CN112489666B - 一种蓝牙le音频传播数据处理方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓝牙LE音频传播数据处理方法、装置及存储介质，属于传统蓝牙，低功耗蓝牙，蓝牙音频，音频编解码领域。该方法主要包括对LE音频传播时LC3码流在蓝牙音频源设备中的存储格式进行多声道文件存储格式定义；将蓝牙音频源设备下载的音乐文件编码到预定采样率及预定码率的原始LC3音频文件之后按照多声道文件存储格式进行储存；将原始LC3音频文件转码至目标码率的LC3音频数据。本发明能够存储多声道音频数据，同时无需额外的处理器即可实现编码不同码率的音频信号，提高了播放续航时间。

Description

一种蓝牙LE音频传播数据处理方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及传统蓝牙，低功耗蓝牙，蓝牙音频和音频编解码技术领域，特别涉及一种蓝牙LE音频传播数据处理方法、装置及存储介质。

背景技术

SIG最新公布的LE Audio协议能够支持蓝牙设备在广播音频状态下进行音频播放，广播音频是指使用单一音频源设备向不限数量的蓝牙音频接收设备广播一个音频信号。广播音频为实现全新蓝牙用例“蓝牙音频分享”创建了重要的基础。

在实现蓝牙音频分享过程中，仍存在一些待解决的问题。包括如何减少音频广播器的能耗和存储多声道音频数据。蓝牙音频广播器的在进行音频分享时，需要将音乐文件先解码到PCM再编码到对应的蓝牙音频接收设备所需的音频格式，而编解码过程会消耗较多的电量同时会造成需要蓝牙音频广播器具有较高的数据处理能力。但由于蓝牙音频接收设备所需的目标音频格式具有多样性，所以先将蓝牙音频广播器中的音乐文件解码到PCM再编码到蓝牙音频接收设备所需的音频格式的方式必不可少。

同时，在LE Audio音频协议中没有定义音频编码码流的文件存储格式，导致蓝牙音频广播器无法存储多声道变码率的音频到文件系统中，造成蓝牙音频广播器无法进行多声道音频广播。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明主要提供一种蓝牙LE音频传播数据处理方法、装置及存储介质。

为了实现上述目的，本发明采用的一个技术方案是：提供一种蓝牙LE音频传播数据处理方法，包括对LE音频传播时LC3码流在蓝牙音频源设备中的存储格式进行多声道文件存储格式定义；将蓝牙音频源设备下载的音乐文件编码到预定采样率及预定码率的原始LC3音频文件之后按照多声道文件存储格式进行储存；将原始LC3音频文件转码至目标码率的LC3音频数据。

本发明采用的另一个技术方案是：提供一种蓝牙LE音频传播数据处理装置，其特征在于，包括用于对LE音频传播时LC3码流在蓝牙音频源设备中的存储格式进行多声道文件存储格式定义的模块；用于将蓝牙音频源设备下载的音乐文件编码到预定采样率及预定码率的原始LC3音频文件之后按照多声道文件存储格式进行储存的模块；用于将原始LC3音频文件转码至目标码率的LC3音频数据的模块。

本发明采用的另一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，计算机指令被操作以执行方案一中的蓝牙LE音频传播数据处理方法。

本发明的技术方案可以达到的有益效果是：本发明设计了一种蓝牙LE音频传播数据处理方法、装置及存储介质。该方法在不增加硬件设备的条件下实现了减少蓝牙音频广播器的耗电量，同时通过定义存储文件格式，使蓝牙音频广播器能够传输多声道音频信号。

附图说明

图1是本发明一种蓝牙LE音频传播数据处理方法的一个具体实施方式的示意图；

图2是本发明一种蓝牙LE音频传播数据处理装置的另一个具体实施方式的示意图；

图3是本发明一种蓝牙LE音频传播数据处理方法的一个具体实施例的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

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……”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。

