CN101609676A - 一种处理音频信号的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种音频CODEC中的音频发送处理方法和系统，包括接收一个或多个模拟音频信号和/或数字音频信号；以及通过所述音频CODEC的多个处理路径同时处理所述收到的一个或多个模拟音频信号和/或数字音频信号。数字音频信号可由数字麦克风生成，包括微机电(MEMS)麦克风，并可用于进行音频波束赋形。收到的模拟和数字信号还可采用一个或多个采样率进行处理，并可通过抽取滤波器进行滤波。收到的模拟信号可转换为数字信号。处理过程可包括对收到的数字信号和所述转换后的模拟信号的采样率进行转换。处理过程还可包括通过无限脉冲响应(IIR)滤波器对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号进行滤波。

Description

一种处理音频信号的方法及系统

技术领域

本发明涉及处理音频信号，更具体地说，涉及一种音频CODEC中的音频发送处理方法和系统。

背景技术

在音频应用中，提供音频接口和处理功能的系统需要支持双工操作，包括具备通过传感器、麦克风或者其它类型的输入设备收集音频信息的能力以及与此同时使用处理后的音频信号驱动扬声器、耳机或者其它类型的输出设备的能力。为了实施这些操作，这些系统可使用音频编码和解码(codec)设备，其在上行方向向提供音频处理的电路和/或软件提供适当的增益、滤波和/或模数转换，并在下行方向上向输出设备提供适当的增益、滤波和/或数模转换。

随着音频应用的扩展，例如新的语音和/或音频压缩技术和格式，以及随着这些音频应用嵌入无线系统例如移动电话，需要新的编解码设备，其能够提供适当的处理性能，以便处理更宽范围内的音频信号和音频信号源。在这点上，添加的功能和/或性能还可用于向用户提供新的通信和多媒体技术所能提供的灵活性。此外，考虑到工作条件、通信技术的复杂性以及移动电话所能支持的更宽范围的音频信号源，这些添加的功能和/或性能需要采用高效和灵活的方式来实现。

提供给移动电话的音频输入可能来自于多种信号源，这些信号源的采样率和音频质量各不相同。彩铃、语音和高质量音频例如音乐是移动电话系统之中通常处理的信号源。音频源的不同质量给处理电路提出了不同的要求，因此需要音频处理系统具备较高灵活性。

比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。

发明内容

本发明提供了一种音频编解码器(CODEC)中的音频发送处理方法和系统，在至少一幅附图中做了描述，并结合权利要求做了完整的定义。

依据本发明，提供了一种处理音频信号的方法，包括：

在包括音频CODEC的无线设备中，

接收一个或多个模拟音频信号和/或一个或多个数字音频信号；以及

通过所述音频CODEC的多个处理路径同时处理所述收到的一个或多个模拟音频信号和所述收到的一个或多个数字音频信号。

优选地，一个或多个所述数字音频信号是通过数字麦克风生成的。

优选地，所述数字麦克风为微机电(microelectromechanical，简称MEMS)麦克风。

优选地，所述方法还包括使用所述数字麦克风进行音频波束赋形。

优选地，所述方法还包括以一个或多个采样率处理所述收到的模拟和数字信号。

优选地，所述方法还包括将所述收到的模拟信号转换为数字信号。

优选地，所述方法还包括通过抽取滤波器对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号进行滤波。

优选地，所述方法还包括对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号的采样率进行转换。

优选地，所述方法还包括通过无限脉冲响应(IIR)滤波器对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号进行滤波。

优选地，所述IIR滤波器包括双二阶滤波器(biquad filter)。

依据本发明，提供了一种处理音频信号的系统，包括：

无线设备中的一个或多个电路，所述一个或多个电路包括音频CODEC，其中所述一个或多个电路用于接收一个或多个模拟和/或数字音频信号；以及

所述一个或多个电路用于通过所述音频CODEC中的多个处理路径处理所述收到的模拟和数字音频信号。

优选地，一个或多个所述数字音频信号是通过数字麦克风生成的。

优选地，所述数字麦克风为微机电(MEMS)麦克风。

优选地，所述一个或多个电路用于以一个或多个采样率处理所述收到的模拟和数字信号。

优选地，所述一个或多个电路用于将所述收到的模拟信号转换为数字信号。

优选地，所述一个或多个电路用于通过抽取滤波器对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号进行滤波。

