CN104795073A - 一种音频数据的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种音频数据的处理方法及装置，用以提高对音频数据的编码效率，实现实时编码的目的。所述方法包括：以脉冲编码调制PCM数据格式采集音频数据；对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧；调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将所述PCM数据帧分配至所述至少两个并发的编码线程；采用所述至少两个并发的编码线程对所述PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧；发送所述AAC-ELD数据帧。
Description
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处理方法及装置。
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，由于采用单线程编码，编码效率较低，无法满足实时性的需求。
发明内容
本发明提供一种音频数据的处理方法及装置，用以提高对音频数据的编码效率，实现实时编码的目的。
本发明提供一种音频数据的处理方法，包括：
以脉冲编码调制PCM数据格式采集音频数据；
对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧；
调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将所述PCM数据帧分配至所述至少两个并发的编码线程；
采用所述至少两个并发的编码线程对所述PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧；
发送所述AAC-ELD数据帧。
在本发明一实施例中，所述对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧，包括：
以预设采样点数为单位，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，其中，每预设采样点数的PCM音频数据分为一个PCM数据帧。
在本发明一实施例中，所述采用所述至少两个并发的编码线程对所述PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧，包括：
对所述PCM数据帧进行编号；
采用所述至少两个并发的编码线程对编号后的所述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。
在本发明一实施例中，所述发送所述AAC-ELD数据帧，包括：
按照编号顺序，发送携带有相应编号的所述AAC-ELD数据帧。
在本发明一实施例中，所述按照编号顺序，发送携带有相应编号的所述AAC-ELD数据帧，包括：
获取初始编号的AAC-ELD数据帧，并发送；
当所述初始编号的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。
本发明还提供一种音频数据的处理装置，包括：
采集模块，用于以脉冲编码调制PCM数据格式采集音频数据；
分帧模块，用于对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧；
调用模块，用于调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将所述PCM数据帧分配至所述至少两个并发的编码线程；
编码模块，用于采用所述至少两个并发的编码线程对所述PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧；
发送模块，用于发送所述AAC-ELD数据帧。
在本发明一实施例中，所述分帧模块还用于：
以预设采样点数为单位，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，其中，每预设采样点数的PCM音频数据分为一个PCM数据帧。
在本发明一实施例中，所述编码模块还包括：
编号单元，用于对所述PCM数据帧进行编号；
编码单元，用于采用所述至少两个并发的编码线程对编号后的所述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。
在本发明一实施例中，所述发送模块还包括：
发送子模块，用于按照编号顺序，发送携带有相应编号的所述AAC-ELD数据帧。
在本发明一实施例中，所述发送子模块还用于：
获取初始编号的AAC-ELD数据帧，并发送；
当所述初始编号的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。
本发明实施例的一些有益效果可以包括：
本发明实施例中，以PCM数据格式采集音频数据，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧。随后调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将PCM数据帧分配至至少两个并发的编码线程，进而采用至少两个并发的编码线程对PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧，最后发送AAC-ELD数据帧。由此，本发明实施例调用至少两个并发的编码线程对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。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处理方法的流程图；
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实现步骤S13和S14的流程图；
图4为本发明一实施例中音频数据的处理装置的结构示意图；
图5为本发明一实施例中编码模块44的结构示意图；以及
图6为本发明一实施例中发送模块45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处理方法的流程图，该方法包括以下步骤S11-S15：
步骤S11，以PCM数据格式采集音频数据。
在该步骤中，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。
步骤S12，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧。
步骤S13，调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将PCM数据帧分配至该至少两个并发的编码线程。
步骤S14，采用至少两个并发的编码线程对PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧。
在该步骤中，AAC(Advanced Audio Coding，高级音频编码)-ELD(EnhancedLow 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。
步骤S15，发送AAC-ELD数据帧。
本发明实施例中，以PCM数据格式采集音频数据，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧。随后调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将PCM数据帧分配至至少两个并发的编码线程，进而采用至少两个并发的编码线程对PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧，最后发送AAC-ELD数据帧。由此，本发明实施例调用至少两个并发的编码线程对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。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。
上文步骤S11以PCM数据格式采集音频数据，这里可以进行单声道或双声道的音频数据的采集。若采集双声道的音频数据，则配置采集接口的参数，其中，该采集接口的参数至少包括采集数据格式、采样率、每个采样点的字节数以及声道数。
例如，可以配置以下采集接口的参数：
wfxInput.wFormatTag＝WAVE_FORMAT_PCM；
wfxInput.nSamplesPerSec＝44100；
wfxInput.wBitsPerSample＝16；
wfxInput.nChannels＝2；
其中，wfxInput.wFormatTag表示采集数据格式，wfxInput.nSamplesPerSec表示采样率，wfxInput.wBitsPerSample表示每个采样点的字节数，以及wfxInput.nChannels表示声道数。上述参数的赋值列举仅是示意性的，并不限制本发明，本发明可以根据实际需求配置合适的参数值。