图1示出了本发明一种蓝牙LE音频传播数据处理方法的一个具体实施方式。

在该具体实施方式中，蓝牙LE音频传播数据处理方法主要包括：步骤S101，对LE音频传播时，LC3码流在蓝牙音频源设备中的存储格式进行多声道文件存储格式定义。

在本发明的一个具体实施例中，LE Audio音频协议没有定义多声道音频的码流文件存储格式，因此音频源设备无法存储多声道变码率的音频数据到单一文件存储系统中。本发明通过定义文件存储格式，实现将多声道音频数据存储到的单一文件中。

该具体实施例，解决了多声道文件无法存储到单一文件中的问题，提高了音频源设备在存储时的效率。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S101，还包括：多声道文件存储格式支持将多声道编码封装到单一文件，以及多种码率和动态码率，并携带头部信息。

在本发明的一个具体实例中，LE Audio音频协议没有定义多声道音频的码流文件存储格式，因此支持LE Audio音频协议的音频源设备无法存储多声道变码率的音频数据到单一文件中。这样会造成在实现蓝牙音频分享过程中，针对同一音频数据需要将多个文件多次进行转码操作，增加转码时间。

该具体实施例，通过将多声道音频数据存储到单一文件中，减少了音频转码所需要的时间。

在本发明的一个具体实例中，在实现蓝牙音频分享过程中，音频源设备需要将其存储的音频数据转码至音频接收设备所需要的码率，因此需要音频源设备支持存储多种码率和动态码率的音频文件，本发明通过定义文件存储格式，使音频源设备支持存储多种码率和动态码率的音频文件。

该具体实施例，通过定义文件存储格式，使蓝牙音频分享功能更好地实现。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S101，还包括：头部信息包括，编码文件版本号、封装文件总字节长度、校验和、作者信息、整体平均码率、采样频率、帧长和声道个数。

在本发明的一个具体实例中，存储多声道、多码率的音频文件到单一文件时，需要能够识别单一文件中具体所包含的声道数量，各声道文件所对应的位置，以及音频文件的码率等信息。因此，本发明在将多声道、多码率的音频文件存储到单一文件中时，需要将相关信息存储到单一文件的头部信息中。该头部信息包含有音频文件的编码文件版本号、封装文件总字节长度、校验和、作者信息、整体平均码率、采样频率、帧长和声道个数等信息。

该具体实施例，通过定义单一文件的头部信息，将音频文件的信息通过头部信息反馈出来。

图1所示的蓝牙LE音频传播数据处理方法的具体实施方式包括，步骤S102，将蓝牙音频源设备下载的音乐文件编码到预定采样率及预定码率的原始LC3音频文件之后按照多声道文件存储格式进行储存。

在本发明的一个具体实例中，将多声道音频编码数据的每个单声道的音频编码数据的每一帧数据进行封装，得到音频编码数据的每一帧封装数据，将多声道音频编码数据的每个声道的封装数据加入头部信息封装到存储系统的单一文件中。

该具体实施例是实现多声道音频数据传播和多声道音频转码的基础。

在本发明的一个具体实例中，在多声道音频编码数据之前加上头部信息，然后将多声道音频数据按照声道顺序进行排列，之后将多声道音频数据进行存储。多声道音频数据的头部文件包括编码文件版本号，定义从校验和开始到音频存储最后一帧总字节长度，用于确保文件正确性的校验和，记录了音频作者等信息的作者信息，记录音频的整体平均码率的头部信息，记录音频的采样频率的头部信息，记录音频存储的帧长的头部信息和记录音频声道个数的头部信息。

该具体实施例，能够实现在LE Audio音频协议下传输和存储多声道、多码率的音频数据。

在本发明的一个具体实例中，将多声道音频编码数据的每个单声道的音频数据按照顺序进行存储。例如，将多声道音频数据按照前左声道，前右声道，前中声道，后左声道和后右声道进行排序，同时在将多声道音频数据进行存储时也是按照顺序前左声道，前右声道，前中声道，后左声道和后右声道的顺序进行数据存储。

该具体实施例，定义了单一存储文件夹中，多声道音频数据之中的各单音频数据如何进行存储。

图1所示的蓝牙LE音频传播数据处理方法的具体实施方式包括，步骤S103，将原始LC3音频文件转码至目标码率的LC3音频数据。

在本发明的一个具体实例中，在将音频源设备中，将音频源设备所存储的码率的音频信号，转码至音频接收设备支持的码率的音频信号。这是因为传统蓝牙协议所需的传输目标编码格式和配置具有多样性，因此在实现音频数据传播时，音频转码操作是必不可少的重要步骤。