优选地，所述一个或多个电路用于对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号的采样率进行转换。

优选地，所述一个或多个电路用于通过无限脉冲响应(IIR)滤波器对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号进行滤波。

优选地，所述IIR滤波器包括双二阶滤波器。

优选地，所述无线设备包括蓝牙设备。

依据本发明，提供了一种机器可读存储器，其中存储有计算机程序，该计算机程序中包含至少一个代码段，用于处理数字音频信号，所述至少一个代码段可由机器执行，用于控制机器执行如下步骤：

在包括音频CODEC的无线设备中，接收一个或多个模拟音频信号和/或一个或多个数字音频信号；以及

通过所述音频CODEC的多个处理路径同时处理所述收到的一个或多个模拟音频信号和所述收到的一个或多个数字音频信号。

优选地，一个或多个所述数字音频信号是通过数字麦克风生成的。

优选地，所述数字麦克风为微机电(MEMS)麦克风。

优选地，所述至少一个代码段包括用于使用所述数字麦克风进行音频波束赋形的代码。

优选地，所述至少一个代码段包括以一个或多个采样率处理所述收到的模拟和数字信号的代码。

优选地，所述至少一个代码段包括将所述收到的模拟信号转换为数字信号的代码。

优选地，所述至少一个代码段包括通过抽取滤波器对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号进行滤波的代码。

优选地，所述至少一个代码段包括对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号的采样率进行转换的代码。

优选地，所述至少一个代码段包括通过无限脉冲响应(IIR)滤波器对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号进行滤波的代码。

优选地，所述IIR滤波器包括双二阶滤波器。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是依据本发明一较佳实施例的示范性无线系统的示意图；

图2是依据本发明一较佳实施例的示范性音频CODEC互联的示意图；

图3是依据本发明一较佳实施例的示范性音频发送处理系统的示意图；

图4是依据本发明一较佳实施例的示范性数字音频处理硬件的示意图；

图5是依据本发明一较佳实施例的音频CODEC发射处理过程中的示范性步骤的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种音频CODEC中的音频发送处理方法和系统。本发明的示范性特征包括接收一个或多个模拟音频信号和/或一个或多个数字音频信号；以及通过所述音频CODEC的多个处理路径同时处理所述收到的一个或多个模拟音频信号和所述收到的一个或多个数字音频信号。数字音频信号可由数字麦克风生成，包括微机电(MEMS)麦克风，并可用于进行音频波束赋形。收到的模拟和数字信号还可采用一个或多个采样率进行处理，并可通过抽取滤波器进行滤波。收到的模拟信号可转换为数字信号。处理过程可包括对收到的数字信号和所述转换后的模拟信号的采样率进行转换。处理过程还可包括通过无限脉冲响应(IIR)滤波器对所述收到的数字信号和所述转换后的模拟信号进行滤波。IIR滤波器可包括双二阶滤波器。无线设备可包括蓝牙设备。

图1是依据本发明一较佳实施例的示范性无线系统的示意图。如图1所示，无线系统150可包括天线151、收发器152、基带处理器154、处理器156、系统存储器158、逻辑模块160、蓝牙无线/处理器162、CODEC 164、外部耳机端口166、模拟麦克风168、立体声扬声器170、蓝牙耳机172、助听兼容(HAC)线圈174、双模数字麦克风(dual digital microphone)176和振动传感器178。天线151可用来收发RF信号。

收发器152可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于对基带信号进行调制和上变频转换为RF信号，以便通过一个或多个天线(以天线151来表示)进行发送。收发器152还可用于将收到的RF信号降频和解调为基带信号。RF信号可通过一个或多个天线(以天线151来表示)来接收。不同的无线系统可使用不同的天线来收发信号。收发器152可用于执行其它功能，例如对基带和/或RF信号进行滤波，和/或对基带和/或RF信号进行放大。尽管信号收发器152如图所示，但本发明并非仅限于此。因此，收发器152可实现为单独的发射器和单独的接收器。此外，还可使用多个收发器、发射器和/或接收器。在这点上，多个收发器、发射器和/或接收器的无线系统150可以处理多种无线协议和/或标准，包括蜂窝、WLAN和PAN。

基带处理器154可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理基带信号以便通过收发器152进行发送，和/或对通过收发器152收到的基带信号进行处理。处理器156可以是任何适当的处理器或控制器，例如CPU、DSP、ARM或者任何类型的集成电路处理器。处理器156可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于控制收发器152和/或基带处理器154的操作。例如，处理器156可用于更新和/或修改收发器152和/或基带处理器154之中的多个部件、器件和/或处理元件之中的可编程参数和/或值。至少一部分可编程参数可存储在系统存储器158中。

控制和/或数据信息(包括可编程参数)可从无线系统150的其它部分(图1中未示出)发往处理器156。类似地，处理器156可用于向无线系统150的其它部分(图1中未示出)发送控制和/或数据信息(包括可编程参数)，这些部分可以是无线系统150的一部分。

处理器156可使用收到的控制和/或数据信息(包括可编程参数)来确定收发器152的操作模式。例如，处理器156可用于为本地振荡器选择特定的频率、为可变增益放大器选择特定的增益、配置本地振荡器和/或可变增益放大器以便执行依据本发明多个实施例的操作。此外，所选的特定频率和/或用来计算该特定频率的参数，和/或特定增益值和/或用来计算该增益值的参数可通过处理器156存储到系统存储器158之中。存储在系统存储器158之中的信息可从系统存储器158通过处理器156发往收发器152。

系统存储器158可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于存储多个控制和/或数据信息，包括计算频率和/或增益所需的参数，和/或频率值和/或增益值。系统存储器158可存储处理器156可操作的至少一部分可编程参数。

逻辑模块160可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于控制无线系统150的各种功能。例如，逻辑模块160可包括一个或多个状态机，其可生成信号以控制收发器152和/或基带处理器154。逻辑模块160还可包括寄存器，用于暂存用来控制收发器152和/或基带处理器154的数据。逻辑模块160还可生成和/或存储状态信息，其可由处理器156读取。放大器增益和/或滤波器特性可由逻辑模块160进行控制。

BT无线/处理器162可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于收发蓝牙信号。BT无线/处理器162可用于处理和/或处置BT蓝牙信号。在这点上，BT无线/处理器162可处理或处置收到的BT信号和/或通过无线通信介质发送的BT信号。BT无线/处理器162还可基于来自处理后的BT信号中的信息，与基带处理器154和/处理器156提供控制和/或反馈信息。BT无线/处理器162可将来自处理后的BT信号的信息和/或数据发往处理器156和/或系统存储器158。此外，BT无线/处理器162还可从处理器156和/或系统存储器158接收信息，这些信息将被处理并通过无线通信介质发送。

CODEC 164可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理与输入/输出设备之间收发的音频信号。输入/输出设备可内置在无线设备150之中或者与其通信连接，并可包括模拟麦克风168、立体声扬声器170、蓝牙耳机172、助听兼容(HAC)线圈174、双模数字麦克风176和振动传感器178，例如。CODEC164可用于将信号频率升频和/或降频到所需的频率，以便通过输出设备处理和/或发送。CODEC 164可使用多个数字音频输入，例如16或18比特输入。CODEC 164还可使用多个数据采样率输入。例如，CODEC 164可接受采样率为8kHz、11.025kHz、12kHz、16kHz、22.05kHz、24kHz、32kHz、44.1kHz和/或48kHz的数字音频信号。CODEC 164还可支持多种音频源的混合。例如CODEC 164还可支持普通音频、彩铃、I2S FM音频、振动驱动信号和语音。在这点上，普通音频和彩铃源可支持CODEC 164能够接受的多个采样率，而语音源可支持一部分采样率，例如8kHz和16kHz。

音频CODEC 164可对至少一部分音频源使用可编程无限脉冲响应(IIR)滤波器和/或可编程有限脉冲响应(FIR)滤波器来为不同的输出设备补偿带通振幅和相位波动。在这点上，滤波器系数可基于当前操作进行动态的配置或编程。此外，滤波器系数可以进行一次切换或者进行连续的切换，例如。CODEC164还可使用调制器例如德尔塔-西格玛(Δ-∑)调制器，例如，来对数字输出信号进行编码以便进行模拟处理。

