CN104795072A - 一种音频数据的编码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种音频数据的编码方法及装置，用以在保证实时编码的前提下，实现降低系统资源的开销和压力的目的。所述方法包括：当采用至少两个并发的编码线程对脉冲编码调制PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率；当监测到所述CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在所述至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码。

Description

一种音频数据的编码方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种音频数据的编码方法及装置。

背景技术

音频数据编码的一个目标是在尽可能多地保持原始声音质量的同时将音频信号压缩成所要的有限信息量。通常可以采用PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)对音频数据进行编码，通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码，其最大的优点就是音质好，最大的缺点就是体积大。

AAC(Advanced Audio Coding，高级音频编码)-ELD(Enhanced Low Delay，增强型低延迟)是一个基于普通音频编解码器AAC(主要用于主流音乐下载和流媒体平台)的通信编解码器。AAC-ELD以非常低的比特率，为视频通话和电话提供了与CD一样的音频质量。

然而，现有技术中对PCM音频数据进行AAC-ELD编码时，为了提高编码效率，采用多线程进行编码，从而满足编码实时性的需求。然而，多线程的编码方式增加了系统资源的开销和压力，若多线程中存在空闲的线程时，还会占用系统资源，降低系统资源的利用率。

发明内容

本发明提供一种音频数据的编码方法及装置，用以在保证实时编码的前提下，实现降低系统资源的开销和压力的目的。

本发明提供一种音频数据的编码方法，包括：

当采用至少两个并发的编码线程对脉冲编码调制PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率；

当监测到所述CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在所述至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码。

在一个实施例中，在利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码之后，还包括：

发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

在一个实施例中，所述滞留的PCM音频数据帧设置有编号，所述利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码得到的AAC-ELD数据帧携带有相应的编号，所述发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧，包括：

按照所述编号顺序，发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

在一个实施例中，在所述实时监测本终端的CPU使用率之后，还包括：

当监测到所述CPU使用率小于或等于第二预设阈值、且不存在滞留的PCM音频数据帧时，从所述至少两个并发的编码线程中选择至少一个编码线程；

关闭所述选择的至少一个编码线程。

在一个实施例中，所述关闭所述选择的至少一个编码线程，包括：

当所述选择的至少一个编码线程中不存在待编码的PCM音频数据帧、且不存在待发送的AAC-ELD数据帧时，则关闭所述选择的至少一个编码线程。

本发明还提供一种音频数据的编码装置，包括：

监测模块，用于当采用至少两个并发的编码线程对脉冲编码调制PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率；

第一处理模块，用于当监测到所述CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在所述至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码。

在一个实施例中，在所述第一处理模块利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码之后，所述装置还包括：

发送模块，用于发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

在一个实施例中，所述滞留的PCM音频数据帧设置有编号，所述利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码得到的AAC-ELD数据帧携带有相应的编号，所述发送模块还用于：

按照所述编号顺序，发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

在一个实施例中，在所述监测模块实时监测本终端的CPU使用率之后，所述装置还包括：

第二处理模块，用于当监测到所述CPU使用率小于或等于第二预设阈值、且不存在滞留的PCM音频数据帧时，从所述至少两个并发的编码线程中选择至少一个编码线程；关闭所述选择的至少一个编码线程。

在一个实施例中，所述第二处理模块还用于：

当所述选择的至少一个编码线程中不存在待编码的PCM音频数据帧、且不存在待发送的AAC-ELD数据帧时，则关闭所述选择的至少一个编码线程。

本发明实施例的一些有益效果可以包括：

本发明实施例中，当采用至少两个并发的编码线程对PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率，当监测到CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用加入的至少一个编码线程对滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码，能够提高编码的效率，从而保证编码的实时性。进一步，本发明通过AAC-ELD编码方式对音频数据编码，能够降低音频数据的数据量，从而在后续发送编码后的AAC-ELD数据帧时能够提高传输效率，并且AAC-ELD数据帧能够保证音频数据的质量，从而实现音频数据快速传输同时能够兼顾音频数据的质量的目的。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一实施例中音频数据的编码方法的流程图；

图2为本发明一实施例中音频数据的处理方法的队列示意图；

图3为本发明一实施例中利用两个并发的编码线程对PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码的方法的流程图；

图4为本发明另一实施例中音频数据的处理方法的队列示意图；

图5为本发明一实施例中音频数据的编码装置的结构示意图；以及

图6为本发明另一实施例中音频数据的编码装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示为本发明一实施例中音频数据的编码方法的流程图，该方法包括以下步骤S11-S12：

步骤S11，当采用至少两个并发的编码线程对脉冲编码调制PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率。

步骤S12，当监测到CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用加入的至少一个编码线程对滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码。

本发明实施例中，当采用至少两个并发的编码线程对PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率，当监测到CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用加入的至少一个编码线程对滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码，能够提高编码的效率，从而保证编码的实时性。进一步，本发明通过AAC-ELD编码方式对音频数据编码，能够降低音频数据的数据量，从而在后续发送编码后的AAC-ELD数据帧时能够提高传输效率，并且AAC-ELD数据帧能够保证音频数据的质量，从而实现音频数据快速传输同时能够兼顾音频数据的质量的目的。

在步骤S11中采用至少两个并发的编码线程对脉冲编码调制PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码，以两个并发的编码线程为例，利用两个并发的编码线程对PCM数据帧进行AAC-ELD编码。如图2所示，准备四个队列，分别为队列一至四，其中，

队列一：由PCM采集线程和编码线程一共用，存放的是PCM数据帧；

队列二：由PCM采集线程和编码线程二共用，存放的是PCM数据帧；

队列三：由编码线程一和发送线程共用，存放的是AAC-ELD数据帧；

队列四：由编码线程二和发送线程共用，存放的是AAC-ELD数据帧。

图3所示为本发明一实施例中利用两个并发的编码线程对PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码的方法的流程图，包括以下步骤S31-S33：

步骤S31，PCM采集线程对PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧后，将相邻的100个PCM数据帧分别放入队列一、队列二。

该步骤中，PCM采集线程将PCM音频数据按照480个采样点为单位分成一个个PCM数据帧。

步骤S32，每100个PCM数据帧分为一组分给编码线程一和编码线程二。

该步骤中，100个PCM数据帧为一组是一个经验值，当这个值变大时会造成AAC-ELD编码不能实时完成，当这个值变小时会造成编码后的音频有明显的杂音。

步骤S33，利用编码线程一和编码线程二同时对PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧。

该步骤中，本发明提供了一种优选的方案，即对PCM数据帧进行编号，采用编码线程一和编码线程二同时对编号后的PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到携带有相应编号的AAC-ELD数据帧。

由此，本发明实现了利用两个并发的编码线程(编码线程一和编码线程二)对PCM数据帧进行AAC-ELD编码，提高了AAC-ELD编码的效率，从而能够实现实时编码，保证实时性。

在步骤S33之后，发送AAC-ELD数据帧，可以按照编号顺序，发送携带有相应编号的所述AAC-ELD数据帧。进一步，可以获取初始编号的AAC-ELD数据帧，并发送，当初始编号的AAC-ELD数据帧发送完成时，获取顺序的下一编号的AAC-ELD数据帧，并发送，以此类推，直至发送完成所有编号的AAC-ELD数据帧。

例如，在图3所示的方案中，发送线程分别从队列三和队列四取AAC-ELD数据帧，并按照AAC-ELD数据帧的编号顺序发送。即，发送线程首先规定发送AAC-ELD数据帧的编号为1，然后分别从队列三和队列四取一帧数据，查看帧的编码并将编号为1的帧发送出去。发送成功后，发送编号递增为2，然后分别从队列三和队列四取一帧数据，查看帧的编码并将编号为2的帧发送出去。发送成功后，发送编号递增为3，以此类推，直至发送完成所有编号的AAC-ELD数据帧。

需要说明的是，本发明在调用多个并发的编码线程对PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，如调用三个并发的编码线程，此时，在上述两个并发的编码线程实现的基础上，还需要准备队列五和队列六，其中，队列五由PCM采集线程和编码线程三共用，存放的是PCM数据帧；队列六由编码线程三和发送线程共用，存放的是AAC-ELD数据帧。以此类推，可以实现多个并发的编码线程的调用。

以上保证了系统的基本运行，在这个基础上实时判断是否要增加编码线程数量或者减少编码线程的数量，但系统至少保证有两个并发的编码线程。

在本发明的一实施例中，若监测到CPU使用率大于70％、且PCM数据队列中存在滞留的PCM音频数据帧，这时说明系统整体负载很高导致AAC-ELD编码不能实时进行，根据这个情况需要增加至少一个编码线程保证PCM数据帧能实时编码成AAC-ELD数据帧。相应的，增加编码线程对应的操作为：增加一个PCM数据队列，增加一个AAC-ELD数据队列，如图4所示。需要说明的是，CPU使用率为70％仅是示意的，并不限制本发明，本发明可以根据实际需求选择相应的CPU使用率作为监控值。

此外，增加了编码线程后发送AAC-ELD数据帧的发送线程算法稍微有一些变化，现在每次发送一个数据帧时需要从所有的AAC-ELD数据队列中取一帧，然后判断与需要发送的帧编码相同的数据帧并发送。即在步骤S12之后，发送利用加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。进一步，滞留的PCM音频数据帧设置有编号，利用加入的至少一个编码线程对滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码得到的AAC-ELD数据帧携带有相应的编号，从而按照编号顺序，发送利用加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

