CN110730406A

CN110730406A - 一种基于Android系统两路独立音源输出的方法

Info

Publication number: CN110730406A
Application number: CN201910939610.0A
Authority: CN
Inventors: 孙德生; 黎逵; 张建; 孙建伟
Original assignee: Shenzhen Wise World Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Wise World Technology Co Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-01-24

Abstract

本发明公开了一种基于Android系统两路独立音源输出的方法，包含以下步骤：S1,将系统中的原始音频通过使用Android系统原始音频流类型送到主控制器的Codec音频设备解码，再通过line out接口输出到音频放大器，最后由智能后视镜的喇叭输出；S2,将系统中的原始音频通过拓展一种音频策略将使用拓展的一种Android音频流类型的音频数据送到新增的虚拟Codec音频设备解码，通过I2S接口输出至FM发射器。本发明的有益效果是：通过改造原生Android系统声音输出路径的控制逻辑，硬件上支持喇叭和FM发射器双通道，实现两路独立音源输出，两路声音输出相互独立，声音内容不同。在体验音乐时不会影响导航等其他声音信息的接收，两路声音音源不同，不会造成听觉的滞后感，同时两路声音音量大小独立控制，可自由设定，同时播报时也不会影响另外一路的音量。

Description

一种基于Android系统两路独立音源输出的方法

技术领域

本发明涉及汽车后视镜技术领域，特别涉及一种基于Android系统两路独立音源输出的方法。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展和生活水平的日益提高，汽车数量持续增加。而在汽车后装市场上智能后视镜大受欢迎，不仅安装便捷，又带有行车记录和导航等功能。

目前市场上的智能后视镜大多数是基于Android系统，在声音输出方面，Android原生系统是统一输出同种音源，无论系统有多少音频输出通道，如喇叭、红外耳机、FM发射器等，所有通道输出的是同种声音。而在喇叭和FM发射器同时输出声音的时候，比如听音乐，由于FM发射器发射声音和原车FM接收声音的延迟，以及智能后视镜上喇叭和原车喇叭到人耳的距离差，会造成两路声音中会有一些时差，其中通过FM发射的声音会有滞后，此种体验感较差。再如智能后视镜在播放音乐时，如果有导航播报，为了让司机能听到导航的声音，在播报导航时需要调低音乐音量，待播报完成后再调节回原来的音量大小，但是如果这个时间点恰逢在音乐高音时被拉低音量，则听觉效果会大幅降低。

因此，现有技术中智能后视镜中存在播放音乐时影响导航等其他声音信息的接收的问题，由于两路声音音源相同，会造成发声源的距离差和传输时延造成听觉的滞后感。

发明内容

为克服现有技术中全部或部分的缺陷，本发明提出一种基于Android系统两路独立音源输出的方法，是通过如下技术方案实现的。

一种基于Android系统两路独立音源输出的方法，包含以下步骤：S1,将系统中的原始音频通过使用Android系统原始音频流类型送到主控制器的Codec音频设备解码，再通过line out接口输出到音频放大器，最后由智能后视镜的喇叭输出；S2,将系统中的原始音频通过拓展一种音频策略将使用拓展的一种Android音频流类型的音频数据送到新增的虚拟的Codec音频设备解码，再通过I2S接口输出至FM发射器。

进一步地，在S2中，I2S接口与FM之间还设置有输出通道切换模块，输出通道切换模块与音频放大器连接。

进一步地，在S2中所述虚拟的Codec音频设备由I2S接口的驱动和硬件抽象层构成。

进一步地，在S2中，具体包含以下步骤：A1,系统拓展一种音频流类型；A2，系统加载虚拟的Codec音频设备；A3，同时拓展一种音频策略使系统将拓展音频流类型与虚拟的Codec音频设备相绑定；A4，拓展的音频流通过虚拟的Codec音频设备解码，通过I2S接口输出至FM发射器。