外部耳机端口166可包括一物理连接，以便将外部耳机通信连接到无线系统150。模拟麦克风168可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于探测声波，并通过例如压电效应将其转换为电信号。模拟麦克风168生成的电子信号可包括模拟信号，其需要在处理之前进行模数转换。

立体声扬声器170可包括适当的逻辑、电路和/或代码，包括一对扬声器，用于从来自CODEC 164的电子信号中生成音频信号。蓝牙耳机172可包括适当的逻辑、电路和/或代码，包括无线耳机，其通过蓝牙无线/处理器162通信连接到无线系统150。通过这种方式，无线系统150可工作在免提模式下。

HAC线圈174可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于在无线设备150和助听器中的T线圈之间进行通信。通过这种方式，电子音频信号可发送到使用助听器的用户，而无需通过扬声器例如立体声扬声器170首先产生声音信号，再将生成的声音信号转换回助听器中的电子信号，最后转换为用户耳朵之中的放大的声音信号。

双模数字麦克风176可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于探测声波并将其转换为电子信号。双模数字麦克风176生成的电子信号可包括数字信号，因此不需要模数转换便可在CODEC 164中进行数字处理。例如，双模数字麦克风176可实现波束赋形功能。

振动传感器178可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于将来电、告警和/或消息提示给无线设备150而不使用声音。振动传感器可生成振动，该振动可以与音频信号例如讲话或音乐同步。

在操作过程中，包括可编程参数的控制和/或数据信息可从无线系统150中的其它部分(图1中未示出)发往处理器156。类似的，处理器156可用于发送控制和/或数据信息(包括可编程参数)给无线系统150中的其它部分(图1中未示出)，这些部分也构成无线系统150的一部分。

处理器156可使用收到的控制和/或数据信息(包括可编程参数)来确定收发器152的工作模式。例如，处理器156可用来为本地振荡器选择特定频率、为可变增益放大器选择特定增益，配置本地振荡器和/或配置可变增益放大器，以使其可依据本发明的各个实施例进行操作。此外，所选的特定频率和/或所需的用于计算该特定频率的参数，和/或特定增益值和/或用来计算该特定增益的参数可通过处理器156存储在系统存储器158之中，例如。存储在系统158之中的信息可从系统存储器158通过处理器156发往收发器152。

无线系统150之中的CODEC 164可与处理器156通信，以发送音频数据和控制信号。CODEC 164的控制寄存器可设置在处理器156之中。处理器156可通过系统存储器158交换音频信号和控制信息。CODEC 164可对多个音频源的频率进行升频和/或降频转换，以便以所需采样率进行处理。

图2是依据本发明一较佳实施例的示范性音频CODEC互联的示意图。图图2所示，其中展示了CODEC 201、数字信号处理器(DSP)203、存储器205、处理器207和音频I/O设备模块209。其中还展示了数字音频处理器模块211的输入和输出信号，包括I²S FM音频信号217、控制信号219、语音/音频信号221、多频SSI信号223、混合音频信号225、振动驱动信号227和语音/音乐/铃声数据信号229。存储器205类似于系统存储器158。在本发明的另一实施例中，存储器205还可包括独立于系统存储器158的存储器。

CODEC 201可类似于图1中描述的CODEC 164，并可包括数字音频处理模块211、模拟音频处理模块213和时钟215。数字音频处理模块211可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理收到的数字音频信号，以便进行存储和/或发往输出设备。数字音频处理模块211可包括数字滤波器，例如抽取和无限脉冲响应(IIR)滤波器，例如。模拟音频处理模块213可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理收到的模拟信号，以便发往音频I/O设备模块209和/或数字音频处理模块211。模拟音频处理模块213可用于将模拟信号转换为数字信号，并在处理之前对收到的信号进行滤波。此外，模拟音频处理模块213还可提供对收到的音频信号的放大。

时钟215可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于生成通用时钟信号，该信号可被DSP 203、处理器207、数字音频处理模块211和模拟音频处理模块213所使用。通过这种方式，可实现多个音频信号在处理、发射和/或播放过程之中的同步。

