元也可以复用加法器和/或乘法器。

B4，将每个音频处理通道处理后的音频数据送入混音单元进行混音；

混音是将所述多个音频处理通道处理后的音频数据混合成一个音频数据。

B5，将所述混音单元混音后输出的音频数据送入音效处理单元处理；

本发明实施例中，音效处理可以是进行声调的调整，增加混响等处理，以实现特殊的音效。

B6，音效处理单元处理后通过音频输出接口输出。

本发明实施例中，音频输出接口可以接扬声器、耳机等声音输出设备，也可以接存储器进行音频数据的保存。

本发明实施例中，各个音频处理通道中的音频处理单元复用加法器和/或乘法器，以简化系统的结构，起到了节约成本和空间的作用。由于对于不同类型的音频数据进行区别处理，使得处理后的音频效果好，同时因为采用多个音频处理通道分别实现音频处理，使得对于不同类型的音频数据可以并行处理，效率更高。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

实施例三、一种音频处理装置，结构示意图如图3所示，包括：接收单元310、仲裁单元320、和音频处理通道1～音频处理通道N(N属于整数，N＞1)

接收单元310，用于接收音频数据；

仲裁单元320，用于根据所述音频数据的类型为所述接收单元310接收的音频数据选择音频处理通道X，X属于[1，N]；

本发明实施例中，仲裁单元320选择音频处理通道，可以根据所述接收单元310接收的音频数据的类型进行选择，以实现对不同类型音频数据的差异化处理；所述仲裁单元还可以根据固定优先级为音频数据分配音频处理通道。

所述音频处理通道包括预置个数的音频处理单元，所述音频处理单元对接收单元接收的音频数据进行重采样处理和增益调节处理。

本发明实施例中，所述预置个数的音频处理单元可以是一个也可以是多个，可以为多个音频处理通道预先配置相同的音频处理单元，也可以预先配置音频类型对应的每个音频处理通道的音频处理单元。

本发明实施例提供的装置为接收的音频数据选择音频处理通道；音频处理通道包含预置个数的音频处理单元；音频处理通道的预置个数的音频处理单元对所述音频数据进行处理以实现音频的处理，由于提供多个音频处理通道，实现了对多个音频数据的并行处理，提高了音频处理的效率，并且多个音频处理通道相互独立，使得系统的抗故障能力更强，由于对于不同类型的音频数据进行区别处理，使得处理后的音频效果好。

本实施例中，对于音频处理通道的一个举例如图4所示，包括：重采样单元410和增益调节单元420；

重采样单元410，用于重采样处理，包括通过滤波器对所述音频数据的码率进行调整。即用于改变音源数据的采样频率。重采样分为上采样和下采样两种方式。上采样就是将低采样频率的音源数据处理为高采样数据。如：8K的输入信号可以上采样为16K的数据输出。上采样一般用于播放通道，提高听觉感受。下采样就是将高采样频率的音源数据处理为低采样数据。如：16K的输入信号可以下采样为8K的数据输出。下采样用一般用于录音通道，节约系统存储空间。重采样一般通过滤波器实现，重采样实现算法可以有多种常规实现，本发明不再赘述。

增益调节单元420，用于增益调节处理，包括通过乘法器调整所述音频数据的输出功率比。即用于对各路输入音频数据的左声道和右声道分别进行音量控制，增益控制通过一个乘法器实现，将输入音频数据乘增益系数实现音量控制。其中增益系数可以根据用户需要灵活配置。

重采样单元对音频数据重采样后，送入增益调节单元进行增益调节，可以理解，在重采样单元接收数据时，可以设置一个缓冲区(fifo)先对数据进行缓冲，在重采样单元和增益调节单元直接也可以设置一个fifo对传输的数据进行缓冲，增加缓冲区可以平衡各个处理单元的处理速度，保证数据的平稳处理。

本发明实施例提供的音频处理装置还可以包括：混音单元330，用于将所述至少两个音频处理通道处理后的音频数据进行混音。

混音单元对输入的n种音频数据进行混合得到一个音频数据，混音的方式有多种，例如：可以采用幅值直接相加法，并将相加结果限制在最大值和最小值之间，如果超出取值范围，则将其钳位。混音以后的数据依然是与音源数据位宽一样的音频数据。

本发明实施例提供的音频处理装置还可以包括：音频输出接口340，用于将所述混音单元混音后的音频数据通过音频输出装置输出。

音频输入接口350，用于与音频输入设备连接，将音频输入设备输入的音频信号发送给所述接收单元310。

所述接收单元接收的音频信号可以来自音频输入接口，也可以来自本地存储的音频文件。

本发明实施例提供的音频处理装置还可以包括：音效处理单元360，用于对音频数据进行音效处理。如升降调、增加混响、消除噪声等。本发明实施例采用多个峰值式调节滤波器(peaking filter)和帚式滤波器(Shelf filter)达到理想的音效。本发明实施例中，对音频数据混音后，还可以由音效处理单元进行音效处理，并在音效处理后在音频输出接口340单元输出。