该具体实施例，通过将原始音频文件转码至目标码率，实现了音频分享。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S103，还包括：将原始LC3音频文件进行半解码处理得到半解码LC3音频数据，以及将半解码LC3音频数据进行半编码处理。

在本发明的一个具体实例中，标准的音频解码过程包括将编码后的音频信号按顺序进行算数及残差解码，噪声填充，全局增益，时域噪声整形解码，变换域噪声整形解码和低延迟改进型离散余弦反变换等步骤。本发明在进行音频解码时仅进行半解码，即就是将音频源所存储的音频数据进行不完全解码的半解码操作，得到半解码的频谱样本。

该具体实施例，能够减少音频解码过程中的计算量，降低音频广播器对处理器的性能要求，减少了音频广播器的能耗，增加了音频广播器的工作时长。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S103，还包括：将原始LC3音频文件经由算数解码、残差填充、噪声填充以及全局增益得到半解码LC3音频数据。

在本发明的一个具体实例中，将音频源所存储的音频数据进行算数及残差解码，噪声填充和全局增益处理，得到半解码频谱样本。省去音频解码过程中的时域噪声整形解码，变换域噪声整形解码和低延迟改进型离散余弦反变换步骤。

该具体实施例，通过减少音频转码过程中将存储音频数据进行解码的步骤，减少了音频源的计算量。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S103，还包括：将半解码LC3音频数据经由频谱量化、噪声整形、以及算术残差编码得到目标码率LC3音频编码数据。

在本发明的一个具体实例中，标准的音频编码过程包括将音频信号按顺序进行低延迟改进型离散余弦变换，变换域噪声整形，时域噪声整形，全局增益，噪声填充和算数及残差编码等步骤。本发明采用半编码方法，即就是将半解码频谱样本进行频谱量化，噪声填充，算术编码和残差编码处理。省去了音频编解码过程中会进行正方向运算和逆方向运算的低延迟改进型离散余弦变换，变换域噪声整形，时域噪声整形处理。

在本发明的一个具体实例中，如图3，音频源设备将存储的音频进行半解码处理。在完成半编码处理之后，音频源设备将半解码LC3音频数据进行半编码处理，得到音频接收设备所需要的码率的码流。

该具体实施例，减少了音频广播器的能耗，增加了音频广播器的工作时长，减少了音频编码过程中的计算量。

在本发明的一个具体实施例中，步骤S103，还包括：LC3编码过程中的攻击检测模块门限值，长期后置滤波器模块门限值以及时域噪声整形模块门限值，在预定码率下与在目标码率下相同。

在本发明的一个具体实例中，当目标蓝牙设备需要的码率和音频源设备当前存储的编码码率不同时，音频源设备需要将其存储的音频数据转码成目标蓝牙设备需要的码率。在音频源将音频数据进行存储时，其存储的码率受到攻击检测模块门限值，长期后置滤波器模块门限值以及时域噪声整形模块门限值的约束。且音频源转码的目标蓝牙设备需要的码率同样受到攻击检测模块门限值，长期后置滤波器模块门限值以及时域噪声整形模块门限值的约束。本发明中当前编码码率以及目标蓝牙设备需要的码率之间的门限值约束关系为：当前编码码率的门限值等于目标蓝牙设备需要的码率的门限值。即就是，当多声道音频采用不同帧长和采样频率进行存储时，当将存储的文件转码到目标码率时，其码率大小的变化不改变攻击检测模块门限值，长期后置滤波器模块门限值以及时域噪声整形模块的门限值。

