CN103378933A - 解码方法、解码模块及信号处理方法、信号处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于差分曼彻斯特编码的解码方法、模块和一种信号处理方法、装置，该解码方法在解码过程中，根据预设的采样间隔对基于差分曼彻斯特编码的信号进行采样，得到一系列采样点，然后将得到的各采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，得到与上述一系列采样点对应的时间流数据；进而根据差分曼彻斯特编码中码元0和码元1对应的波形相位翻转处与X轴的交点与前一个码元对应的波形与X轴的最后一个交点之间的时间差关系，从时间流数据中解析出码元值，对得到的码元值进行转换即可得到发送方发送的原始数据；解码过程简单、解码的效率和准确率高，尤其能很好的满足密钥通信实时性和准确性要求。

Description

解码方法、解码模块及信号处理方法、信号处理装置

技术领域

本发明涉及解码方法和信号处理方法，具体涉及基于差分曼彻斯特编码的解码方法、模块和信号处理方法、装置。 

背景技术

近几年随着智能移动设备的不断发展，基于作为智能移动设备必备端口---音频接口的应用也越来越多。音频通信方式的效率是否高效成为音频接口密钥设备能否得到广泛应用的关键。现有的音频解码技术主要是用于处理音乐、语音等大批量的音频信号，解码效率低，得到的结果误差较大。 

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种基于差分曼彻斯特编码的解码方法、模块和信号处理方法、装置，来提高解码效率和解码的准确率。 

为解决上述技术问题，本发明提供一种解码方法，包括： 

根据预设的采样间隔对基于差分曼彻斯特编码的信号进行采样，得到一系列采样点； 

将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，得到与所述采样点对应的时间流数据； 

从所述时间流数据中解析出码元值。 

在本发明的一种实施例中，将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征得到与所述采样点对应的时间流数据之前，还包括对所述采样点进行滤波处理。 

在本发明的一种实施例中，对所述采样点进行滤波处理包括： 

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、N； 

从第一采样点开始，判断采样点i与采样点i+n之间的幅值之差是否大于等于预设阈值，如是，则保留当前的采样点i、i+1、……、i+n，更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；否则，丢弃采样点i、i+1、……、i+n，更新更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；其中1＜＝i＜i+n＜＝N，所述n为滤波密度值。 

在本发明的一种实施例中，所述n的取值为2。 

在本发明的一种实施例中，将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，得到与所述采样点对应的时间流数据包括： 

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、H； 

从第一个采样点开始，依次判断采样点j与采样点j+1的幅值是否异号或采样点j和采样点j+1的幅值是否有一个为0；如否，更新j＝(j)+1，j+1＝(j+1)+1；如是，将序号j和j+1作为X值，将采样点j和j+1的幅值作为Y值，得到二维坐标上的两点(X(j)，Y(j))、(X(j+1)，Y(j+1))，更新j＝(j)+2，j+1＝(j+1)+2；其中1＜＝j＜j+1＜＝H； 

根据得到的二维坐标上的所有点进行曲线拟合得到与所述采样点相对应的拟合曲线，所述拟合曲线与X轴的交点的X值为有效时间值；与X轴的所有交点1、2、3……、K的X值组成与所述采样点对应的时间流数据。 

在本发明的一种实施例中，从所述时间流数据中解析出码元值包括： 

获取所述信号的信号周期T和所述采样间隔，根据所述信号周期T和所述采样间隔ΔT设置跳变频域阈值； 

预置第一个交点1对应的码元为0； 

从第二个交点开始，判断交点t+1与交点t的X值的差值是否大于所述跳变频域阈值，如是，则交点t+1对应的码元为0，更新t＝(t)+1，t+1＝(t+1)+1；否则，交点t+1对应的码元为1，更新t＝(t)+2，t+1＝(t+1)+2，其中1＜＝t＜t+1＜＝K。 

在本发明的一种实施例中，所述跳变频域阈值等于 

所述ΔT为采样间隔。 

在本发明的一种实施例中，当对信号进行差分曼彻斯特编码过程中添加了前导码时，从所述时间流数据中解析出码元值时，先判断根据所述时间流数据的前F个数据中解析出的码元是否与发送方设置的前导码对应，如是，则认为接收到的数据正确，从与所述前导码对应的第一个数据开始对所述时间流数据进行解析得到相应的码元值；否则，认为接收到的数据错误；所述F的值根据所述前导码的长度选择设置。 

在本发明的一种实施例中，所述信号为脉码调制录音信号或模拟音频信号。 

在本发明还提供了一种信号处理方法，包括： 

对音频接口内麦克极和地极进行识别，将音频信号发送模块与识别出的麦克极对接，将地电位与识别出的地极对接，将音频信号接收模块与音频接口的声道极对接； 

通过所述音频接口的声道极接收来自音频设备的音频信号； 

将来自所述音频设备的音频信号转换为数字信号后，根据如上所述的方法对接收到的信号进行解码得到相应的码元值； 

将待向所述音频设备发送的数字信号转换为音频信号； 

通过所述音频接口的麦克极将待向所述音频设备发送的数字信号所转换成的音频信号向所述音频设备发送。 

在本发明的一种实施例中，采用电流型数模转换模块将待向所述音频设备发送的数字信号转换为音频信号。 

在本发明的一种实施例中，对音频接口内麦克极和地极进行识别，将音频信号发送模块与识别出的麦克极对接，将地电位与识别出的地极对接的方法包括： 

获取所述音频设备在开启录音通道后，其音频接口内一对音频输入极中各极的电信号； 

根据所述一对音频输入极中各极的电信号识别所述麦克极和地极； 

将所述音频信号发送模块与所述麦克极对接，将地电位与所述地极对接。 

在本发明的一种实施例中，获取所述一对音频输入极中各极的电信号的方 法为：音频设备开启录音通道后，直接检测其音频接口内一对音频输入极中各极的电压。 

在本发明的一种实施例中，获取所述一对音频输入极中各极的电信号的方法为：在所述一对音频输入极之间建立电流通道，将参考地电位接入所述电流通道的节点中，获取所述一对音频输入极中各极相对于所述参考地电位的电压相对值。 

在本发明的一种实施例中，根据所述一对音频输入极中各极的电信号识别麦克极和地极的方法为：检测所述一对音频输入极中各极的电压相对值的正负特性，根据检测结果识别所述麦克极和所述地极。 

在本发明的一种实施例中，根据所述一对音频输入极中各极的电信号识别麦克极和地极的方法为： 

将所述一对音频输入极中各极的电压相对值分别与所述参考地电位进行比较，根据各自的比较结果分别得到一数字电平信号； 

根据得到的两数字电平信号识别所述麦克极和所述地极。 

本发明还提供了一种解码模块，包括依次连接的采样模块、转换模块和解析模块； 

所述采样模块用于对经差分曼彻斯特编码后的信号进行采样，得到一系列采样点； 

所述转换模块用于将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，得到与所述采样点对应的时间流数据； 

所述解析模块用于从所述时间流数据中解析出码元值。 

在本发明的一种实施例中，还包括连接在所述转换模块和所述处理模块之间的滤波模块，用于在所述转换模块将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征得到与所述采样点对应的时间流数据之前，对所述采样点进行滤波处理。 