例如：采用10个peaking滤波器对音频数据进行10波段滤波，中心波段为60Hz、170Hz、310Hz、600Hz、1kHz、3kHz、6kHz、12kHz、14kHz、16kHz。10个峰值式调节滤波器(peaking filter)可以提高这10个波段的信号增益，通过不同的组合从而实现不同的音效。帚式滤波器(Shelf filter)可以用来提高整个低频或整个高频频域信号的增益，对重低音和重高音音效的实现效果明显。

一个音效处理单元结构举例如图5所示，左声道与右声道处理结构完全一样。音频数据经过混音处理后成为一路音频数据。该路音频数据经过10个peaking filter并行处理，调整音频数据10个波段的增益，经过滤波处理后的10路音频数据经过加法器，然后通过shelf滤波器增强低频频域的增益。调节滤波器增益参数，可以实现不同的音效。本例中采用10个peaking filter(peakingfilter1～Peaking filter9)和一个shelf滤波器。当然，可以根据需要适当的增减滤波器。

本发明实施例中，所述预置个数的音频处理单元在进行音频处理时，可以通过时分复用方式复用相同的加法器和/或乘法器。可以理解，也可以仅复用乘法器或者复用加法器，对于音频处理，乘法器和加法器的组合可以实现数据的卷积运算。

本发明实施例中，同一个音频处理通道内的各个音频处理单元或者不同音频处理通道的音频处理单元之间均可以复用加法器和/或乘法器，以达到减少芯片面积的目的，下面以各个音频处理通道的重采样单元复用乘法器和加法器为例进行说明，为了尽量减少芯片面积，本发明对音频数据分左右声道并行处理，左声道与右声道处理结构完全一样，现以右声道为例说明，如图6所示。

多路通道数据分时复用乘法器和加法器。图中的选择(select)模块完成通道数据选择的功能，选择信号sel是由系统工作时钟计数器驱动，不同时间段选择不同通道音频数据(rdata1～rdadan)进行乘加处理，完成重采样。

图7是重采样状态图(以三个音频处理通道为例)。图中各个通道分时复用一个乘法器完成重采样。状态转移图中转移条件是计数器的值，通过计数结果控制每个通道的工作，不同时刻不同通道工作，从而实现了乘法器的复用。

下面对实施例提供的音频处理装置的工作流程进行描述，具体包括：

接收单元310通过音频输入接口350接收音频数据后，仲裁单元320为所述接收单元310接收的音频数据选择音频处理通道，所述音频处理通道内的重采样单元410对所述音频数据进行重采样，重采样的音频数据送入增益调节单元420，增益调节单元420对所述音频数据进行增益调节后，将音频数据发送给混音单元330，混音单元330将所述音频数据和其他音频处理通道处理后的音频数据混音，混音后由音效处理单元360进行音效处理，再通过音频输出接口340将音效处理后的音频数据输出。

本发明提供的音频处理装置，采用全硬件方式实现音频处理，由于系统不用嵌如DSP，减少了系统的复杂程度，减小了芯片面积，降低系统软件控制难度，并且针对不同的音频数据类型，进行区分处理，使得音频处理效果更好，同时多路音频处理通道并行处理，音频处理效率大大提高，进一步，本发明音频处理装置采用了复用乘法器和/或加法器，有效减少了芯片面积。

以上对本发明实施例所提供的音频处理方法和音频处理装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1、一种音频处理方法，其特征在于，包括：

接收音频数据；

根据所述音频数据的类型，为所述音频数据选择音频处理通道；音频处理通道包含预置个数的音频处理单元；

选择的音频处理通道的预置个数的音频处理单元对所述音频数据进行重采样处理和增益调节处理。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重采样处理为：通过滤波器对所述音频数据的码率进行调整。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增益调节处理为：通过乘法器调整所述音频数据的输出功率比。

4、如权利要求1所述的音频处理方法，其特征在于，所述方法还包括：将每个音频处理通道处理后的音频数据，送入混音单元进行混音。

5、如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述混音单元混音后输出的音频数据送入音效处理单元处理，音效处理单元处理后通过音频输出接口输出。

6、如权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述音频处理单元在进行音频处理时，通过时分复用方式复用乘法器和/或加法器。

7、一种音频处理装置，其特征在于，包括：接收单元、仲裁单元和至少两个音频处理通道；

所述接收单元，用于接收音频数据；

所述仲裁单元，用于根据所述音频数据的类型，为所述接收单元接收的音频数据选择音频处理通道；

所述音频处理通道包括预置个数的音频处理单元，所述音频处理单元对所述接收单元接收的音频数据进行重采样处理和增益调节处理。

8、如权利要求7所述的音频处理装置，其特征在于，所述音频处理单元包括：

重采样单元，用于重采样处理，包括通过滤波器对所述音频数据的码率进行调整。

增益调节单元，用于增益调节处理，包括通过乘法器调整所述音频数据的输出功率比。

9、如权利要求7所述的音频处理装置，其特征在于，还包括：

混音单元，用于将所述至少两个音频处理通道处理后的音频数据进行混音；

音效处理单元，用于对所述混音单元混音后输出的音频数据进行音效处理。

10、如权利要求7至9任意一项所述的音频处理装置，其特征在于，所述音频处理单元在进行音频处理时，通过时分复用方式复用乘法器和/或加法器。

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