CN110689899A - 一种蓝牙音频的动态调节方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及一种蓝牙音频的动态调节方法及系统,其中,所述方法包括:获取当前的应用场景,并根据获取结果配置编码器参数;监测实时的通信质量,若监测到通信质量变差,执行用于避免声音卡顿的策略;在执行所述策略之后,若监测到通信质量变好,并且通信质量的变好量达到预设门限时,启动内部计时器,并根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节。本申请提供的技术方案,能够提升蓝牙音频的音质、降低延迟、增强连接稳定性以及延长使用时间。
Description
技术领域
本申请涉及音频数据处理技术领域,特别涉及一种蓝牙音频的动态调节方法及系统。
背景技术
基于A2DP(Advanced Audio Distribution Profile,蓝牙音频传输模型协定)的蓝牙音频应用很广,但目前存在一些问题:
1)默认的SBC(Subband coding,子带编码)编解码器音质较差;
2)延迟较大引起的音视频不同步,对于播放视频和游戏场景用户体验较差;
3)连接稳定性差:在嘈杂的环境中,无线干扰较多,导致误码率升高,造成音频卡顿。
4)耗电较快:有相当部分的蓝牙设备是嵌入式平台,电池容量有限,且有些蓝牙发射模块会选择使用最大发射功率,导致不必要的功耗浪费。
发明内容
本申请的目的在于提供一种蓝牙音频的动态调节方法及系统,能够提升蓝牙音频的音质、降低延迟、增强连接稳定性以及延长使用时间。
为实现上述目的,本申请提供一种蓝牙音频的动态调节方法,所述方法包括:
获取当前的应用场景,并根据获取结果配置编码器参数;
监测实时的通信质量,若监测到通信质量变差,执行用于避免声音卡顿的策略;
在执行所述策略之后,若监测到通信质量变好,并且通信质量的变好量达到预设门限时,启动内部计时器,并根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节。
进一步地,根据获取结果配置编码器参数包括:
若所述应用场景为延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷均设置为最小值;
若所述应用场景为非延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷设置为高于最小值的数值。
进一步地,通信质量变差包括误码率或者重传次数达到对应的误码率上限值或者重传次数上限值;相应地,执行用于避免声音卡顿的策略包括:
增大射频发射功率,并降低音频编码速率。
进一步地,通信质量的变好量达到预设门限包括误码率或者重传次数小于误码率下限值或者小于重传次数下限值。
进一步地,若通信质量的变好量持续达到预设门限,所述内部计时器就持续计时;若通信质量的变好量未达到预设门限,将所述内部计时器的计时清零。
进一步地,根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节:
若所述内部计时器的计时达到第一指定时长,按照指定的速率步进,逐步提高音频编码速率;
在所述音频编码速率被调节至最大的时刻开始,若所述内部计时器的计时持续到第二指定时长,按照指定的功率步进,逐步降低所述射频发射功率。
进一步地,所述方法还包括:
在蓝牙音频的发射端和接收端,分别采用OPUS进行编码和解码。
为实现上述目的,本申请还提供一种蓝牙音频的动态调节系统,所述系统包括:
场景获取单元,用于获取当前的应用场景,并根据获取结果配置编码器参数;
通信质量监测单元,用于监测实时的通信质量,若监测到通信质量变差,执行用于避免声音卡顿的策略;
内部计时单元,用于在执行所述策略之后,若监测到通信质量变好,并且通信质量的变好量达到预设门限时,启动内部计时器,并根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节。
进一步地,所述场景获取单元包括:
第一设置模块,用于若所述应用场景为延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷均设置为最小值;
第二设置模块,用于若所述应用场景为非延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷设置为高于最小值的数值。
进一步地,所述内部计时单元包括:
编码速率提高模块,用于若所述内部计时器的计时达到第一指定时长,按照指定的速率步进,逐步提高音频编码速率;
发射功率降低模块,用于在所述音频编码速率被调节至最大的时刻开始,若所述内部计时器的计时持续到第二指定时长,按照指定的功率步进,逐步降低所述射频发射功率。
同时,OPUS是完全开源且免费的,不仅支持语音编解码,而且支持音乐编解码,在同等码率下音质优于AAC,广泛应用于网络音频,从而使得蓝牙具备较高的音质,还能降低蓝牙模块的成本。此外,OPUS的帧长可以配置为2.5ms~60ms,非常灵活,在延迟敏感的应用场景下,可以配置为最小的编码帧长,配合较小的Payload(有效载荷),能够有效地降低延迟。在无线干扰增多时,可以通过增大射频发射功率和降低编码速率相结合,保证连接稳定性,在无线干扰减少时,逐步的增大编码速率并降低射频功率,提高音质。由此可见,在蓝牙配对时,可以选择一个合适的发射功率,播放过程中,在保证通信质量的前提下,适当降低发射功率,可以节省蓝牙模块的功耗。