在本发明另一实施例中，上文步骤S12对采集的PCM音频数据进行分帧处理，本发明提供了一种优选的方案，在该方案中，以预设采样点数为单位，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，其中，每预设采样点数的PCM音频数据分为一个PCM数据帧。例如，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，这里，采用480个采样点组成一帧可以由AAC-ELD数据帧长来决定。
上文步骤S13和S14实现了利用至少两个并发的编码线程对PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧。这里，可以预先配置AAC-ELD编码器的参数，其中，编码器的参数至少可以包括声道数、编码输出数据格式、采样率、码率以及每帧采样点数。以下列举了一种配置的编码器的参数：
aacEncoder_SetParam(声道数：2)；
aacEncoder_SetParam(编码输出数据格式：AOT_ER_AAC_ELD)；
aacEncoder_SetParam(采样率：44100)；
aacEncoder_SetParam(码率：128000)；
aacEncoder_SetParam(每帧采样点数：480)；
当然，上述参数的赋值列举仅是示意性的，并不限制本发明，本发明可以根据实际需求配置合适的参数值。
在本发明另一实施例中，以两个并发的编码线程为例，详细介绍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实现步骤S13和S14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。
需要说明的是，本发明可以根据实际需求调用相应数量并发的编码线程，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。
在本发明另一实施例中，步骤S15中发送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。
对应于上述实施例中的音频数据的处理方法，本发明还提供了一种音频数据的处理装置。如图4所示为本发明一实施例中音频数据的处理装置的结构示意图，包括：
采集模块41，用于以脉冲编码调制PCM数据格式采集音频数据；
分帧模块42，用于对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧；
调用模块43，用于调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将PCM数据帧分配至至少两个并发的编码线程；
编码模块44，用于采用至少两个并发的编码线程对PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧；
发送模块45，用于发送AAC-ELD数据帧。
本发明实施例的上述装置：以PCM数据格式采集音频数据，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧。随后调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将PCM数据帧分配至至少两个并发的编码线程，进而采用至少两个并发的编码线程对PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧，最后发送AAC-ELD数据帧。由此，本发明实施例调用至少两个并发的编码线程对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。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，上述分帧模块42还用于：
以预设采样点数为单位，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，其中，每预设采样点数的PCM音频数据分为一个PCM数据帧。
在本发明一实施例中，如图5所示，上述编码模块44还可以包括：
编号单元51，用于对PCM数据帧进行编号；
编码单元52，用于采用至少两个并发的编码线程对编号后的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。
在本发明一实施例中，如图6所示，上述发送模块45还可以包括：
发送子模块61，用于按照编号顺序，发送携带有相应编号的AAC-ELD数据帧。
在本发明一实施例中，上述发送子模块61还用于：
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。
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)
1.一种音频数据的处理方法，其特征在于，包括：
以脉冲编码调制PCM数据格式采集音频数据；
对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧；
调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将所述PCM数据帧分配至所述至少两个并发的编码线程；
采用所述至少两个并发的编码线程对所述PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧；
发送所述AAC-ELD数据帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧，包括：
以预设采样点数为单位，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，其中，每预设采样点数的PCM音频数据分为一个PCM数据帧。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述采用所述至少两个并发的编码线程对所述PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧，包括：
对所述PCM数据帧进行编号；
采用所述至少两个并发的编码线程对编号后的所述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。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发送所述AAC-ELD数据帧，包括：
按照编号顺序，发送携带有相应编号的所述AAC-ELD数据帧。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述按照编号顺序，发送携带有相应编号的所述AAC-ELD数据帧，包括：
获取初始编号的AAC-ELD数据帧，并发送；
当所述初始编号的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。
6.一种音频数据的处理装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于以脉冲编码调制PCM数据格式采集音频数据；
分帧模块，用于对采集的PCM音频数据进行分帧处理，得到PCM数据帧；
调用模块，用于调用至少两个并发的编码线程，按照预设策略将所述PCM数据帧分配至所述至少两个并发的编码线程；
编码模块，用于采用所述至少两个并发的编码线程对所述PCM数据帧进行AAC-ELD编码，得到编码后的AAC-ELD数据帧；
发送模块，用于发送所述AAC-ELD数据帧。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分帧模块还用于：
以预设采样点数为单位，对采集的PCM音频数据进行分帧处理，其中，每预设采样点数的PCM音频数据分为一个PCM数据帧。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述编码模块还包括：
编号单元，用于对所述PCM数据帧进行编号；
编码单元，用于采用所述至少两个并发的编码线程对编号后的所述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。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述发送模块还包括：
发送子模块，用于按照编号顺序，发送携带有相应编号的所述AAC-ELD数据帧。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述发送子模块还用于：
获取初始编号的AAC-ELD数据帧，并发送；
当所述初始编号的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。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150722 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |