CN111478952A - 用于处理采样点的通信设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于处理采样点的通信设备，其包括：缓存单元，其用于存储输入的所述采样点以及与所述采样点相关的采样点数据；插值误差计算单元，其用于根据所述采样点数据计算插值误差；以及重采样单元，其用于根据所述插值误差对所述采样点进行插值运算，从而获得输出的采样点。

Description

用于处理采样点的通信设备及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种用于处理采样点的通信设备及方法。

背景技术

在通信领域，尤其是无线通信领域中，存在这样的问题：由于在生产发送设备和接收设备的过程中难以避免时钟误差的存在，因此，尽管在理论上发送设备和接收设备对信号的采样频率应当完全一致，但是实际上总是会存在一定的偏差，从而导致信号被接收设备接收后出现失真。在实际的情况中，有可能出现发送设备的采样频率大于接收设备的采样频率，也有可能出现发送设备的采样频率小于接收设备的采样频率。在本领域中，采样频率越高，表示能获得更多的采样点，并且被传输的关于采样点的数据也越多。

针对发送设备的采样频率大于接收设备的采样频率的情况，现有的方案在是在接收设备中设置一个容量很大的缓存区，以储存暂时无法处理的采样数据。然而，不管缓存区设置的有多大，最终都会出现缓存区被占满的情况，造成数据溢出，从而影响音质。

针对发送设备的采样频率小于接收设备的采样频率的情况，现有的方案是先缓存一部分数据再开始译码并播放，但是如果开始的缓存数据过多，会造成播放延时的增加，而缓存数据过少，则会造成中间一段时间没有数据，出现播放中间断掉一部分的情况。

发明内容

为有效解决相关技术问题，本发明实施例提供一种用于处理采样点的通信设备，其包括：缓存单元，其用于存储输入的所述采样点以及与所述采样点相关的采样点数据；插值误差计算单元，其用于根据所述采样点数据计算插值误差；以及重采样单元，其用于根据所述插值误差对所述采样点进行插值运算，从而获得输出的采样点。

本发明的实施例还提供了一种用于处理采样点的方法，其包括：通过缓存单元存储输入的所述采样点以及与所述采样点相关的采样点数据；通过插值误差计算单元、根据所述采样点数据计算插值误差；以及通过重采样单元、根据所述插值误差对所述采样点进行插值运算，从而获得输出的采样点。

本发明的实施例能够在不需要较大的缓存的情况下尽可能地使被播放的信号不会出现缓存溢出，播放中断和信号失真的情况。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了传统的采样系统的示意图。

图2示出了根据本发明的实施例的实现重采样的系统的示意图。

图3示出了根据本发明的实施例的在需要增加输入的采样点的情况下输出的采样点与输入的采样点的示意性对比图。

图4示出了根据本发明的实施例的在需要减少输入的采样点的情况下输出的采样点与输入的采样点的示意性对比图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。

本发明的实施例适用于通信设备，尤其是无线通信设备(例如头戴式蓝牙耳机或听筒)。

图1示出了传统的采样系统的示意图。该图用于说明在传统的采样过程中信号发送设备与信号接收设备是如何工作的。

具体而言，在传统的信号传输过程中，由信号发送设备(未示出)以特定的时钟频率1(也称“采样频率”)对被发送的信号进行采样，以获得许多采样点，并将关于采样点的数据(也称“采样点数据”)通过有线或无线的方式传输至信号接收设备的缓存区。信号接收设备在接收到采样点数据后，利用数据译码单元、以与时钟频率1同样的时钟频率2对采样点进行还原(即对采样点进行译码)。在传统的采样系统中，采样点数据例如包括：每个采样点、采样点数量等数据。

然而，由于信号发送设备采用的时钟1的频率与信号接收设备采用的时钟2可能不一致，因此这将导致信号在还原的过程中出现输入速率与还原速率不匹配的情况，从而造成缓存溢出或者播放中断。

图2示出了本发明的实施例的实现重采样的系统的示意图。

从图2可以看出，用于重采样的系统可以包括：缓存区、插值误差计算单元、重采样单元和数据译码单元。由信号发送设备(未示出)以特定的时钟频率1对被发送的信号进行采样，以获得许多采样点，并将采样点数据通过有线或无线的方式传输至信号接收设备的缓存区。缓存区在接收到采样点数据后，可以将采样点数据发送到重采样单元和插值误差计算单元。插值误差计算单元可以处理采样点数据以计算插值误差并且将插值误差发送到重采样单元。重采样单元可以根据接收到的采样点数据和插值误差进行重采样，以获得经过重采样的采样点。然后，重采样单元可以将经过重采样的采样点输入到数据译码单元、以与时钟频率1不同的时钟频率2对经过重采样的采样点进行还原(即对经过重采样的采样点进行译码)，从而获得可以被播放设备(未示出)播放的数据。

在本发明的一些实施例中，由于信号发送设备的时钟频率不同于信号接收设备，因此可以分为两种情况进行考虑。第一种情况是在一个或者多个信号发送周期内信号发送设备发送的采样点过少(即，信号发送设备的时钟频率低于信号接收设备)，因此需要使重采样单元输出的采样点多于输入的采样点(即，增加输入的采样点)。第二种情况是在一个或者多个信号发送周期内信号发送设备发送的采样点过多(即，信号发送设备的时钟频率高于信号接收设备)，因此需要使重采样单元输出的采样点少于输入的采样点(即，减少输入的采样点)。

第一种情况

当存储在缓存区中的当前采样点数量小于预设的目标采样点数量与预设的采样点数量阈值之间的差时，确定属于第一种情况。针对第一种情况，为了使输出的采样点增加，首先需要通过插值误差计算单元计算相应的插值误差。计算该插值误差的公式如下：

插值误差＝(当前采样点数量-(目标采样点数量-采样点数据阈值))/(目标采样点数量-采样点数量阈值)。

然后，根据插值误差和缓存区中的采样点进行插值运算，以获得输出的采样点。可以采用现有技术中的各种插值运算方法。例如，线性插值方法，其可以利用两个或更多个相邻的输入采样点、基于不同的权重计算输出的采样点。还例如多项式插值方法和立方插值方法，其可以根据多个相邻的输入的采样点计算一个输出的采样点。

参见图3，假设计算出的插值误差为0.25，那么经过插值运算，可以基于例如输入的9个采样点生成11个输出的采样点。其中，波形上的圆圈表示输入的采样点，星号表示输出的采样点。

第二种情况

在当前采样点数量大于预设的目标采样点数量与预设的采样点数量阈值的和时，确定属于第二种情况。针对第二种情况，为了使输出的采样点减少，首先需要通过插值误差计算单元计算相应的插值误差。计算该插值误差的公式如下：

插值误差＝(当前采样点数量-目标采样点数量-采样点数量阈值)/(缓存单元容量-目标采样点数量-采样点数量阈值)

然后，根据插值误差和缓存区中的采样点进行插值运算，以获得输出的采样点。可以采用现有技术中的各种插值运算方法。例如，线性插值方法，其可以利用一个或更多个相邻的输入采样点、基于不同的权重计算输出的采样点。还例如多项式插值方法和立方插值方法，其可以根据多个相邻的输入的采样点计算一个输出的采样点。

参见图4，假设计算出的插值误差为-0.25，那么经过插值运算，可以基于例如输入的9个采样点生成6个输出的采样点。其中，波形上的圆圈表示输入的采样点，星号表示输出的采样点。

在一些实施例中，用于重采样的系统还可以包括播放设备，例如音频数模转换器。在一些实施例中，用于重采样的系统可以采用多种形式，例如耳机、音箱、音频遥控器等。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的方法、装置和计算机可读存储介质的可能实现的体系架构、功能和操作。应当注意，流程图中的每个方框所表示的步骤未必按照标号所示的顺序进行，有时可以基本并行地执行，有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的硬件来实现，或者可以用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。

通过以上对实施例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于处理采样点的通信设备，其包括：

缓存单元，其用于存储输入的所述采样点以及与所述采样点相关的采样点数据；

插值误差计算单元，其用于根据所述采样点数据计算插值误差；和

重采样单元，其用于根据所述插值误差对所述采样点进行插值运算，从而获得输出的采样点。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述采样点数据包括存储在所述缓存单元中的当前采样点数量、目标采样点数量和采样点数量阈值，并且其中，所述插值误差计算单元在所述当前采样点数量小于所述目标采样点数量与所述采样点数量阈值之间的差时，按照如下公式计算所述插值误差：

插值误差＝(当前采样点数量-(目标采样点数量-采样点数据阈值))/(目标采样点数量-采样点数量阈值)。

3.根据权利要求1所述的通信设备，其中，所述采样点数据包括所述缓存单元的缓存单元容量、存储在所述缓存单元中的当前采样点数量、目标采样点数量和采样点数量阈值，并且其中，所述插值误差计算单元在所述当前采样点数量大于所述目标采样点数量与所述采样点数量阈值的和时，按照如下公式计算所述插值误差：

插值误差＝(当前采样点数量-目标采样点数量-采样点数量阈值)/(缓存单元容量-目标采样点数量-采样点数量阈值)。

4.根据权利要求2所述的无线通信设备，其中，所述插值运算包括：

依据所述插值误差和所述缓存单元内的至少两个所述采样点来增加所述当前采样点数量，以得到所述输出的采样点。

5.根据权利要求3所述的无线通信设备，其中，所述插值运算包括：依据所述插值误差和所述缓存单元内的至少一个所述采样点来减少所述当前采样点数量，以得到所述输出的采样点。

6.一种用于处理采样点的方法，其包括：

通过缓存单元存储输入的所述采样点以及与所述采样点相关的采样点数据；

通过插值误差计算单元、根据所述采样点数据计算插值误差；和

通过重采样单元、根据所述插值误差对所述采样点进行插值运算，从而获得输出的采样点。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述采样点数据包括存储在所述缓存单元中的当前采样点数量、目标采样点数量和采样点数量阈值，并且其中，所述计算操作包括在所述当前采样点数量小于所述目标采样点数量与所述采样点数量阈值之间的差时，按照如下公式计算所述插值误差：

插值误差＝(当前采样点数量-(目标采样点数量-采样点数据阈值))/(目标采样点数量-采样点数量阈值)。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述采样点数据包括所述缓存单元的缓存单元容量、存储在所述缓存单元中的当前采样点数量、目标采样点数量和采样点数量阈值，并且其中，所述计算操作包括在所述当前采样点数量大于所述目标采样点数量与所述采样点数量阈值的和时，按照如下公式计算所述插值误差：

插值误差＝(当前采样点数量-目标采样点数量-采样点数量阈值)/(缓存单元容量-目标采样点数量-采样点数量阈值)。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述插值运算包括：

依据所述插值误差和所述缓存单元内的至少两个所述采样点来增加所述当前采样点数量，以得到所述输出的采样点。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述插值运算包括：依据所述插值误差和所述缓存单元内的至少一个所述采样点来减少所述当前采样点数量，以得到所述输出的采样点。

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