DSP 203可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理从数字音频处理模块211中收到的信号和/或从存储器205中获取的信号。DSP 203还可将处理后的数据存储到存储器205之中，或者将处理后的数据发往数字音频处理模块211。在本发明的一个实施例中，DSP 203可以与CODEC 211集成在一起。

处理器207可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于在最低功率需求下执行常规处理器功能。在本发明的一个实施例中，处理器207可包括先进RISC机器处理器。然而，本发明并非仅限于此，还可使用其它类型的处理器。处理器207可通信连接到存储器205，并可用于在存储器205中存储数据，和/或从存储器205中获取数据。处理器207可用于在DSP 203和/或存储器205之间传送数据和/或控制信息，以使DSP 203能够处理更多的信号处理任务。例如，处理器207可与DSP通信，以便实现对音频信号的信号处理。

在操作过程中，CODEC 201可与DSP 203通信，以传送音频数据和控制信号，FM无线广播收听和录制除外，其中数字FM样本可从蓝牙FM接收器出来的I2S中直接读取，例如结合图1描述的蓝牙无线/处理器。CODEC 201的控制寄存器可设置在例如DSP 203之内。对于语音数据，音频样本在DSP 203和CODEC 21之间将不做缓冲。对于音乐和铃声，来自DSP 203的音频数据将写入例如CODEC 201的FIFO之中，随后CODEC 201将读取该数据样本。类似的方法也可应用于高质量音频221，该音频以48KHz的采样率采样。DSP203和CODEC 201之间音频数据的传送可通过中断来实现。这些中断可包括对应语音/音乐/铃声数据229的中断，对应44.1KHz/48KHz的蓝牙/USB混合音频信号225的中断、对应48KHz的高质量音频221的中断和对应振动驱动信号227的中断。中断可在不同输入和输出之间共享。

音频接收路径之中的语音/音乐/铃声数据229的音频样本数据和音频发送路径之中的高质量音频221可包括18比特宽的样本。若存在16比特音频数据，则相同的18比特格式也将被使用，其中2个最低有效位(LSB)为0，例如。

在本发明的一个实施例中，DSP 203和处理器207可通过共享存储器例如存储器205来交换音频数据和控制信息。处理器207可将脉冲编码调制(PCM)音频直接写入存储器205，也可将编码音频数据发往DSP 203以便进行计算密集型处理。在这种情况下，DSP 203可对数据进行解码，然后将PCM音频写回存储器205，以便处理器207能够读取，或者将这些PCM音频发往CODEC201。处理器207可通过DSP 203与CODEC 201通信。

图3是依据本发明一较佳实施例的示范性音频发送处理系统的示意图。如图3所示，其中示出了模拟麦克风301、耳机辅助麦克风303、双模数字麦克风305、模拟输入选择切换器307、偏置电路309、可编程增益放大器(PGA)311、模数转换器(ADC)313、辅助麦克风偏置和附加探测模块315、数字输入转发切换器317、环回滤波模块319和数字滤波器321和323。其中还展示了模拟输入选择信号和数字输入转发选择信号。

模拟麦克风301、耳机辅助麦克风303和双模数字麦克风305可设置在图2所示的CODEC 201的外部。偏置电路309、模拟输入选择切换器307、PGA311和ADC 313可包括CODEC 201之中的混合信号模块，其中数字输入转发切换器317、环回滤波器319和滤波器321和323可包括CODEC 201之中的数字模块。辅助麦克风偏置和附加探测模块315可包括CODEC 201之中的混合信号和数字模块之中的电路。

模拟麦克风301可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于探测声波以及通过压电效应将声波转换为电信号，例如。模拟麦克风301生成的电信号可包括模拟信号，其需要在处理之前进行模数转换。模拟麦克风301可集成在图1所述的无线系统150之中。

耳机辅助麦克风303可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于探测声波以及通过压电效应将声波转换为电信号，例如。耳机辅助麦克风303生成的电信号可包括模拟信号，其需要在处理之前进行模数转换。耳机辅助麦克风303可集成在耳机中，该耳机可与无线系统150通信连接。

双模数字麦克风305可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于探测声波并将其转换为电信号。双模数字麦克风305生成的电信号包括数字信号(例如1.625MHz或者3.25MHz)，因此在进行数字处理之前，其不需要模数转换。双模数字麦克风305可包括微机电(MEMS)麦克风。