进一步地，在A1中，具体过程为，系统新增一种音频流类型，自定义为多媒体应用在播放时使用该音频流类型。

进一步地，在A2中，具体过程为，系统通过配置I2S接口的驱动，生成I2S接口的驱动所对应的虚拟Codec音频设备节点，系统操作I2S虚拟Codec音频设备设备节点，形成虚拟Codec音频设备的音频接口库；系统解析I2S音频设备配置文件，获取代表I2S虚拟Codec音频设备的设备ID值，系统完成基于I2S接口的虚拟Codec音频设备加载。

进一步地，在A3中，具体过程为，同时拓展一种音频策略，播放时系统通过判定音频流类型，当音频流类型为所述拓展的音频流类型时，将通过拓展的音频策略得到代表虚拟Codec音频设备的ID值。

本发明的有益效果是：

通过改造原生Android系统声音输出路径的控制逻辑，硬件上支持喇叭和FM发射器双通道，实现两路独立音源输出，两路声音输出相互独立，声音内容不同。在体验音乐时不会影响导航等其他声音信息的接收，两路声音音源不同，不会造成听觉的滞后感，同时两路声音音量大小独立控制，可自由设定，同时播报时也不会影响另外一路的音量。

附图说明

图1是本发明工作流程示意图。

图2是本发明系统音频流的播放逻辑关系框图。

图3是本发明音频策略服务流程图。

图4是本发明创建音频策略管理对象流程图。

图5是本发明获取输出音频设备流程图。

图6是本发明选择输出音频设备流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的在于提供一种基于Android系统智能后视镜上实现双路独立音源输出的方法。通过改造原生Android系统声音输出路径的控制逻辑，硬件设计上支持喇叭和FM发射器双通道，实现两路独立音源输出。一路音源最终由喇叭输出，负责播放导航声音、系统提示音、ADAS播报音，另外一路音源连接FM发射模块上，最终通过多媒体播放器输出。运用此种方法，在体验音乐时也不会影响导航等其他声音信息的接收，两路声音音源不同，不会由于发声源的距离差和传输时延迟造成听觉的滞后感，同时两路声音音量独立控制，可自由设定，不会互相影响。

智能后视镜声音输出原理如图1所示，智能后视镜的主控制器SOC一般都集成了一个Codec音频设备音频解码器，比如全志的T3芯片，Codec音频设备可以将系统的原始音频解码，并通过Line out端口输出到音频放大器，再输出到智能后视镜的喇叭，主要用于播放导航声音、系统提示音、ADAS播报音等。另一路利用扩展I2S接口(集成电路内置音频总线)，I2S接口不属于集成的Codec音频设备模块，利用I2S接口可以直接输出声音到FM发射模块，也可以先输出到输出通道切换模块，通过输出通道切换模块输出至音频放大器。在FM发射功能打开的情况下，I2S这一路的声音可以直接输出到FM发射模块。在FM发射模块关闭的情况下，输出通道切换模块可以把I2S输出的声音输出到音频放大器，再通过喇叭输出，保障司机可以在FM发射功能关闭的情况下依然可以听到通过I2S输出的声音。另外如高通的MSM8953平台，也是集成了一个Codec音频设备，还携带有备用的I2S接口，智能后视镜目前用的处理器基本都具有Codec音频设备和另外一组I2S接口。本发明方法符合系统原理框图的设计需求。

在Android系统中，主控制器自带的Codec音频设备就是一个声卡设备，因此需要将对应I2S接口的驱动及其硬件抽象层模拟成另外一个虚拟的Codec音频设备。两个声卡设备在系统中同时存在的情况下，不同音源的声音是可以送到不同的声卡设备上，但是需要对Android声音系统的控制逻辑做出改造。

在Android系统中，AudioManager音频管理类主要提供了丰富的API(应用程序接口)让开发者对应用的音量和声音模式进行管理，在AudioManager音频管理类中定义了丰富的音频流类型。Android音频服务AudioFlinger是整个音频系统的核心、中枢，它是一个系统服务，启到承上(为上层提供访问接口)启下(通过HAL来管理音频设备)的作用。AudioFlinger是音频策略的执行者，例如与音频设备通信，维护现有系统中的音频设备，以及多个音频流的混音处理等。Android音频服务AudioPolicyService是音频策略的制定者，例如控制打开音频接口设备、制定Stream类型的音频对应的音频设备。Android的原生设计是所有的音频流在播放的时候都是通过一个音频设备Codec音频设备输出。为了支持不同流能输出到不同的音频设备上，需要完成两件核心的事情，其一就是扩展音频流类型，其二就是修改AudioFlinger和AudioPolicyService的逻辑。

考虑到系统兼容性，在具体实施例中，新增一种音频流类型，定义为STREAM_EXTERNAL，该音频流类型专用于自定义的多媒体应用播放音频。修改后音频流定义如下表1所示：

Stream Type	Description
		STREAM_VOICE_CALL	通话声音
STREAM_SYSTEM	系统声音
		STREAM_RING	电话铃声和短信提示
STREAM_MUSIC	音乐播放
		STREAM_ALARM	警告音
STREAM_NOTIFICATION	通知声音
		STREAM_BLUETOOTH_SCO	连接蓝牙后的通话音
STREAM_SYSTEM_ENFORCED	强制的系统声音
		STREAM_DTMF	DTMF声音(拨号键盘音)
STREAM_EXTERNAL	新增自定义多媒体声音播放

表1

修改AudioFlinger和AudioPolicyService的操作逻辑，使系统原生其它STREAM音频流类型和新增STREAM_EXTERNAL音频流的播放逻辑关系框图如图2所示，图2体现了系统中处理不同音频流类型的业务逻辑。其中AudioPolicyService提供了策略选择，AudioFlinger根据AudioPolicyService选择的音频设备，将音频数据送至对应的音频设备，实现了具体的策略执行。为了实现逻辑框图的设计，还需要实现以下两个功能：一是将新增的I2S音频设备加载到系统中，使AudioFlinger能够操作到该音频设备接口；二是在音频策略选择时新增一种针对STREAM_EXTERNAL音频流的策略类型可以路由选择到新增的I2S音频设备。

通过上述业务逻辑描述，在AudioFlinger会操作到不同流类型的音频设备接口。在本发明中就需要将新增的I2S音频设备加入到系统音频设备中去。在Android系统中直接管理I2S音频设备的是Linux驱动。系统通过配置I2S设备接口驱动，生成I2S所对应的音频设备节点。Android系统硬件抽象HAL层操作I2S音频设备节点，形成该设备的音频接口库。

如图3所示，在音频策略的初始化流程中，涉及多个过程，与本设计重点相关的环节是创建音频策略管理对象部分。系统通过音频策略设备，在创建音频策略管理对象的子流程中，就会加载音频设备的HAL层音频接口库，新增的I2S音频设备对应的音频接口库就会加载到系统中并接受AudioPolicyService管理。

如图4所示，系统在创建音频策略对象时会首先解析音频设备配置文件，因此在音频策略配置文件中添加I2S设备对应音频设备信息，I2S所对应的音频接口库将会被加载到系统中。然后系统通过解析配置文件，会获取到自定义的I2S所对应的音频设备信息AUDIO_DEVICE_OUT_EXTERNAL的设备ID值，该定义的音频设备是后续进行音频策略选择该音频设备的依据，至此I2S设备已经添加完成。

接下来在音频流策略上将新增针对STREAM_EXTERNAL音频流的策略STRATEGY_EXTERNAL，负责路由到新加载的I2S音频设备上。在图2中可以看出，应用端调用的音频播放接口，通过调用AudioTrack来发起音频数据播放动作。在AudioTrack类中，创建播放Track的时，根据音频Stream的类型获取当前Track输出的音频设备对象。本设计中根据多媒体应用设置新增的STREAM_EXTERNAL音频流类型，路由选择I2S音频设备就是在此处完成。该过程的流程图如图5所示。

最终完成输出音频设备选择的是在AudioPolicyService中来完成。在AudioPolicyService选择输出音频设备流程图如图6所示，AudioPolicyService重点完成了音频输出设备选择。在本发明中，针对新增的STREAM_EXTERNAL流类型，在获取音频策略时，会返回设计中新增的STRATEGY_EXTERNAL音频策略，完成STREAM_EXTERNAL音频策略选择设计。在获取到STRATEGY_EXTERNAL音频策略后，根据STRATEGY_EXTERNAL获取设备信息时，将返回在此前I2S所对应的音频设备库加载时获取到的AUDIO_DEVICE_OUT_EXTERNAL设备ID值，该值代表了I2S音频设备。由此将STREAM_EXTERNAL与I2S音频设备进行了绑定。至此已将系统新增的STREAM_EXTERNAL音频流类型，与对应的I2S音频输出设备关联上，完成了从应用APP端到I2S音频输出设备端完整音频策略设计。在策略选择设计上，理论上两个音频设备都可以选择，根据业务需求可以指定到任何一个音频设备上，关键是要有两个音频设备在AudioPolicyService管理中。

在多媒体应用开发中操作AudioTrack进行音频播放时，设置音频流类型为STREAM_EXTERNAL即可将播放声音输出至指定的音频设备，例如基于I2S的虚拟音频设备。如果设置成其他类型，声音将输出到自带的Codec音频设备上，输出到喇叭上。整个设计最大限度的保障了系统兼容性，同时创造性的完成了不同音频流输出到不同的音频设备上，大大提高声音服务的体验。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于Android系统两路独立音源输出的方法，其特征在于，包含以下步骤：

S1,将系统中的原始音频通过使用Android系统原始音频流类型送到主控制器的Codec音频设备解码，再通过line out接口输出到音频放大器，最后由智能后视镜的喇叭输出；

S2,将系统中的原始音频通过拓展一种音频策略将使用拓展的一种Android音频流类型的音频数据送到新增的虚拟的Codec音频设备解码，再通过I2S接口输出至FM发射器。

2.根据权利要求1所述的基于Android系统两路独立音源输出的方法，其特征在于，在S2中，I2S接口与FM之间还设置有输出通道切换模块，输出通道切换模块与音频放大器连接。

3.根据权利要求1所述的基于Android系统两路独立音源输出的方法，其特征在于，在S2中所述虚拟的Codec音频设备由I2S接口的驱动和硬件抽象层构成。

4.根据权利要求3所述的基于Android系统两路独立音源输出的方法，其特征在于，在S2中，具体包含以下步骤：

A1,系统拓展一种音频流类型；A2，系统加载虚拟的Codec音频设备；A3，同时拓展一种音频策略使系统将拓展音频流类型与虚拟的Codec音频设备相绑定；A4，拓展的音频流通过虚拟的Codec音频设备解码，通过I2S接口输出至FM发射器。

5.根据权利要求4所述的基于Android系统两路独立音源输出的方法，其特征在于，在A1中，具体过程为，系统新增一种音频流类型，自定义为多媒体应用在播放时使用该音频流类型。

6.根据权利要求5所述的基于Android系统两路独立音源输出的方法，其特征在于，在A2中，具体过程为，系统通过配置I2S接口的驱动，生成I2S接口的驱动所对应的虚拟Codec音频设备节点，系统操作I2S虚拟Codec音频设备设备节点，形成虚拟Codec音频设备的音频接口库；系统解析I2S音频设备配置文件，获取代表I2S虚拟Codec音频设备的设备ID值，系统完成基于I2S接口的虚拟Codec音频设备加载。

7.根据权利要求6所述的基于Android系统两路独立音源输出的方法，其特征在于，在A3中，具体过程为，同时拓展一种音频策略，播放时系统通过判定音频流类型，当音频流类型为所述拓展的音频流类型时，将通过拓展的音频策略得到代表虚拟Codec音频设备的ID值。