CN110740406A - 一种耳机数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质 - Google Patents

一种耳机数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种耳机数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质，应用于耳机，获取待传输数据的第一数据类型；获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型；确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值；在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型；对待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。本申请中，在预设数据类型中，将小数位数比待传输数据及FIR滤波系数的小数位数和值大至少两阶的数据类型，确定为FIR滤波结果的第三数据类型，并且按照第三数据类型对待传输数据进行滤波，在滤波过程中不会出现因滤波结果溢出导致的破音、失音等现象，提高了耳机传输数据的性能。

Description

一种耳机数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种耳机数据传输方法、系统、设备及计算机存储介质。
背景技术
随着通信技术的发展，用户在应用手机、平板等电子设备时，为了使得人耳舒适的接收数据，会使用耳机来传输数据。耳机(Earphones；Headphones；Head-sets；Earpieces)是一对转换单元，接受媒体播放器或接收器所发出的电讯号，利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。
当前，耳机种类的增多为用户提供了越来越多的选择机会，比如用户可以选择有线耳机、TWS(True Wireless Stereo，真无线)耳机等。
然而，用户在应用耳机进行数据传输时，可能出现破音和失真等现象，用户体验性差。
综上所述，如何提高耳机数据的传输性能是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种耳机数据传输方法，其能在一定程度上解决如何提高耳机数据的传输性能的技术问题。本申请还提供了一种耳机数据传输系统、设备及计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种耳机数据传输方法，应用于耳机，包括：
获取待传输数据的第一数据类型；
获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型；
确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值；
在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型；
对所述待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。
优选的，所述确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值之后，所述在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型之前，还包括：
获取设定的FIR滤波结果的第四数据类型；
判断在所述预设数据类型中，所述第四数据类型的小数位数是否比所述和值大至少两阶，若否，则执行所述在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型的步骤。
优选的，所述确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值之前，还包括：
判断所述耳机的芯片是否为定点芯片，若是，则执行所述确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值的步骤。
优选的，所述对所述待传输数据进行FIR滤波，包括：
通过并行方式对所述待传输数据进行FIR滤波。
一种耳机数据传输系统，应用于耳机，包括：
第一获取模块，用于获取待传输数据的第一数据类型；
第二获取模块，用于获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型；
第一确定模块，用于确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值；
第二确定模块，用于在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型；
第一滤波模块，用于对所述待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。
优选的，还包括：
第三获取模块，用于所述第一确定模块确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值之后，所述第二确定模块在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型之前，获取设定的FIR滤波结果的第四数据类型；
第一判断模块，用于判断在所述预设数据类型中，所述第四数据类型的小数位数是否比所述和值大至少两阶，若否，则提示所述第二确定模型执行所述在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型的步骤。
优选的，还包括：
第二判断模块，用于所述第一确定模块确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值之前，判断所述耳机的芯片是否为定点芯片，若是，则提示所述第一确定模块执行所述确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值的步骤。
优选的，所述第一滤波模块包括：
第一滤波单元，用于通过并行方式对所述待传输数据进行FIR滤波。
一种耳机数据传输设备，应用于耳机，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一所述耳机数据传输方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一所述耳机数据传输方法的步骤。
本申请提供的一种耳机数据传输方法，应用于耳机，获取待传输数据的第一数据类型；获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型；确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值；在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型；对待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。本申请提供的一种耳机数据传输方法，在预设数据类型中，将小数位数比待传输数据及FIR滤波系数的小数位数和值大至少两阶的数据类型，确定为FIR滤波结果的第三数据类型，并且按照第三数据类型对待传输数据进行滤波，降低了待传输数据的噪声，并且在滤波过程中不会出现因滤波结果溢出导致的破音、失音等现象，保证了FIR滤波结果的音效，提高了耳机传输数据的性能。本申请提供的一种耳机数据传输系统、设备及计算机可读存储介质也解决了相应技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种耳机数据传输方法的流程图；
图2为实验中FIR滤波输出结果图；
图3为实验中FIR滤波误差图；
图4为实验中FIR滤波时长图；