在本发明的一种实施例中，所述滤波模块对所述采样点进行滤波处理包括； 

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、N； 

所述滤波模块从第一采样点开始，判断采样点i与采样点i+n之间的幅值 之差是否大于等于预设阈值，如是，则保留当前的采样点i、i+1、……、i+n，更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；否则，丢弃采样点i、i+1、……、i+n，更新更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；其中1＜＝i＜i+n＜＝N，所述n为滤波密度值。 

在本发明的一种实施例中，所述转换模块包括第第一判断子模块和曲线拟合子模块；所述转换模块将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征得到与所述采样点对应的时间流数据包括： 

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、H； 

所述第一判断子模块用于从第一个采样点开始，依次判断采样点j与采样点j+1的幅值是否异号或采样点j和采样点j+1的幅值是否有一个为0；如否，更新j＝(j)+1，j+1＝(j+1)+1；如是，将序号j和j+1作为X值，将采样点j和j+1的幅值作为Y值，得到二维坐标上的两点(X(j)，Y(j))、(X(j+1)，Y(j+1))，更新j＝(j)+2，j+1＝(j+1)+2；其中1＜＝j＜j+1＜＝H； 

所述曲线拟合子模块用于根据所述第一判断子模块得到的二维坐标上的所有点进行曲线拟合得到与所述采样点相对应的拟合曲线，进而得到所述拟合曲线与X轴的交点的X值为有效时间值；与X轴的所有交点1、2、3……、K的X值组成与所述采样点对应的时间流数据。 

在本发明的一种实施例中，所述解析模块包括阈值设置子模块、码元获取子模块、码元转换子模块； 

所述阈值设置子模块用于根据所述信号的信号周期T和所述采样间隔ΔT，设置跳变频域阈值； 

所述码元获取子模块用于将第一个交点1对应的码元预置为0；从第二个交点开始，判断交点t+1与交点t的X值的差值是否大于所述跳变频域阈值，如是，则交点t+1对应的码元为0，更新t＝(t)+1，t+1＝(t+1)+1；否则，交点t+1对应的码元为1，更新t＝(t)+2，t+1＝(t+1)+2，其中1＜＝t＜t+1＜＝K； 

所述码元转换子模块用于将所述码元获取子模块获取的所有码元进行转 换，得到发送方发送的原始数据。 

本发明还提供了一种信号处理装置，所述信号处理装置通过音频设备的音频接口与音频设备进行数据交互，所述信号处理装置包括音频接口麦克极和地极的控制模块、音频信号接收模块、第一音频信号转换模块、如上所述的解码模块、第二音频信号转换模块和音频信号发送模块，所述音频信号接收模块与音频接口的声道极对接，其中， 

所述音频接口麦克极和地极的控制模块用于对所述音频接口的麦克极和地极进行识别，将所述音频信号发送模块与识别出的麦克极对接，将地电位与识别出的地极对接； 

所述音频信号接收模块用于通过所述音频接口的声道极接收来自所述音频设备的音频信号； 

所述第一音频信号转换模块用于将来自所述音频设备的音频信号转换为预设的数字信号； 

所述解码模块用于对所述第一音频信号转换模块得到的数字信号进行解码； 

所述第二音频信号转换模块用于将待向所述音频设备发送的数字信号转换为音频信号； 

所述音频信号发送模块用于通过所述音频接口的麦克极将待向所述音频设备发送的数字信号所转换成的音频信号向所述音频设备发送。 

在本发明的一种实施例中，所述第二音频信号转换模块为电流型。 

在本发明的一种实施例中，所述音频接口麦克极和地极的控制模块包括： 

获取模块，用于获取所述音频设备在开启录音通道后，其音频接口内一对音频输入极中各极的电信号； 

识别模块，用于根据所述一对音频输入极中各极的电信号识别所述麦克极和地极； 

端口切换模块，用于所述识别模块识别出麦克极和地极之后，将所述音频信号发送模块与所述麦克极对接，将地电位与所述地极对接。 

在本发明的一种实施例中，所述获取模块为电压检测模块，用于所述音频设备开启录音通道后，直接检测其音频接口内一对音频输入极中各极的电压。 

在本发明的一种实施例中，所述获取模块为电压域转换模块，用于在所述一对音频输入极之间建立电流通道，将参考地电位接入所述电流通道的节点中，获取所述一对音频输入极中各极相对于所述参考地电位的电压相对值。 

在本发明的一种实施例中，所述识别模块包括第一识别子模块，用于检测所述一对音频输入极中各极的电压相对值的正负特性，根据检测结果识别所述麦克极和所述地极。 

在本发明的一种实施例中，所述识别模块包括： 

第二识别子模块，用于将所述一对音频输入极中各极的电压相对值分别与所述参考地电位进行比较，根据各自的比较结果分别输出一数字电平信号； 

逻辑判断模块，用于根据所述第二识别子模块输出的两数字电平信号识别所述麦克极和所述地极。 

本技术方案提供的解码方法具有以下有益效果： 

在解码时，根据预设的采样间隔对基于差分曼彻斯特编码的信号进行采样，得到一系列采样点，然后将得到的各采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，得到与上述一系列采样点对应的时间流数据；进而根据差分曼彻斯特编码中码元0和码元1对应的波形相位翻转处与X轴的交点与前一个码元对应的波形与X轴的最后一个交点之间的时间差关系，从时间流数据中解析出码元值，对得到的码元值进行转换即可得到发送方发送的原始数据；解码过程简单、解码的效率和准确率高，尤其能很好的满足密钥通信实时性和准确性要求。 

附图说明

图1为一种基于正弦波的差分曼彻斯特编码示意图； 

图2为一种基于方波的差分曼彻斯特编码示意图； 

图3为本发明一种实施例提供的基于差分曼彻斯特编码的解码模块结构示 意图； 

图4为本发明另一种实施例提供的基于差分曼彻斯特编码的解码模块结构示意图； 

图5为本发明另一种实施例中接收方接收到的信号示意图； 

图6为本发明一实施例提供的信号处理模块的示意图； 

图7为图6所示信号处理模块中音频接口MIC极和GND极的控制模块的示意图； 

图8为图6所示信号处理模块中音频接口MIC极和GND极的控制模块的另一示意图； 

图9为图6所示信号处理模块中音频接口MIC极和GND极的控制模块的另一示意图； 

图10为图9所示音频接口MIC极和GND极的控制模块的等效电路结构的示意图； 

图11a为图10所示电路结构中电压域转换模块的示意图； 

图11b为图10所示电路结构中电压域转换模块的另一示意图； 

图11c为图10所示电路结构中电压域转换模块的另一示意图； 

图11d为图10所示电路结构中电压域转换模块的另一示意图； 

图12为图6所示信号处理模块中第一音频信号转换模块的示意图； 

图13为图6所示信号处理模块中第二音频信号转换模块的示意图； 

图14为本发明另一实施例提供的信号处理模块的示意图； 

图15为本发明另一实施例提供的信号处理模块的示意图； 

图16为本发明另一实施例提供的信号处理模块的示意图； 

图17为图15所示信号处理模块的信号处理方法的流程图。 

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。 

本实施例提供的解码方法是基于差分曼彻斯特编码基础之上的，因此为了更好的理解本技术方案，下面先对差分曼彻斯特编码做简单的说明。 

本实施例中的数据单位称为码元(即bit)，一个码元由波形“高低”或者“低高”的方波或者正弦波来表示。本实施例中的发送方在发送数据时，首先需将待发送的数据采用差分曼彻斯特编码方式进行编码，差分曼彻斯特编码以一个完整的正弦波或方波(也可为其他波形)的周期作为编码周期，即一个完整周期的正弦波或方波对应一个编码值(即码元值)，在每个编码周期内，波形的相位都翻转一次，具体的编码值则由初始相位与上一个周期的初始相位的关系确定，也可转换为由当前周期与上一个周期最后的相位关系确定，具体为：当当前周期的初始相位与上一个周期的初始相位相同时，或者当前周期的初始相位与上一个周期的最后的相位不相同时，当前周期对应的编码值为1，当当前周期的初始相位与上一个周期的初始相位不同，或者当前周期的初始相位与上一个周期的最后的相位相同时，当前周期对应的编码值为0。例如： 