该具体实施例，通过限制门限值范围不随码率的改变而改变，减少了由于信号不强或者传输干扰降低带宽导致的所述目标蓝牙设备接收蓝牙信号卡顿的现象，提高了音频的传输质量。

图2是本发明一种蓝牙LE音频传播数据处理装置的具体实施方式。

在该具体实施方式中，蓝牙LE音频传播数据处理装置主要包括：用于对LE音频传播时LC3码流在蓝牙音频源设备中的存储格式进行多声道文件存储格式定义的模块201；

用于将所述蓝牙音频源设备下载的音乐文件编码到预定采样率及预定码率的原始LC3音频文件之后按照所述多声道文件存储格式进行储存的模块202；

用于将所述原始LC3音频文件转码至目标码率的LC3音频数据的模块203。

本发明提供的蓝牙LE音频传播数据处理装置，可用于执行上述任一实施例描述的一种蓝牙LE音频传播数据处理方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。

在本发明的一个具体实施例中，本发明一种蓝牙LE音频传播数据处理装置中各功能模块可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中或在两者的组合中。

软件模块可驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储介质中。示范性存储介质耦合到处理器，使得处理器可从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。

处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(英文：Field Programmable Gate Array，简称：FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合等。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。在替代方案中，存储介质可与处理器成一体式。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储介质可作为离散组件驻留在用户终端中。

本发明的另一个具体实施方式是提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，其特征在于，计算机指令被操作以执行任一实施例描述的蓝牙LE音频传播数据处理方法。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种蓝牙LE音频传播数据处理方法，其特征在于包括：

对LE音频传播时LC3码流在蓝牙音频源设备中的存储格式进行多声道文件存储格式定义；

将所述蓝牙音频源设备下载的音乐文件编码到预定采样率及预定码率的原始LC3音频文件之后按照所述多声道文件存储格式进行储存；

将所述原始LC3音频文件转码至目标码率的LC3音频数据；

其中，所述将所述原始LC3音频文件转码至目标码率的过程包括：将所述原始LC3音频文件进行半解码处理得到半解码LC3音频数据，以及将所述半解码LC3音频数据进行半编码处理；

所述将所述原始LC3音频文件进行半解码处理的过程包括：将所述原始LC3音频文件经由算数解码、残差填充、噪声填充以及全局增益得到所述半解码LC3音频数据；

所述将所述原始LC3音频文件进行半编码处理的过程包括：将所述半解码LC3音频数据经由频谱量化、噪声整形、以及算术残差编码得到所述目标码率LC3音频编码数据。

2.根据权利要求1所述的蓝牙LE音频传播数据处理方法，其特征在于，所述多声道文件存储格式支持将多声道编码封装到单一文件，以及多种码率和动态码率，并携带头部信息。

3.根据权利要求2所述的蓝牙LE音频传播数据处理方法，其特征在于，所述头部信息包括，编码文件版本号、封装文件总字节长度、校验和、作者信息、整体平均码率、采样频率、帧长和声道个数。

4.根据权利要求1所述的蓝牙LE音频传播数据处理方法，其特征在于，

所述LC3编码过程中的攻击检测模块门限值，长期后置滤波器模块门限值以及时域噪声整形模块门限值，在所述预定码率下与在所述目标码率下相同。

5.一种蓝牙LE音频传播数据处理装置，其特征在于，包括：

用于对LE音频传播时LC3码流在蓝牙音频源设备中的存储格式进行多声道文件存储格式定义的模块；

用于将所述蓝牙音频源设备下载的音乐文件编码到预定采样率及预定码率的原始LC3音频文件之后按照所述多声道文件存储格式进行储存的模块；

用于将所述原始LC3音频文件转码至目标码率的LC3音频数据的模块；

其中，所述用于将所述原始LC3音频文件转码至目标码率的模块包括：将所述原始LC3音频文件进行半解码处理得到半解码LC3音频数据，以及将所述半解码LC3音频数据进行半编码处理；

所述将所述原始LC3音频文件进行半解码处理的过程包括：将所述原始LC3音频文件经由算数解码、残差填充、噪声填充以及全局增益得到所述半解码LC3音频数据；

所述将所述原始LC3音频文件进行半编码处理的过程包括：将所述半解码LC3音频数据经由频谱量化、噪声整形、以及算术残差编码得到所述目标码率LC3音频编码数据。

6.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被操作以执行权利要求1-4中任一项所述的蓝牙LE音频传播数据处理方法。