图5为本申请实施例提供的一种耳机数据传输系统的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种耳机数据传输设备的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种耳机数据传输设备的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
随着通信技术的发展，用户在应用手机、平板等电子设备时，为了使得人耳舒适的接收数据，会使用耳机来传输数据。耳机(Earphones；Headphones；Head-sets；Earpieces)是一对转换单元，接受媒体播放器或接收器所发出的电讯号，利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。当前，耳机种类的增多为用户提供了越来越多的选择机会，比如用户可以选择有线耳机、TWS(True Wireless Stereo，真无线)耳机等。然而，用户在应用耳机进行数据传输时，可能出现破音和失真等现象，用户体验性差。本申请提供的一种耳机数据传输方法可以提高耳机数据的传输性能。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种耳机数据传输方法的流程图。
本申请实施例提供的一种耳机数据传输方法，应用于耳机，可以包括以下步骤：
步骤S101：获取待传输数据的第一数据类型。
步骤S102：获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型。
实际应用中，由于待传输数据的第一数据类型及FIR滤波系数的第二数据类型会影响FIR滤波结果的数据类型，所以需获取待传输数据的第一数据类型及FIR滤波系数的第二数据类型。
步骤S103：确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值。
步骤S104：在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型。
实际应用中，在确定出预设数据类型后，各个数据类型的小数位数便确定了，那么各个数据类型的小数位数便会有个位数排名，比如Q15、Q31、Q63中，Q63的小数位数比Q15大两阶，Q31的小数位数比Q15大一阶，为了避免FIR滤波结果溢出，可以在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型。
现有技术中，在选择FIR滤波结果的数据类型时，一般选择比待传输数据的第一数据类型大一阶的数据类型作为FIR滤波结果的数据类型，以数据类型包括Q15、Q31、Q63为例，假设待传输数据的数据类型为Q15，则FIR滤波结果的数据类型为Q63，然而，在FIR滤波过程中，由于数据累加，会使得滤波结果超出Q63，不做处理的话，会使得滤波结果出现破音和失真现象，影响耳机数据的传输。为此，申请人对耳机数据的FIR滤波过程进行了分析：
假设耳机的滤波器系数为b(n)(-1≤b(n)≤0.9999695)，输入信号为x(n)，输出为y(n)，并且
Figure BDA0002239772800000051
其中，numTaps表示滤波系数的长度；
根据FIR滤波原理可知，其不存在反馈现象，其实现原理为：
Figure BDA0002239772800000052
假设待传输数据及FIR滤波系数的定标均为Q15，则：
Figure BDA0002239772800000053
当
Figure BDA0002239772800000061
成立时，FIR滤波结果定义为Q31的数据类型即可使得耳机不会出现溢出现象，但实际应用中，
Figure BDA0002239772800000062
并不是恒成立的，为了使得耳机不会出现溢出现象，需要在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型，也即需要将Q63作为FIR滤波结果的数据类型，此时：
Figure BDA0002239772800000063
也即在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型后，便可以使得耳机永远不会出现FIR滤波结果溢出的情况。
步骤S105：对待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。
本申请提供的一种耳机数据传输方法，应用于耳机，获取待传输数据的第一数据类型；获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型；确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值；在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型；对待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。本申请提供的一种耳机数据传输方法，在预设数据类型中，将小数位数比待传输数据及FIR滤波系数的小数位数和值大至少两阶的数据类型，确定为FIR滤波结果的第三数据类型，并且按照第三数据类型对待传输数据进行滤波，降低了待传输数据的噪声，并且在滤波过程中不会出现因滤波结果溢出导致的破音、失音等现象，保证了FIR滤波结果的音效，提高了耳机传输数据的性能。
本申请提供的一种耳机数据传输方法，应用于耳机，当设定的FIR滤波结果的数据类型的小数位数比第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值大至少两阶时，可以不对设定的FIR滤波结果的数据类型进行调整，因此耳机在确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值之后，在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型之前，还可以获取设定的FIR滤波结果的第四数据类型；判断在预设数据类型中，第四数据类型的小数位数是否比和值大至少两阶，若否，则执行在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型的步骤。
本申请提供的一种耳机数据传输方法，应用于耳机，如果耳机的芯片为浮点芯片，则可以不关注FIR滤波结果溢出情况，而耳机的芯片为定点芯片时，必须关注FIR滤波结果的溢出情况，因此耳机在确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值之前，还可以判断耳机的芯片是否为定点芯片，若是，则执行确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值的步骤。
本申请提供的一种耳机数据传输方法，应用于耳机，为了提高滤波效率，耳机在对待传输数据进行FIR滤波时，可以通过并行方式对待传输数据进行FIR滤波。并行数可以根据实际需要确定，比如并行数可以为8等。
为了便于说明，现通过实验对本申请提供的耳机数据传输方法进行仿真，假设FIR滤波器为带通滤波器且阶数为383，通带范围为100Hz～1000Hz；帧长为512，取一段长度为13.405秒、采样频率fs＝48KHz、量化精度为16bit的语音数据进行实验，并且假设并行滤波时的滤波数为8；实验结果分别如图2、3和图4。
在图2中，Matlab-Fixed为Matlab定点滤波方案；C-Fixed表示每次计算一个样点值的定点方案，C-Fixed-8即本方案中每次计算8个点的定点方案。第一行为Matlab和C定点方案的滤波结果图，第二行为各滤波结果中前1～2000个样点值的滤波结果，从图2中分析可知，各自的滤波结果图形走势几乎相同，而且经过试听，并不存在破音现象；从图3中分析可知，C定点结果与Matlab结果相比较，其误差基本维持在万分之一内，而两个C定点的运行结果完全一致；从图4中分析可知，本申请方案的运行时间是未改进方案运行时间的近乎二分之一。
请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种耳机数据传输系统的结构示意图。
本申请实施例提供的一种耳机数据传输系统，应用于耳机，可以包括：
第一获取模块101，用于获取待传输数据的第一数据类型；
第二获取模块102，用于获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型；
第一确定模块103，用于确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值；
第二确定模块104，用于在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型；
第一滤波模块105，用于对待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。
本申请实施例提供的一种耳机数据传输系统，应用于耳机，还可以包括：
第三获取模块，用于第一确定模块确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值之后，第二确定模块在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型之前，获取设定的FIR滤波结果的第四数据类型；
第一判断模块，用于判断在预设数据类型中，第四数据类型的小数位数是否比和值大至少两阶，若否，则提示第二确定模型执行在预设数据类型中，将小数位数比和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型的步骤。
本申请实施例提供的一种耳机数据传输系统，应用于耳机，还可以包括：
第二判断模块，用于第一确定模块确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值之前，判断耳机的芯片是否为定点芯片，若是，则提示第一确定模块执行确定第一数据类型与第二数据类型的小数位数的和值的步骤。
本申请实施例提供的一种耳机数据传输系统，应用于耳机，第一滤波模块可以包括：
第一滤波单元，用于通过并行方式对待传输数据进行FIR滤波。
本申请还提供了一种耳机数据传输设备及计算机可读存储介质，其均具有本申请实施例提供的一种耳机数据传输方法具有的对应效果。请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种耳机数据传输设备的结构示意图。
本申请实施例提供的一种耳机数据传输设备，包括存储器201和处理器202，存储器201中存储有计算机程序，处理器202执行计算机程序时实现如上任一实施例所描述的耳机数据传输方法的步骤。
请参阅图7，本申请实施例提供的另一种耳机数据传输设备中还可以包括：与处理器202连接的输入端口203，用于传输外界输入的命令至处理器202；与处理器202连接的显示单元204，用于显示处理器202的处理结果至外界；与处理器202连接的通信模块205，用于实现耳机数据传输设备与外界的通信。显示单元204可以为显示面板、激光扫描使显示器等；通信模块205所采用的通信方式包括但不局限于移动高清链接技术(HML)、通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、无线连接：无线保真技术(WiFi)、蓝牙通信技术、低功耗蓝牙通信技术、基于IEEE802.11s的通信技术。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例所描述的耳机数据传输方法的步骤。
本申请所涉及的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
本申请实施例提供的一种耳机数据传输系统、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明请参见本申请实施例提供的一种耳机数据传输方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种耳机数据传输方法，其特征在于，应用于耳机，包括：
获取待传输数据的第一数据类型；
获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型；
确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值；
在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型；
对所述待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值之后，所述在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型之前，还包括：
获取设定的FIR滤波结果的第四数据类型；
判断在所述预设数据类型中，所述第四数据类型的小数位数是否比所述和值大至少两阶，若否，则执行所述在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值之前，还包括：
判断所述耳机的芯片是否为定点芯片，若是，则执行所述确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值的步骤。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述待传输数据进行FIR滤波，包括：
通过并行方式对所述待传输数据进行FIR滤波。
5.一种耳机数据传输系统，其特征在于，应用于耳机，包括：
第一获取模块，用于获取待传输数据的第一数据类型；
第二获取模块，用于获取设定的FIR滤波系数的第二数据类型；
第一确定模块，用于确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值；
第二确定模块，用于在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型；
第一滤波模块，用于对所述待传输数据进行FIR滤波，得到目标滤波结果并传输。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
第三获取模块，用于所述第一确定模块确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值之后，所述第二确定模块在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型之前，获取设定的FIR滤波结果的第四数据类型；
第一判断模块，用于判断在所述预设数据类型中，所述第四数据类型的小数位数是否比所述和值大至少两阶，若否，则提示所述第二确定模型执行所述在预设数据类型中，将小数位数比所述和值大至少两阶的数据类型确定为FIR滤波结果的第三数据类型的步骤。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
第二判断模块，用于所述第一确定模块确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值之前，判断所述耳机的芯片是否为定点芯片，若是，则提示所述第一确定模块执行所述确定所述第一数据类型与所述第二数据类型的小数位数的和值的步骤。
8.根据权利要求5至7任一项所述的系统，其特征在于，所述第一滤波模块包括：
第一滤波单元，用于通过并行方式对所述待传输数据进行FIR滤波。
9.一种耳机数据传输设备，其特征在于，应用于耳机，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述耳机数据传输方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述耳机数据传输方法的步骤。
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