请参见图1，以一个完整的正弦波的周期作为编码周期，从左往右数，以初始相位是否相同来确定编码值时，设定第一个周期内的正弦波的初始相位与上一个周期内的正弦波的初始相位相同，因此其对应的编码值为1，第二个周期内的正弦波的初始相位与第一个正弦波的初始相位相同，因此其对应的编码值也为1；第三个周期内的正弦波的初始相位与第二个正弦波的初始相位不相同，因此其对应的编码值为0，第四个周期内的正弦波的初始相位与第三个正弦波的初始相位不相同，因此其对应的编码值也为0。 

从左往右数，以初始相位与最后相位来确定编码值时，设定第一个周期内的正弦波的初始相位与上一个周期内的正弦波的最后相位不相同，因此其对应的编码值为1，第二个周期内的正弦波的初始相位与第一个正弦波的最后相位不相同，因此其对应的编码值也为1；第三个周期内的正弦波的初始相位与第二个正弦波的最后相位相同，因此其对应的编码值为0，第四个周期内的正弦波的初始相位与第三个正弦波的初始相位相同，因此其对应的编码值也为0。可见，两种方式得到的编码值是一致的。 

请参见图2，图2所示为以一个完整的方波的周期作为编码周期按上述编码方式进行编码得到的编码值，图2中上部分的所示的方波与下部分所示的方波对应的编码值都相同。 

在图2和图3中，与正弦波和方波相交的横线为X轴，由图可知，码元1对应的信号周期内的波形相位翻转处与X轴的交点与前一个码元对应的波形与X轴相交的最后一个交点之间的时间差约等于二分之一个信号周期，而码元0对应的信号周期内的波形相位翻转处与X轴的交点与前一个码元对应的波形与X轴相交的最后一个交点之间的时间差约等于一个信号周期。本技术方案可利用该特性对应的解析出码元值。 

基于上述差分曼彻斯特编码编码，本实施例中公开了一种基于差分曼彻斯特编码的解码模块，请参见图3，包括依次连接的采样模块、转换模块和解析模块，其中， 

采样模块用于按预设的采样间隔对信号进行采样得到一系列的采样点；该信号采用的是差分曼彻斯特编码进行编码处理后的信息，可以是脉码调制录音信号或模拟音频信号或者其他的模拟信号或数字信号；该预设采样间隔可根据接收终端固有的采样间隔进行设置，也可人为的根据实际要求进行选择设置； 

转换模块用于将采样模块得到的一系列采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，进而得到与者一系列采样点对应的时间流数据； 

解析模块则用于从转换模块得到的时间流数据中解析出码元值，该码元值对应与发送方的编码值，然后对得到的码元值进行相应的转换，即可得到发送方发送的原始数据，例如得到的码元值转换为用八进制或十六进制表示的数据，具体转换为哪种表示形式可根据该装置具体支持的表示形式来定。 

本实施例中的转换模块进一步包括第一判断子模块和曲线拟合子模块，其中，转换模块将采样模块得到的一系列采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，进而得到与这些采样点对应的时间流数据的过程如下： 

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、H； 

第一判断子模块则从第二采样点获取子模块获取的第一个采样点开始，依次判断采样点j与采样点j+1的幅值是否异号或采样点j和采样点j+1的幅值是否有一个为0；如否，更新j＝(j)+1，j+1＝(j+1)+1；如是，则将序号j和j+1作为X值，将采样点j和j+1的幅值作为Y值，得到二维坐标上的两点(X(j)，Y(j))、(X(j+1)，Y(j+1))，更新j＝(j)+2，j+1＝(j+1)+2；其中1＜＝j＜j+1＜＝H；当出现更新后的j＝H，j+1＞H时，可直接舍弃对采样点H的处理。 

曲线拟合子模块用于根据第一判断子模块得到的二维坐标上的所有点进行曲线拟合得到拟合曲线，进而得到该拟合曲线与X轴的交点的X值，该X值即为有效时间值；该拟合曲线与X轴的所有交点1、2、3……、K的X值组成与上述一系列采样点对应的时间流数据。曲线拟合子模块根据第一判断子模块得到的二维坐标上的所有点进行曲线拟合时，具体可采用逐次逼近法、取均值法或者一阶曲线拟合法、二阶曲线拟合法或是三阶曲线拟合法，采用曲线拟合法时，阶数越高，得到的结果越准确。综合解码的效率和准确率，本实施例中优选二 阶曲线拟合的方式进行曲线拟合。 

本实施例中的解析模块包括阈值设置子模块、码元获取子模块、码元转换子模块；解析模块从转换模块得到的时间流数据中解析出码元值，对解析出的码元值进行转换得到发送方发送的原始数据的过程如下： 

阈值设置子模块根据上述信号的信号周期T和所采用的采样间隔ΔT(或采样频率)设置跳变频域阈值； 

码元获取子模块将第一个交点1对应的码元预置为0；然后从第二个交点开始，判断交点t+1与交点t的X值的差值是否大于设置的跳变频域阈值，如是，则交点t+1对应的码元为0，更新t＝(t)+1，t+1＝(t+1)+1；否则，交点t+1对应的码元为1，更新t＝(t)+2，t+1＝(t+1)+2，其中1＜＝t＜t+1＜＝K；此处交点t+1与交点t的X值的差值为时间差值，该时间差值具体表示有采样时间间隔ΔT的个数，例如该时间差值为8时，则表示者两个交点之间的时间差为8个ΔT。将该时间差值与设置跳变频域阈值进行比较，根据上述差分曼彻斯特编码中码元0和码元1对应的波形相位翻转处与X轴的交点与前一个码元对应的波形与X轴的最后一个交点之间的时间差关系，即可得到对应的码元值； 

码元转换子模块将码元获取子模块获取的所有码元按上述方式进行转换，得到发送方发送的原始数据。 

为了进一步提高解码的效率和准确率，请参见图4，本实施例中的解码模块还可进一步包括连接在采样模块和转换模块之间的滤波模块，该滤波模块可用于在转换模块将采样模块得到的采样点的幅值-时间特征转化为时间特征得到与该数字信号对应的时间流数据之前，对采样模块得到的一系列采样点进行滤波处理，以将幅值不满足要求的采样点过滤掉，因此可以减少计算量，进而提高后续解码过程中对数据的处理速度，提高解码的效率。当然根据实际情况， 例如在通信环境较好，干扰小的情况下，也可不对采样模块得到的采样点进行滤波处理，此时滤波模块的滤波功能不开启。应当理解的是，当采用滤波模块的滤波功能时，上述采样点1、2、3、4、……、H为经滤波模块滤波处理后留下的满足要求的采样点。 

本实施例中的滤波模块滤波的过程如下： 

设采样点依次为1、2、3、4、……、N； 

滤波模块从第一采样点开始，判断采样点i与采样点i+n之间的幅值之差是否大于等于预设阈值，如是，则保留当前的采样点i、i+1、……、i+n，更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；否则，丢弃采样点i、i+1、……、i+n，更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；其中1＜＝i＜i+n＜＝N，n为滤波密度值，n的取值可根据采样间隔的大小具体选择，当选择的采样间隔小，在一个信号周期内得到的采样点的个数较多时，n值可取相对较大的值；当选择的采样间隔大，在一个信号周期内得到的采样点的个数较少时，n值则可取较小的值。在上述滤波过程中，当出现i的值小于N，而i+n的值大于N时，取i+n的值为N。 

本实施例中的解码模块具体可集成于各种信号处理装置中，例如具体可集成于带有音频接口的手机、笔记本、或台式电脑中，也可集成于其他音频设备中，例如集成于音频接口密钥装置中，该信号处理装置可通过音频接口接收发送方发送的信号，接收到的信号具体可为脉码调制录音信号或模拟音频信号。 

为了更好的理解本技术方案，下面以解码模块为集成于手机终端为例做进一步的说明。手机终端通过音频接口与音频接口密钥装置进行通信连接，当数据流为由音频接口密钥装置到手机终端时，音频接口密钥装置采用差分曼彻斯特编码对其发送的数据进行编码调制成音频信号发送出去；手机终端中的解码模块则采用本发明提出的基于差分曼彻斯特编码的方法将从音频接口收到的音 频波形信号中提取出音频接口密钥装置发送的原始数据，具体过程如下： 

信号格式转换：手机终端通过音频接口按设定的采样间隔接收到的信号为脉码调制录音信号(PCM(Pulse Code Modulation)，由于PCM格式数据为低位在前，高位在后的16bit数据，在对其进行处理前，需对其进行转换，使转换后的数据为高位在前，低位在后。请参见图5，设手机终端接收到的信号如图5所示，为了便于理解，图5中所示的波形是由手机根据设定的频率采样得到的多个采样点而虚拟生成，手机实质接收到的是一个一个的采样点，与波形相交的横线为X轴。设信号周期为T，采样间隔为ΔT，则每个信号周期包括的采样点个数point＝T/ΔT。例如，信号频率为4K(此处的信号频率等于信号周期T的倒数)，手机终端的采样频率为44.1K(此处的采样频率等于采样间隔ΔT的倒数))，则一个信号周期包含的采样点(或采样间隔)数为11.025，而一个信号周期对应一个码元(即编码值)，即每个码元bit由11.025个采样点(也即是采样间隔)表示，请参见图5中波形上示出的黑点即为采样点，并从左到右依次设为采样点1、2、3、4、……、N； 

滤波处理：从第一采样点开始，判断采样点i与采样点i+n之间的幅值之差是否大于等于预设阈值，此处n取值为2，即判断采样点i与采样点i+2之间的幅值之差是否大于等于预设阈值，如是，则保留当前的采样点i、i+1、i+n，更新i＝(i)+2+1，i+2＝(i+2)+2+1；如采样点i与采样点i+2之间的幅值之差小于预设阈值，则丢弃采样点i、i+1、i+2，更新i＝(i)+2+1，i+2＝(i+2)+2+1；其中1＜＝i＜i+n＜＝N；设经滤波处理后保留下来的采样点分别为1、2、3、4、……、H，H小于等于N； 

幅值-时间特征转换：获取经滤波处理后的保留下来的采样点1、2、3、4、……、H；从这些采样点的第一个采样点开始，依次判断采样点j与采样点 j+1的幅值是否异号或采样点j和采样点j+1的幅值是否有一个为0；如否，更新j＝(j)+1，j+1＝(j+1)+1；如是，将序号j和j+1作为X值，将采样点j和j+1的幅值作为Y值，得到二维坐标上的两点(X(j)，Y(j))、(X(j+1)，Y(j+1))，更新j＝(j)+2，j+1＝(j+1)+2；其中1＜＝j＜j+1＜＝H；然后根据得到的二维坐标上的所有点进行一阶曲线拟合得到拟合曲线，该拟合曲线与X轴的交点的X值为有效时间值；该拟合曲线与X轴的所有交点1、2、3……、K的X值组成与时间流数据； 

数据解码：根据信号周期T和采样间隔ΔT设置跳变频域阈值；本实施例中设置跳变频域阈值等于 

所述ΔT为上述采样间隔；然后直接预置上述第一个交点1对应的码元为0；从第二个交点2开始，判断交点t+1与交点t的X值的差值即频域差值是否大于跳变频域阈值 

如是，则交点t+1对应的码元为0，更新t＝(t)+1，t+1＝(t+1)+1；否则，交点t+1对应的码元为1，更新t＝(t)+2，t+1＝(t+1)+2，其中1＜＝t＜t+1＜＝K；经上述处理后，即可得到所有的码元值；然后将得到的码元值组合转换为十六进制数据即为发送方发送的原始数据。 

值得注意的是，当发送方对发送的数据进行差分曼彻斯特编码过程中添加了前导码时，从在上述数据解码过程中，从时间流数据中解析出码元值时，需先判断根据时间流数据的前F个数据中解析出的码元是否与发送方设置的前导码对应，如是，则认为接收到的数据正确，从与前导码对应的第一个数据开始对时间流数据按上述解析方法进行解析得到相应的码元值；否则，认为接收到的数据错误；F的值具体可根据前导码的长度选择设置。前导码的设置方式也可包括多种，例如前导码可设置为多个比特1加1个比特0组成，例如设置为111111110；也可设置为多个比特0加1个比特1组成，例如，设前导码位为 000000001；还可设置为多个比特1和多个比特0交错设置，例如，设前导码为1010101010。下面以前导为多个比特0加1个比特1为例说明，此时从时间流数据中解析出码元值时，判断根据时间流数据的前F个(例如前10个)数据中解析出的码元是否与发送方设置的前导码对应时，只需判断前10个数据中解析出的码元中，至少有连续多个(例如6个)数据对应的码元是0时，则认为从时间流数据的前F个数据中解析出的码元是否与发送方设置的前导码对应，即认为找到了前导码，在根据时间流数据的前F个数据中查找与发送方设置的前导码对应码元时，考虑到信号干扰等因素，此时的跳变频域阈值可设置为一个封闭的阈值范围，只有在该封闭的阈值范围内，才认为该数据对应的码元为0，优选该跳变频域阈的封闭阈值范围为 到 

然后从与前导码对应的第一个数据开始对时间流数据按上述解析方法进行解析得到相应的码元值，例如假设是从第3个数据开始以及从第3个以后的至少5个数据对应的码元都为0是，认为第3个数据是前导码对应的第一个数据，从第3个数据开始对时间流数据按上述解析方法进行解析得到相应的码元值。 

本技术方案通过将接收到的信号进行滤波，以减少数据的处理量，加快数据的处理进度；进而将滤波后的信号的幅值—时间特征转化为时间特征，得到与接收到的信号相对应的时间流数据；根据差分曼彻斯特编码中码元0与码元1在信号周期内频域差的关系，从时间流数据中解析出码元值，然后对得到的码元值进行转换即可得到发送方发送的原始数据；解码过程简单、解码的效率和准确率高，能很好的满足密钥通信实时性和准确性要求。 

另外，当基于音频接口通信时，对于不同的音频设备，通常其音频接口内麦克(MIC)极和地(GND)极的位置不统一，如三星手机和苹果手机，其音频接口内的MIC极和GND极的位置是相反的。只有将音频设备的GND极与外部设备的地电位对接，才能统一参考地电位，信号解析才能正常进行，同时，也只 有将音频设备的MIC极与外部设备的音频输出端对接，外部设备才能获得发送通道。因此，利用音频接口进行数据通信之前，有必要对音频接口的MIC极和GND极进行识别，并正确与外部设备进行对接，否则无法进行数据通信。本技术方案还针对现有技术中音频接口内MIC极和GND极不固定，导致无法进行数据通信的问题以下解决方案： 

利用音频接口进行数据通信之前，先对音频接口内MIC极和GND极进行识别，再将外部设备中的音频信号发送模块与识别出的MIC极对接，将外部设备的地电位与识别出的GND极对接，正确对接之后，结合数模/模数转换在外部设备与音频设备之间进行数据通信。本发明的信号处理装置可以内置于外部设备内，也可以作为音频设备与外部设备之间的中间结构，通过音频设备的音频接口与音频设备进行数据交互。如图6所示，为本技术方案一实施例提供的信号处理装置。该信号处理装置包括音频接口MIC极和GND极的控制模块1、音频信号接收模块2、第一音频信号转换模块3、第二音频信号转换模块4和音频信号发送模块5。音频接口MIC极和GND极的控制模块1用于对音频接口的MIC极和GND极进行识别，识别之后，将信号处理装置自身设备的地电位与识别出的GND极对接，以统一信号处理装置与音频设备的参考地电位，将音频信号发送模块5与识别出的MIC极对接，以建立信号处理装置向音频设备发送数据的发送通道。由于音频接口内声道极(包括左/右/MOMO声道)的位置通常是固定的，因此，外部设备中的音频信号接收模块与音频接口的声道极在音频设备开启录音通道后，可以自动完成对接，建立信号处理装置从音频设备接收数据的接收通道。音频信号接收模块2用于通过音频接口的声道极接收来自音频设备的音频信号，将接收的音频信号传输至第一音频信号转换模块3，第一音频信号转换模块3用于将来自音频设备的该音频信号转换为数字信号，第二音频信号转换模块4用 于将待向音频设备发送的数字信号转换为音频信号，音频信号发送单5用于通过音频接口的MIC极将经由第二音频信号转换模块4转换成的音频信号向音频设备发送。 

如图7所示，为图6所示信号处理装置中音频接口MIC极和GND极的控制模块1的一种实现方式。包括获取模块121、识别模块122和端口切换模块123。其中，获取模块121用于获取音频设备开启录音通道后，其音频接口内一对音频输入极中各极的电信号，识别模块122用于根据获取模块121获取到的两极的电信号识别MIC极和GND极，端口切换模块123，用于识别模块122识别出MIC极和GND极之后，自动将信号处理装置自身设备的地电位与识别出的GND极对接，以统一信号处理装置与音频设备的参考地电位，自动将音频信号发送模块5与识别出的MIC极。 

在另一实施例中，该获取模块121为电压检测模块，借助现有音频设备开启录音通道后，MIC极具有高于GND极的电压这一前提条件，电压检测模块在音频设备开启录音通道后，直接检测其音频接口内一对音频输入极中各极的电压，识别模块122根据电压检测模块检测出的两电压值识别MIC极和GND极。 

如图8所示，为图6所示信号处理装置中音频接口MIC极和GND极的控制模块1的另一种实现方式。包括电压域转换模块141和第一识别子模块142。电压域转换模块141借助现有音频设备开启录音通道后，MIC极具有高于GND极的电压这一前提条件，在其音频接口内的该一对音频输入极之间建立电流通道，将参考地电位接入该电流通道的节点中，获取该一对音频输入极中各极相对于该参考地电位的电压相对值，其中参考地电位指的是外部设备、控制模块的共地电位，由于音频设备开启录音通道后，MIC极具有高于GND极的电压，因此，在电压域采样模块141所建立的该电流通道上，电流一定是从MIC极流向GND 极，参考地电位为0，那么MIC极相对于该参考地电位的电压相对值一定为正值，GND极相对于该参考地电位的电压相对值一定为负值，因此，电压域采样模块141输出的是一个正的电压相对值和一个负的电压相对值。第一识别子模块142通过检测电压相对值的正负特性识别出MIC极和GND极，正的一极为MIC极，负的一极为GND极。 

如图9所示，为图6所示信号处理装置中音频接口MIC极和GND极的控制模块1的另一种实现方式。该实施例不同于图8所示实施例的地方在于，采用第二识别子模块151和逻辑判断模块152替代图8所示实施例的第一识别子模块142，即该实施例中音频接口MIC极和GND极的控制模块1包括电压域采样模块141、第二识别子模块151和逻辑判断模块152。电压域采样模块141依然借助现有音频设备开启录音通道后，MIC极具有高于GND极的电压这一前提条件，在其音频接口内的该一对音频输入极之间建立电流通道，将参考地电位接入该电流通道的节点中，获取该一对音频输入极中各极相对于该参考地电位的电压相对值。第二识别子模块151包括两比较模块，第一比较模块151a和第二比较模块151b，第一比较模块151a用于将电压域采样模块141输出的一电压相对值与参考地电位进行比较，根据比较结果输出一数字电平信号；第二比较模块151b用于将电压域转换模块141输出的另一电压相对值与参考地电位进行比较，根据比较结果输出另一数字电平信号。逻辑判断模块152用于根据第一比较模块151a和第二比较模块151b输出的数字电平信号识别MIC极和GND极。假设第一比较模块151a和第二比较模块151b的比较规则是，当电压相对值大于参考地电位时，输出电平1，当电压相对值小于参考地电位时，输出电平0(实际应用中，也可以相反)，那么当第一比较模块151a和第二比较模块151b输出的均是电平0时，表明音频设备还未开启录音通道或者外部设备的插头还未插入到音 频接口中，当任意一个输出的是电平1时，表明音频设备已开启录音通道，逻辑判断模块152将电平1所对应的一极识别为MIC极，将电平0所对应的一极识别为GND极。 

相反，若第一比较模块151a和第二比较模块151b的比较规则是，当电压相对值大于地电位时，输出电平0，当电压相对值小于地电位时，输出电平1，那么当第一比较模块151a和第二比较模块151b输出的均是电平1时，表明音频设备还未开启录音通道或者外接插头还未插入到音频接口中，当任意一个输出的是电平0时，表明音频设备已开启录音通道，逻辑判断模块152将电平0所对应的一极识别为MIC极，将电平1所对应的一极识别为GND极。 