附图说明
图1为本申请实施例中动态控制模块的连接示意图;
图2为本申请实施例中蓝牙音频的动态调节方法的流程图;
图3为本申请实施例中蓝牙音频的动态调节方法的步骤示意图;
图4为本申请实施例中蓝牙音频的动态调节系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式,都应当属于本申请保护的范围。
本申请提供一种蓝牙音频的动态调节方法,该方法可以应用于如图1所示的动态控制模块中。如图1所示,动态控制模块可以与音频编码器相连,可以接收音频编码器反馈的射频信号质量,通过识别射频信号质量,动态控制模块可以实时监控当前的通信质量。根据实时监控的通信质量,动态控制模块可以对音频编码器进行射频发射功率和编码速率进行动态调节。此外,动态控制模块还可以根据获取的应用场景进行编码器参数的配置过程。具体地,可以对帧长和有效载荷进行设置。蓝牙发射模块可以按照动态控制模块设定的参数进行信号发射,发射出的蓝牙信号可以被蓝牙接收模块接收,并通过音频解码器解码后播放。
请参阅图2和图3,本申请提供的蓝牙音频的动态调节方法,可以包括以下步骤:
S1:获取当前的应用场景,并根据获取结果配置编码器参数。
S2:监测实时的通信质量,若监测到通信质量变差,执行用于避免声音卡顿的策略。
S3:在执行所述策略之后,若监测到通信质量变好,并且通信质量的变好量达到预设门限时,启动内部计时器,并根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节。
具体地,只要监测到通信质量变差(譬如重传次数较高或者误码率较高),则需要立即增大射频发射功率(假定此时不是最大发射功率),同时降低音频编码速率,以避免声音卡顿。
如果监测到通信质量变好且达到预设门限(例如重传次数较小或者误码率较低),则启动内部计时器,在通信质量较好的前提下,内部计时器可以持续计时,而一旦通信质量变差,内部计时器便会将计时清零。这样,如果内部计时器稳定持续计时超过一定时间后(譬如说M毫秒),则以一定的速率步进增加音频编码速率,直至达到最大的音频编码速率为止。
如果音频编码速率已经最大,并且通信质量依然在一定时长内较好(譬如说N毫秒内依然较好),则以一定的功率步进逐步降低射频发射功率,从而降低蓝牙模块的功耗。
请结合图2,根据获取结果配置编码器参数包括:
若所述应用场景为延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷均设置为最小值。延迟敏感的场景例如可以是游戏场景,或者视频播放场景。
若所述应用场景为非延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷设置为高于最小值的数值,一般而言,可以将帧长设置为中等值,并将有效载荷设置为较大值。非延迟敏感的场景例如可以是音乐播放场景。
对于其它配置参数,则可以采用默认的配置方式,无需进行改变。
在一个实施方式中,通信质量变差包括误码率或者重传次数达到对应的误码率上限值或者重传次数上限值;相应地,执行用于避免声音卡顿的策略包括:增大射频发射功率,并降低音频编码速率。
在一个实施方式中,通信质量的变好量达到预设门限包括误码率或者重传次数小于误码率下限值或者小于重传次数下限值。
在一个实施方式中,若通信质量的变好量持续达到预设门限,所述内部计时器就持续计时;若通信质量的变好量未达到预设门限,将所述内部计时器的计时清零。
在一个实施方式中,根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节:
若所述内部计时器的计时达到第一指定时长,按照指定的速率步进,逐步提高音频编码速率;
在所述音频编码速率被调节至最大的时刻开始,若所述内部计时器的计时持续到第二指定时长,按照指定的功率步进,逐步降低所述射频发射功率。
在一个实施方式中,所述方法还包括:
在蓝牙音频的发射端和接收端,分别采用OPUS进行编码和解码。
请参阅图4,本申请还提供一种蓝牙音频的动态调节系统,所述系统包括:
场景获取单元,用于获取当前的应用场景,并根据获取结果配置编码器参数;
通信质量监测单元,用于监测实时的通信质量,若监测到通信质量变差,执行用于避免声音卡顿的策略;
内部计时单元,用于在执行所述策略之后,若监测到通信质量变好,并且通信质量的变好量达到预设门限时,启动内部计时器,并根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节。
在一个实施方式中,所述场景获取单元包括:
第一设置模块,用于若所述应用场景为延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷均设置为最小值;
第二设置模块,用于若所述应用场景为非延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷设置为高于最小值的数值。
在一个实施方式中,所述内部计时单元包括:
编码速率提高模块,用于若所述内部计时器的计时达到第一指定时长,按照指定的速率步进,逐步提高音频编码速率;