模拟输入选择切换器307可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于选择哪个模拟源信号应当发送到PGA 311。模拟输入选择切换器307可接收模拟麦克风301、耳机辅助麦克风303生成的模拟信号和输入线(Line In)传送的信号作为输入。模拟输入选择信号可确定哪个模拟信号应当发送到PGA 311。通过这种方式，可使用多个模拟源，而只使用一个ADC，例如ADC 313。本发明并非仅限于图3所示的模拟源的数量。因此，麦克风或其它输入源的数量可以是无线系统150所需的任意值。

偏置电路309可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于对模拟麦克风301进行偏置，以便进行适当的操作。辅助麦克风偏置和附加探测模块315可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于确定是否存在耳机辅助麦克风303，随后进行对应的偏置以便进行适当的处理。

ADC 313可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于将模拟信号转换为数字信号。ADC 313可接收PGA 311生成的信号作为输入信号，并向数字输入转发切换器317传送输出的数字信号。ADC 313可包括二阶(second-order)德尔塔-西格玛调制器，例如。

数字输入转发切换器317可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于选择应将哪个数字源信号发送到环回滤波器319和数字滤波器321和323。数字输入转发切换器317可接收ADC313和双模数字麦克风305生成的数字信号以及数字输入转发选择信号作为输入，以确定每个数字信号应发往哪里。通过这种方式，可使用多个数字源，而仅要求使用一个环回路径。本发明并非仅限于图3所述的数字源的数量。因此，数字麦克风或者其它数字输入源的数量可以是无线系统150所要求的任意数量。

环回滤波器319可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于滤除不想要的信号，同时避免环回过多的所需信号。例如，在扬声器所播放的音频信号中，来自麦克风的音频信号是想要的的信号，但其音量不应非常大。环回滤波器还可执行采样率转换操作，从而使得环回到播放路径的信号可具有播放时可接受的采样率。例如，ADC信号可使用26MHz的采样率来采样，而播放DAC接受6.5MHz采样率的数据。

数字滤波器321和323可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于对接收到的数字信号进行滤波，然后在图2所示的数字音频处理模块中进行处理。数字滤波器还可将收到的信号的采样频率转换为所需的采样频率，以便进行随后的处理，这样一来多个数字输入信号便可共享同一处理硬件。

在操作过程中，模拟麦克风301和耳机辅助麦克风303可用于接收声音信号，并将其转换为电信号，以发往模拟输入选择切换器307。模拟输入选择信号可定义哪个信号应当发往PGA 311以进行放大。PGA 311所放大的信号将发往ADC 313，以便转换为数字信号。ADC 313所生成的数字信号将发往数字输入转发切换器317。

双模数字麦克风305可用于接收声音信号，并将其转换为数字电信号。数字电信号将直接发往数字输入转发切换器317，后者将通过数字输入转发选择信号进行配置，以便将收到的数字信号发往所需的滤波模块，例如环回滤波器319和/或数字滤波器321和323。通过这种方式，多个数字输入信号可共享处理硬件。

图4是依据本发明一较佳实施例的示范性数字音频处理硬件的示意图。如图4所示，其中展示了环回路径401、窄带/宽带(NB/WB)语音路径403、高质量音频滤镜405、数字麦克风处理模块407和409和解复用器411。环回路径401可包括抽取滤波器413A-413D和环回切换矩阵415。NB/WB语音路径403可包括4:1选择模块417A-417B、抽取滤波器419A和419B、无限脉冲响应(IIR)滤波器421A、421B、427A和427B、转发模块423A和423B和1/N(divide-by-N)模块425A和425B。高质量音频路径405可包括4:1选择模块417C-417D、抽取滤波器419C和419D、M倍(multiply-by-M)模块429A和429B、IIR0滤波器431A和431B、1/N模块433A、433B、437A和437B、IIR1滤波器435A和435B、IIR2滤波器439A和439B和FIFO模块441A和441B。

数字麦克风1输入处理模块407可包括电平(level)模块和M倍模块445A。数字麦克风2输入处理模块409可包括电平模块443B和M倍模块445B。

解复用器411可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于从一个接收信号中分离出两个信号。解复用器411可接收双模数字麦克风生成的输出信号和解复用相位选择信号作为输入。相位选择信号可用来配置解复用器411，以便将分离出的信号发往适当的输出端口。