图9所示的音频接口MIC极和GND极的识别模块1，可以以电路形式实现。如图10所示，为其等效的电路结构。包括电压域转换模块191、第一比较器192、第二比较器193、逻辑判断模块194和端口切换开关195。其中，电压域转换模块191通过插头的相应环段(A段和B段)接入音频设备的一对音频输入极中各极的电信号，电压域转换模块191采用电阻分压的形式，如图11a所示结构，包括串接在音频接口内一对音频输入极(对应于插头的A段和B段)之间的第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2的中间节点接入参考地电位AFG，R1＝R2，AFG＝0。由于现有音频设备开启录音通道后，MIC极具有高于GND极的电压，假设MIC极与GND极的电压差为ΔV，电压域转换模块120输出的相对于该参考地电位的两电压相对值分别为1/2ΔV、-1/2ΔV。第一比较器192，一输入端接入电压域转换模块191输出的一电压相对值，另一输入端接入该参考地电位AFG，输出端根据比较结果输出一数字电平信号，若该电压相对值大于该参考地电位AFG，则输出电平1，否则输出电平。第二比较器193，一输入端接入电压域转换模块191输出的另一电压相对值，另一输入端接入该参考地电 位AFG，输出端根据比较结果输出另一数字电平信号，若该电压相对值大于该参考地电位AFG，则输出电平1，否则输出电平。逻辑判断模块194，一输入端接第一比较器192的输出端，另一输入端接第二比较器193的输出端，当第一比较器192和第二比较器193输出的均是电平0时，表明音频设备还未开启录音通道或者信号处理装置外接的插头还未插入到音频接口中，当任意一个输出的是电平1时，表明音频设备已开启录音通道，将电平1所对应的一极识别为MIC极，将电平0所对应的一极识别为GND极，将识别结果输出至端口切换开关195。端口切换开关195，自动将信号处理装置自身设备的地电位(AFG)与识别出的GND极对接，以统一信号处理装置与音频设备的参考地电位，将音频信号发送模块5(AFG)与识别出的MIC极对接，以建立向音频设备发送数据的通道。 

在另一实施例中，图10中的电压域转换模块191还可以采用电容分压的形式，如图11b所示，包括串接在音频接口内一对音频输入极之间的第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2的中间节点接入参考地电位AFG，第一电容C1、第二电容C2与图11a中的R1、R2作用相同。 

在另一实施例中，图10中的电压域转换模块191还可以采用MOS管分压的形式，如图11c所示，包括串接在音频接口内一对音频输入极之间的第一MOS管N1和第二MOS管N2，第一MOS管N1和第二MOS管N2的中间节点接入参考地电位AFG，还包括为第一MOS管N1和第二MOS管N2提供栅极电流的电流源I和第三MOS管N3。第一MOS管N1、第二MOS管N2和第三MOS管N3的栅电压相连，构成电流镜，电流源I流经第三MOS管N3，第一MOS管N1、第二MOS管N2的漏源电阻RDS与图11a中的R1、R2作用相同。请参见图11d，该图为在图11c所示电压域转换模块191的基础之上做的进一步改进，分别在音频输入极与第一MOS管N1、第二MOS管N2之间连接一保护电阻R1′、R2′，R1′、R2′分 别起到静电保护的作用。 

如图12所示，为图6所示信号处理装置中第一音频信号转换模块3的一种实施方式。包括直流变换模块31和比较模块32。该实施例适用于一个声道传输数据，也适用于两个声道同时传输数据，当使用两个声道同时传输数据时，其同一时间段传输的数据量是使用一个声道传输的两倍。对应于音频接口内的声道个数，比较模块32中设定相应个数的子比较模块，本实施例设定对应左声道的子比较模块32a和对应右声道的子比较模块32b。由于从音频接口的声道极输出的通常为交流电压信号，因此，直流变换模块31用于将音频信号接收模块2从音频接口的声道极接收的交流电压形式的音频信号转换直流信号。优选的，直流变换模块31带有对输入信号中心电平进行嵌位的功能，使左右声道原始的交流信号，变成有一定直流分量的信号，具体方式可以是：在声道极输出的交流电压信号上，叠加正的直流电压VDC_A，优选的VDC_A为电源电压VDD的一半，并将音频接口的两声道极连接一电阻到地，所连电阻的电阻优选的为32Ω或16Ω。子比较模块32a和对应右声道的子比较模块32b用于将直流变换模块31转换成的直流信号与上述叠加的直流电压VDC_A进行比较，送出比较结果，如若直流变换模块31转换成的直流信号大于VDC_A，则输出高电平，否则输出低电平。 

在另一实施例中，图6所示信号处理装置还包括滤毛刺模块。用于对第一音频信号转换模块3转换后得到的数字信号进行滤毛刺处理，滤除第一音频信号转换模块3由于电路及信号噪声引起的信号毛刺。 

如图13所示，为图6所示信号处理装置中第二音频信号转换模块4的一种实施方式。第二音频信号转换模块4采用灌电流型DAC，其依照待向音频设备发送的数字信号，从音频接口的MIC极抽取变化的电流，由于现有音频接口内MIC极上通常会连接一电阻，当抽取的电流发生变化时，MIC极上的电压随着变化，通 过改变MIC极上的电压，实现数字信号到音频信号的转换，同时实现了音频信号从MIC极输入音频设备。 

在另一实施例中，图6所示信号处理装置还包括幅度/中心电平控制模块，幅度/中心电平控制模块用于控制第二音频信号转换模块4输出的音频信号的幅度及中心电平，由于不同的音频设备，其音频接口所匹配的音频信号的幅度及中心电平不同，因此，通过幅度/中心电平控制模块的控制，可以与不同音频设备的音频接口更好的兼容。 

如图14所示，为本发明另一实施例提供的信号处理装置。该实施例与图6所示实施例相比，信号处理装置除了包括音频接口MIC极和GND极的控制模块1、音频信号接收单元2、第一音频信号转换模块3、第二音频信号转换模块4和音频信号发送模块5之外，还包括编码模块6和解码模块7，解码模块7可为上述基于差分曼彻斯特编码的解码模块，利用上述方法对接收到的信号进行相应的转换后进行解码，得到音频设备发送的原始数据。编码模块6用于对待向音频设备发送的数字信号进行编码，编码方式可采用差分曼彻斯特编码，也可采用其他的编码方式，只要与与之通信的音频设备采用的解码方式相对应即可，编码模块6将编码后的数字信号输入至第二音频信号转换模块4进行转换，音频设备接收到第二音频信号转换模块4转换后的音频数据后，先转换为数字信号，再采用与编码模块6相对应的解码规则进行解码，当编码模块6采用差分曼彻斯特编码时，音频设备的解码模块可为与编码模块7相同的解码模块。同样，音频设备通过声道极传输音频数据之前，先将待向外发送的数字信号进行编码，其采用的编码规则与解码模块7对应，再将编码后的数字信号转换为音频信号，因此，解码模块7用于对来自所述音频设备的音频信号所转换成的数字信号进行解码。 

如图15所示，为本发明另一实施例提供的信号处理装置。该实施例为了进一步增强数据传输的可靠性，与图14所示实施例的不同之处在于，信号处理装置除了包括音频接口MIC极和GND极的控制模块1、音频信号接收模块2、第一音频信号转换模块3、第二音频信号转换模块4、音频信号发送模块5、编码模块6和解码模块7之外，还包括组帧模块8和解帧模块9，在编码模块6对待向音频设备发送的数字信号进行编码前，组帧模块8先对该待向音频设备发送的数字信号进行组帧，将组帧后的数字信号输入至编码模块6进行编码。同样，音频设备通过声道极传输音频数据之前，将待向外发送的数字信号先进行组帧，再进行编码，再将编码后的数字信号转换为音频信号，因此，解码模块7对来自音频设备的音频信号所转换成的数字信号进行解码之后，解帧模块9对解码后的数字信号进行解帧。 