发射功率降低模块,用于在所述音频编码速率被调节至最大的时刻开始,若所述内部计时器的计时持续到第二指定时长,按照指定的功率步进,逐步降低所述射频发射功率。
同时,OPUS是完全开源且免费的,不仅支持语音编解码,而且支持音乐编解码,在同等码率下音质优于AAC,广泛应用于网络音频,从而使得蓝牙具备较高的音质,还能降低蓝牙模块的成本。此外,OPUS的帧长可以配置为2.5ms~60ms,非常灵活,在延迟敏感的应用场景下,可以配置为最小的编码帧长,配合较小的Payload(有效载荷),能够有效地降低延迟。在无线干扰增多时,可以通过增大射频发射功率和降低编码速率相结合,保证连接稳定性,在无线干扰减少时,逐步的增大编码速率并降低射频功率,提高音质。由此可见,在蓝牙配对时,可以选择一个合适的发射功率,播放过程中,在保证通信质量的前提下,适当降低发射功率,可以节省蓝牙模块的功耗。
上面对本申请的各种实施方式的描述以描述的目的提供给本领域技术人员。其不旨在是穷举的、或者不旨在将本发明限制于单个公开的实施方式。如上所述,本申请的各种替代和变化对于上述技术所属领域技术人员而言将是显而易见的。因此,虽然已经具体讨论了一些另选的实施方式,但是其它实施方式将是显而易见的,或者本领域技术人员相对容易得出。本申请旨在包括在此已经讨论过的本发明的所有替代、修改、和变化,以及落在上述申请的精神和范围内的其它实施方式。
Claims (10)
1.一种蓝牙音频的动态调节方法,其特征在于,所述方法包括:
获取当前的应用场景,并根据获取结果配置编码器参数;
监测实时的通信质量,若监测到通信质量变差,执行用于避免声音卡顿的策略;
在执行所述策略之后,若监测到通信质量变好,并且通信质量的变好量达到预设门限时,启动内部计时器,并根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据获取结果配置编码器参数包括:
若所述应用场景为延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷均设置为最小值;
若所述应用场景为非延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷设置为高于最小值的数值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通信质量变差包括误码率或者重传次数达到对应的误码率上限值或者重传次数上限值;相应地,执行用于避免声音卡顿的策略包括:
增大射频发射功率,并降低音频编码速率。
4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,通信质量的变好量达到预设门限包括误码率或者重传次数小于误码率下限值或者小于重传次数下限值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若通信质量的变好量持续达到预设门限,所述内部计时器就持续计时;若通信质量的变好量未达到预设门限,将所述内部计时器的计时清零。
6.根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于,根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节:
若所述内部计时器的计时达到第一指定时长,按照指定的速率步进,逐步提高音频编码速率;
在所述音频编码速率被调节至最大的时刻开始,若所述内部计时器的计时持续到第二指定时长,按照指定的功率步进,逐步降低所述射频发射功率。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在蓝牙音频的发射端和接收端,分别采用OPUS进行编码和解码。
8.一种蓝牙音频的动态调节系统,其特征在于,所述系统包括:
场景获取单元,用于获取当前的应用场景,并根据获取结果配置编码器参数;
通信质量监测单元,用于监测实时的通信质量,若监测到通信质量变差,执行用于避免声音卡顿的策略;
内部计时单元,用于在执行所述策略之后,若监测到通信质量变好,并且通信质量的变好量达到预设门限时,启动内部计时器,并根据所述内部计时器的计时,对音频编码速率和射频发射功率进行调节。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述场景获取单元包括:
第一设置模块,用于若所述应用场景为延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷均设置为最小值;
第二设置模块,用于若所述应用场景为非延迟敏感的场景时,将帧长和有效载荷设置为高于最小值的数值。
10.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述内部计时单元包括:
编码速率提高模块,用于若所述内部计时器的计时达到第一指定时长,按照指定的速率步进,逐步提高音频编码速率;
发射功率降低模块,用于在所述音频编码速率被调节至最大的时刻开始,若所述内部计时器的计时持续到第二指定时长,按照指定的功率步进,逐步降低所述射频发射功率。
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