抽取滤波器413A-413D可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于将收到的信号的采样频率降低(down-conversion)一个整数值。抽取滤波器413A-413D可通信连接到环回切换器415。环回切换器415可包括适当的逻辑、电路和/或代码，其可将抽取滤波器413A-413D生成的每个信号发往想要的输出端，例如IHF扬声器或耳机扬声器的DAC输入端。

4:1选择模块417A-417D可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于在4个输入信号中选择一个信号作为输出信号发往抽取滤波器以便进行进一步的处理。通过这种方式，多个信号源可采用任意一条信号路径进行处理，例如NB/WB语音路径403和/或高质量音频路径405之中的任一个。

抽取滤波器419A-419D可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于将收到信号的采样率降低一个整数值。抽取滤波器419A-419D可包括级联积分梳状(CIC)滤波器，可用于将信号频率向下转换为40或80kHz。抽取滤波器419A-419D还可包括数字增益控制。

IIR滤波器421A、421B、427A、427B、431A、431B、435A、435B、439A、439B可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于对收到的信号进行滤波以获取想要的频率响应。IIR滤波器421A、421B、427A、427B、431A、431B、435A、435B、439A、439B可包括2-、3-和/或5-双二阶滤波器，并可对非理想状态下的麦克风响应进行补偿。

转发器模块423A和423B可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于将40kHz信号上变频转换为80kHz，然后发往音频精确接口(audio precisioninterface)。输出信号可包括80kHz、17比特数据流，例如。

1/N模块425A、425B、433A和433B可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于将收到信号的采样频率除以整数N。类似的，M倍模块429A、429B、445A和445B可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于将收到信号的采样频率乘以整数M。通过这种方式，所收到的不同采样率的数字样本可转换为同一采样频率，以便进行随后的处理。对于任意给定的1/N模块或者M倍模块，M和N的值可能是不同的，这取决于想要的采样率。

FIFO模块441A和441B可包括适当的逻辑、电路和/或代码，其用作缓冲器，在将数据发往DSP(例如图2中描述的DSP 203)之前临时存储数据。

电平转换模块443A和443B可包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于转换接收信号的电平(level)。例如，电平转换模块443A和443B可将接收信号从3.25MHz、2电平信号转换为3.25MHz、3电平信号。

在操作过程中，数字麦克风，例如图3中描述的双模数字麦克风305可生成数字信号，其将通过解复用器411解复用，生成两个信号，麦克风1和麦克风2的输入。麦克风1和麦克风2的输入可转换为3电平信号，例如通过电平转换模块443A和443B进行转换。转换后的信号将通过M倍模块445A和445B进行向上转换(upconvert)，生成4个信号，其中的2个将被选择，以便由环回路径、NB/WB语音路径403和/或高质量音频路径405进行处理。ADC1和ADC2输入信号可包括可能被选择的其余的两个信号。

环回路径401可用于传送四个输入之中的任意输入，例如来自数字或模拟麦克风、立体声输入线或FM信号，并且可以将收到的信号转发给DAC德尔塔-西格玛调制器。为实现此目的，例如，3电平26MHz信号将通过因子4由抽取滤波器413A-413D向下采样为6.5MHz、23比特，随后转发给DAC德尔塔-西格玛调制器。

在本发明的一个示范性实施例中，3电平26MHz信号将在NB/WB语音路径403中被从4个输入源中选出，向下采样为40KHz/80KHz，这取决于最终ADC输出采样率(8KHz/16KHz)，这是通过通过CIC抽取滤波器来进行的。抽取滤波器419A和419B依赖于ADC输出采样率，如此一来对应更高采样率(16KHz)的频率响应将得到大幅的改善。抽取滤波器419A和419B的的输出将通过转发模块423A或423B发往音频精确接口，也会发往IIR滤波器421A和421B。NB/WB音频路径可包括两条并行、相同的处理分支，并且发往每条分支的输入可独立地进行选择。输出的采样频率也可独立进行配置。通过这种方式，NB/WB语音路径403可对语音通信使用低采样率，对录制操作使用高采样率，例如。

在本发明的一个示范性实施例中，3电平26MHz信号将在高质量音频路径405(独立于NB/WB语音路径403)中被选中，并且通过抽取滤波器和IIR滤波器的级联向下采样到48kHz。高质量音频路径405可包括两条并行的处理分支，到每个分支的输入可独立地进行选择。

图5是依据本发明一较佳实施例的音频CODEC发射处理过程中的示范性步骤的示意图。在开始步骤501之后的步骤503，一个或多个模拟和数字音频信号将从多个源中接收到，例如模拟或数字麦克风或立体声输入线路。在步骤505，模拟信号将被转换为数字信号，并且与收到的数字信号并行进行处理。在步骤507，处理过的信号将进行发射，随后进行步骤509。

在本发明的实施例中，提供了一种方法和系统，用于接收一个或多个模拟和/或数字音频信号，并且通过CODEC164/201的多个处理路径同时处理收到的一个或多个模拟音频和/或数字音频信号。数字音频信号可通过数字麦克风305来生成，后者可包括微机电(MEMS)麦克风，并可用于进行音频波束赋形。收到的模拟和数字信号可以采用一种或多种采样率进行处理，并且可以通过抽取滤波器413A-413D、419A-419D进行滤波。收到的模拟信号将转换为数字信号。处理过程可包括对收到的数字信号和转换后的模拟信号的采样率进行转换。处理过程可包括通过无限脉冲响应(IIR)滤波器421A、421B、427A、427B、431A、431B、435A、435B、439A、439B对收到的数字信号和转换后的模拟信号进行滤波。IIR滤波器可包括双二阶滤波器。无线设备可包括蓝牙设备162。

本发明的实施例还包括一种机器可读存储器，其上存储有计算机程序，该程序包括至少一个代码段，用于在音频CODEC中进行音频发送处理，所述一个代码段可由机器来执行，以便控制机器执行本文描述的一个或多个步骤。

本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行所述程序控制计算机系统，使其按所述方法运行。在计算机系统中，利用处理器和存储单元来实现所述方法。

本发明的实施例可作为板级产品(board level product)来实施，如单个芯片、专用集成电路(ASIC)、或者作为单独的部件以不同的集成度与系统的其它部分一起集成在单个芯片上。系统的集成度主要取决于速度和成本考虑。现代处理器品种繁多，使得能够采用目前市场上可找到的处理器。选择性的，如果处理器可用作ASIC核心或逻辑模块，则目前市场上可找到的处理器可以作为ASIC器件的一部分，带有各种功能的固件。

本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本申请文件中的计算机程序所指的是：可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后，a)转换成其它语言、代码或符号；b)以不同的格式再现，实现特定功能。

本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1、一种处理音频信号的方法，其特征在于，包括：

在包括音频编解码器的无线设备中，

接收一个或多个模拟音频信号和/或一个或多个数字音频信号；以及

通过所述音频编解码器的多个处理路径同时处理所述收到的一个或多个模拟音频信号和所述收到的一个或多个数字音频信号。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个或多个所述数字音频信号是通过数字麦克风生成的。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数字麦克风为微机电麦克风。

4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用所述数字麦克风进行音频波束赋形。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以一个或多个采样率处理所述收到的模拟和数字信号。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述收到的模拟信号转换为数字信号。

7、一种处理音频信号的系统，其特征在于，包括：

无线设备中的一个或多个电路，所述一个或多个电路包括音频编解码器，其中所述一个或多个电路用于接收一个或多个模拟和/或数字音频信号；以及

所述一个或多个电路用于通过所述音频编解码器中的多个处理路径处理所述收到的模拟和数字音频信号。

8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，一个或多个所述数字音频信号是通过数字麦克风生成的。

9、根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数字麦克风为微机电麦克风。

10、一种机器可读存储器，其中存储有计算机程序，该计算机程序中包含至少一个代码段，用于处理数字音频信号，其特征在于，所述至少一个代码段可由机器执行，用于控制机器执行如下步骤：

在包括音频编解码器的无线设备中，接收一个或多个模拟音频信号和/或一个或多个数字音频信号；以及

通过所述音频编解码器的多个处理路径同时处理所述收到的一个或多个模拟音频信号和所述收到的一个或多个数字音频信号。

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