如图16所示，为本发明另一实施例提供的信号处理装置。与图15所示实施例的不同之处在于，信号处理装置除了包括音频接口MIC极和GND极的控制模块1、音频信号接收单元2、第一音频信号转换模块3、第二音频信号转换模块4、音频信号发送单元5、编码模块6和解码模块7、组帧模块8和解帧模块9之外，还包括连接检查单元10，用于对音频接口内MIC及和GND极的电压进行检查，当其电压差超过设定的阈值后，输出连接指示信号，有利于系统低功耗模式的实现。 

如图17所示，为图15所示信号处理装置的信号处理方法，其流程包括： 

S00、音频设备开启录音通道后，音频信号接收模块2与音频接口的声道极完成对接，音频接口MIC极和GND极的控制模块1对音频接口的MIC及和GND极进行识别，识别之后，将信号处理装置自身设备的地电位与识别出的GND极对接，以统一信号处理装置与音频设备的参考地电位，将音频信号发送模块5与识别出的MIC极对接，以建立向音频设备发送数据的通道。 

接收通道上： 

S01、音频信号接收模块2通过音频接口的声道极接收来自音频设备的音频信号，将接收的音频信号传输至第一音频信号转换模块3。该来自音频设备的音频信号经由音频设备组帧、编码及数模转换后得到。 

S02、第一音频信号转换模块3将来自音频设备的该音频信号转换为数字信号，将转换后的数字信号输出至解码模块7。在传输至解码模块7之前，优选的，通过滤毛刺模块对转换后的数字信号。 

S03、解码模块7对来自音频设备的音频信号所转换成的数字信号进行解码，将解码后的数字信号传输至解帧模块9。 

S04、解帧模块9对解码模块7解码后的数字信号进行解帧，将解帧后得到的数据进行缓存，或发送至其他处理模块进行业务处理。 

发送通道上： 

S11、组帧模块8从缓存中取出或从其他处理模块中获取待向音频设备发送的数字信号，对该待向音频设备发送的数字信号进行组帧，将组帧后的数字信号输入至编码模块6。 

S12、编码模块6对组帧模块8输出的经过组帧的待向音频设备发送的数字信号进行编码，将编码后的数字信号输入至第二音频信号转换模块4。 

S13、第二音频信号转换模块4将经过编码的待向音频设备发送的数字信号转换为音频信号，传输至音频信号发送模块5。 

S14、音频信号发送模块5通过音频接口的MIC极将经由第二音频信号转换模块4转换成的音频信号向音频设备发送。音频设备收到该音频信号后，进行模数转换、解码、解帧操作。 

本技术方案还利用音频接口进行数据通信之前，先对音频接口内MIC极和GND极进行识别，再将外部设备中的音频信号发送模块与识别出的MIC极对接，将外部设备的地电位与识别出的GND极对接，将外部设备中的音频信号接收模块与音频接口的声道极对接，为基于音频接口的数据通信提供前提条件。进一步，本发明在利用音频接口进行数据通信的过程中，采用电流型数模转换模块将待向音频设备发送的数字信号转换为音频信号，模拟现有麦克风接口以抽电流的方式接收音频信号的工作原理，使得本发明的信号处理装置和方法与现有的麦克风接口能够更好的兼容。 

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。 

Claims (28)

1.一种解码方法，包括：

根据预设的采样间隔对基于差分曼彻斯特编码的信号进行采样，得到一系列采样点；

将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，得到与所述采样点对应的时间流数据；

从所述时间流数据中解析出码元值。

2.如权利要求1所述的解码方法，其特征在于，将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征得到与所述采样点对应的时间流数据之前，还包括对所述采样点进行滤波处理。

3.如权利要求2所述的解码方法，其特征在于，对所述采样点进行滤波处理包括：

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、N；

从第一采样点开始，判断采样点i与采样点i+n之间的幅值之差是否大于等于预设阈值，如是，则保留当前的采样点i、i+1、……、i+n，更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；否则，丢弃采样点i、i+1、……、i+n，更新更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；其中1＜＝i＜i+n＜＝N，所述n为滤波密度值。

4.如权利要求3所述的解码方法，其特征在于，所述n的取值为2。

5.如权利要求1所述的解码方法，其特征在于，将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，得到与所述采样点对应的时间流数据包括：

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、H；

从第一个采样点开始，依次判断采样点j与采样点j+1的幅值是否异号或采样点j和采样点j+1的幅值是否有一个为0；如否，更新j＝(j)+1，j+1＝(j+1)+1；如是，将序号j和j+1作为X值，将采样点j和j+1的幅值作为Y值，得到二维坐标上的两点(X(j)，Y(j))、(X(j+1)，Y(j+1))，更新j＝(j)+2，j+1＝(j+1)+2；其中1＜＝j＜j+1＜＝H；

根据得到的二维坐标上的所有点进行曲线拟合得到与所述采样点相对应的拟合曲线，所述拟合曲线与X轴的交点的X值为有效时间值；与X轴的所有交点1、2、3……、K的X值组成与所述采样点对应的时间流数据。

6.如权利要求5所述的解码方法，其特征在于：从所述时间流数据中解析出码元值包括：

获取所述信号的信号周期T和所述采样间隔ΔT，根据所述信号周期T和所述采样间隔ΔT设置跳变频域阈值；

预置第一个交点1对应的码元为0；

从第二个交点开始，判断交点t+1与交点t的X值的差值是否大于所述跳变频域阈值，如是，则交点t+1对应的码元为0，更新t＝(t)+1，t+1＝(t+1)+1；否则，交点t+1对应的码元为1，更新t＝(t)+2，t+1＝(t+1)+2，其中1＜＝t＜t+1＜＝K。

7.如权利要求6所述的解码方法，其特征在于：所述跳变频域阈值等于

所述ΔT为采样间隔。

8.如权利要求5所述的解码方法，其特征在于：当对信号进行差分曼彻斯特编码过程中添加了前导码时，从所述时间流数据中解析出码元值时，先判断根据所述时间流数据的前F个数据中解析出的码元是否与发送方设置的前导码对应，如是，则认为接收到的数据正确，从与所述前导码对应的第一个数据开始对所述时间流数据进行解析得到相应的码元值；否则，认为接收到的数据错误；所述F的值根据所述前导码的长度选择设置。

9.如权利要求1-8任一项所述的解码方法，其特征在于，所述信号为脉码调制录音信号或模拟音频信号。

10.一种信号处理方法，包括：

对音频接口内麦克极和地极进行识别，将音频信号发送模块与识别出的麦克极对接，将地电位与识别出的地极对接，将音频信号接收模块与音频接口的声道极对接；

通过所述音频接口的声道极接收来自音频设备的音频信号；

将来自所述音频设备的音频信号转换为数字信号后，根据权利要求1-9任一项所述的方法对接收到的信号进行解码得到相应的码元值；

将待向所述音频设备发送的数字信号转换为音频信号；

通过所述音频接口的麦克极将待向所述音频设备发送的数字信号所转换成的音频信号向所述音频设备发送。

11.如权利要求10所述的信号处理方法，其特征在于，包括在发送所述音频信号前采用电流型数模转换模块将待向所述音频设备发送的数字信号转换为所述音频信号。

12.如权利要求10或11所述的信号处理方法，其特征在于，对音频接口内麦克极和地极进行识别，将音频信号发送模块与识别出的麦克极对接，将地电位与识别出的地极对接的方法包括：

获取所述音频设备在开启录音通道后，其音频接口内一对音频输入极中各极的电信号；

根据所述一对音频输入极中各极的电信号识别所述麦克极和地极；

将所述音频信号发送模块与所述麦克极对接，将地电位与所述地极对接。

13.如权利要求12所述的信号处理方法，其特征在于，获取所述一对音频输入极中各极的电信号的方法为：音频设备开启录音通道后，直接检测其音频接口内一对音频输入极中各极的电压。

14.如权利要求12所述的信号处理方法，其特征在于，获取所述一对音频输入极中各极的电信号的方法为：获取所述一对音频输入极中各极相对于所述参考地电位的电压相对值。

15.如权利要求14所述的信号处理方法，其特征在于，根据所述一对音频输入极中各极的电信号识别麦克极和地极的方法为：检测所述一对音频输入极中各极的电压相对值的正负特性，根据检测结果识别所述麦克极和所述地极。

16.如权利要求14所述的信号处理方法，其特征在于，根据所述一对音频输入极中各极的电信号识别麦克极和地极的方法为：

将所述一对音频输入极中各极的电压相对值分别与所述参考地电位进行比较，根据各自的比较结果分别得到一数字电平信号；

根据得到的两数字电平信号识别所述麦克极和所述地极。

17.一种解码模块，包括依次连接的采样模块、转换模块和解析模块；

所述采样模块用于对经差分曼彻斯特编码后的信号进行采样，得到一系列采样点；

所述转换模块用于将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征，得到与所述采样点对应的时间流数据；

所述解析模块用于从所述时间流数据中解析出码元值。

18.如权利要求17所述的解码模块，其特征在于，还包括连接在所述转换模块和所述处理模块之间的滤波模块，用于在所述转换模块将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征得到与所述采样点对应的时间流数据之前，对所述采样点进行滤波处理。

19.如权利要求18所述的解码模块，其特征在于，所述滤波模块对所述采样点进行滤波处理包括；

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、N；

所述滤波模块从第一采样点开始，判断采样点i与采样点i+n之间的幅值之差是否大于等于预设阈值，如是，则保留当前的采样点i、i+1、……、i+n，更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；否则，丢弃采样点i、i+1、……、i+n，更新更新i＝(i)+n+1，i+n＝(i+n)+n+1；其中1＜＝i＜i+n＜＝N，所述n为滤波密度值。

20.如权利要求17所述的解码模块，其特征在于，所述转换模块包括第一判断子模块和曲线拟合子模块；所述转换模块将所述采样点的幅值-时间特征转化为时间特征得到与所述采样点对应的时间流数据包括：

设得到的采样点依次为1、2、3、4、……、H；

所述第一判断子模块用于从第一个采样点开始，依次判断采样点j与采样点j+1的幅值是否异号或采样点j和采样点j+1的幅值是否有一个为0；如否，更新j＝(j)+1，j+1＝(j+1)+1；如是，将序号j和j+1作为X值，将采样点j和j+1的幅值作为Y值，得到二维坐标上的两点(X(j)，Y(j))、(X(j+1)，Y(j+1))，更新j＝(j)+2，j+1＝(j+1)+2；其中1＜＝j＜j+1＜＝H；

所述曲线拟合子模块用于根据所述第一判断子模块得到的二维坐标上的所有点进行曲线拟合得到与所述采样点相对应的拟合曲线，进而得到所述拟合曲线与X轴的交点的X值为有效时间值；与X轴的所有交点1、2、3……、K的X值组成与所述采样点对应的时间流数据。

21.如权利要求20所述的解码模块，其特征在于，所述解析模块包括阈值设置子模块、码元获取子模块、码元转换子模块；

所述阈值设置子模块用于根据所述信号的信号周期T和所述采样间隔ΔT设置跳变频域阈值；

所述码元获取子模块用于将第一个交点1对应的码元预置为0；从第二个交点开始，判断交点t+1与交点t的X值的差值是否大于所述跳变频域阈值，如是，则交点t+1对应的码元为0，更新t＝(t)+1，t+1＝(t+1)+1；否则，交点t+1对应的码元为1，更新t＝(t)+2，t+1＝(t+1)+2，其中1＜＝t＜t+1＜＝K；

所述码元转换子模块用于将所述码元获取子模块获取的所有码元进行转换，得到发送方发送的原始数据。

22.一种信号处理装置，所述信号处理装置通过音频设备的音频接口与音频设备进行数据交互，所述信号处理装置包括音频接口麦克极和地极的控制模块、音频信号接收模块、第一音频信号转换模块、如权利要求17-21任一项所述的解码模块、第二音频信号转换模块和音频信号发送模块，所述音频信号接收模块与音频接口的声道极对接，其中，

所述音频接口麦克极和地极的控制模块用于对所述音频接口的麦克极和地极进行识别，将所述音频信号发送模块与识别出的麦克极对接，将地电位与识别出的地极对接；

所述音频信号接收模块用于通过所述音频接口的声道极接收来自所述音频设备的音频信号；

所述第一音频信号转换模块用于将来自所述音频设备的音频信号转换为预设的数字信号；

所述解码模块用于对所述第一音频信号转换模块得到的数字信号进行解码；

所述第二音频信号转换模块用于将待向所述音频设备发送的数字信号转换为音频信号；

所述音频信号发送模块用于通过所述音频接口的麦克极将待向所述音频设备发送的数字信号所转换成的音频信号向所述音频设备发送。

23.如权利要求22所述的信号处理装置，其特征在于，所述第二音频信号转换模块为电流型。

24.如权利要求22或23所述的信号处理装置，其特征在于，所述音频接口麦克极和地极的控制模块包括：

获取模块，用于获取所述音频设备在开启录音通道后，其音频接口内一对音频输入极中各极的电信号；

识别模块，用于根据所述一对音频输入极中各极的电信号识别所述麦克极和地极；

端口切换模块，用于所述识别模块识别出麦克极和地极之后，将所述音频信号发送模块与所述麦克极对接，将地电位与所述地极对接。

25.如权利要求24所述的信号处理装置，其特征在于，所述获取模块为电压检测模块，用于所述音频设备开启录音通道后，直接检测其音频接口内一对音频输入极中各极的电压。

26.如权利要求24所述的信号处理装置，其特征在于，所述获取模块为电压域转换模块，用于获取所述一对音频输入极中各极相对于所述参考地电位的电压相对值。

27.如权利要求26所述的信号处理装置，其特征在于，所述识别模块包括第一识别子模块，用于检测所述一对音频输入极中各极的电压相对值的正负特性，根据检测结果识别所述麦克极和所述地极。

28.如权利要求26所述的信号处理装置，其特征在于，所述识别模块包括：

第二识别子模块，用于将所述一对音频输入极中各极的电压相对值分别与所述参考地电位进行比较，根据各自的比较结果分别输出一数字电平信号；

逻辑判断模块，用于根据所述第二识别子模块输出的两数字电平信号识别所述麦克极和所述地极。

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