在本发明的另一实施例中，若监测到CPU使用率小于20％、且PCM数据队列中不存在滞留的PCM音频数据帧，这时说明系统整体负载很低，AAC-ELD编码能实时进行，没有必要多余的编码线程并行编码，根据这个情况可以减少至少一个编码线程，从而可以减少系统资源的开销和压力，提高系统资源的利用率。例如，从至少两个并发的编码线程中选择至少一个编码线程，并关闭选择的至少一个编码线程。相应的，减少编码线程对应的操作为：首先选定一个编码线程，准备关闭该线程，一般选最近创建的一个线程。其次是不往该线程对应的PCM数据队列中增加PCM数据帧。然后当该线程对应的AAC-ELD数据队列中的AAC-ELD数据帧全部发送完成后即可销毁该线程以及该线程对应的PCM数据队列和AAC-ELD数据队列。需要说明的是，CPU使用率为20％仅是示意的，并不限制本发明，本发明可以根据实际需求选择相应的CPU使用率作为监控值。

对应于上述实施例中的音频数据的编码方法，本发明还提供了一种音频数据的编码装置。如图5所示为本发明一实施例中音频数据的编码装置的结构示意图，包括：

监测模块51，用于当采用至少两个并发的编码线程对脉冲编码调制PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率；

第一处理模块52，用于当监测到CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用加入的至少一个编码线程对滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码。

本发明实施例的上述装置：当采用至少两个并发的编码线程对PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率，当监测到CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用加入的至少一个编码线程对滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码，能够提高编码的效率，从而保证编码的实时性。进一步，本发明通过AAC-ELD编码方式对音频数据编码，能够降低音频数据的数据量，从而在后续发送编码后的AAC-ELD数据帧时能够提高传输效率，并且AAC-ELD数据帧能够保证音频数据的质量，从而实现音频数据快速传输同时能够兼顾音频数据的质量的目的。

在本发明一实施例中，如图6所示，在上述第一处理模块52利用加入的至少一个编码线程对滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码之后，图5展示的装置还可以包括：

发送模块61，用于发送利用加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

在本发明一实施例中，滞留的PCM音频数据帧设置有编号，利用加入的至少一个编码线程对滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码得到的AAC-ELD数据帧携带有相应的编号，上述发送模块61还可以用于：

按照编号顺序，发送利用加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

在本发明一实施例中，如图6所示，在上述监测模块51实时监测本终端的CPU使用率之后，图5展示的装置还可以包括：

第二处理模块62，用于当监测到CPU使用率小于或等于第二预设阈值、且不存在滞留的PCM音频数据帧时，从至少两个并发的编码线程中选择至少一个编码线程；关闭选择的至少一个编码线程。

在本发明一实施例中，上述第二处理模块62还用于：

当选择的至少一个编码线程中不存在待编码的PCM音频数据帧、且不存在待发送的AAC-ELD数据帧时，则关闭选择的至少一个编码线程。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种音频数据的编码方法，其特征在于，包括：

当采用至少两个并发的编码线程对脉冲编码调制PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率；

当监测到所述CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在所述至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码之后，还包括：

发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述滞留的PCM音频数据帧设置有编号，所述利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码得到的AAC-ELD数据帧携带有相应的编号，所述发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧，包括：

按照所述编号顺序，发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在所述实时监测本终端的CPU使用率之后，还包括：

当监测到所述CPU使用率小于或等于第二预设阈值、且不存在滞留的PCM音频数据帧时，从所述至少两个并发的编码线程中选择至少一个编码线程；

关闭所述选择的至少一个编码线程。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述关闭所述选择的至少一个编码线程，包括：

当所述选择的至少一个编码线程中不存在待编码的PCM音频数据帧、且不存在待发送的AAC-ELD数据帧时，则关闭所述选择的至少一个编码线程。

6.一种音频数据的编码装置，其特征在于，包括：

监测模块，用于当采用至少两个并发的编码线程对脉冲编码调制PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码时，实时监测本终端的CPU使用率；

第一处理模块，用于当监测到所述CPU使用率大于或等于第一预设阈值、且存在滞留的PCM音频数据帧时，在所述至少两个并发的编码线程中加入至少一个编码线程，以利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述第一处理模块利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码之后，所述装置还包括：

发送模块，用于发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

所述滞留的PCM音频数据帧设置有编号，所述利用所述加入的至少一个编码线程对所述滞留的PCM音频数据帧进行AAC-ELD编码得到的AAC-ELD数据帧携带有相应的编号，所述发送模块还用于：

按照所述编号顺序，发送利用所述加入的至少一个编码线程编码得到的AAC-ELD数据帧。

9.根据权利要求6-8任一项所述的装置，其特征在于，在所述监测模块实时监测本终端的CPU使用率之后，所述装置还包括：

第二处理模块，用于当监测到所述CPU使用率小于或等于第二预设阈值、且不存在滞留的PCM音频数据帧时，从所述至少两个并发的编码线程中选择至少一个编码线程；关闭所述选择的至少一个编码线程。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块还用于：

当所述选择的至少一个编码线程中不存在待编码的PCM音频数据帧、且不存在待发送的AAC-ELD数据帧时，则关闭所述选择的至少一个编码线程。