CN113613124A - Tws主、从设备及音频设备、系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种TWS主、从设备及音频设备、系统。该主设备包括数据写入控制电路、音频叠加缓存、计数器和控制器；控制器用于向从设备发送对齐指令，以及向从设备发送多路同步音频数据中每一路同步音频数据各自起始的参考采样时段的信息；数据写入控制电路用于对于每一路同步音频数据，根据其起始的参考采样时段的信息，控制其第一个固定采样长度的音频数据段写入音频叠加缓存的时间，以及之后每当音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时，按照播放顺序将下一个固定采样长度的音频数据段写入音频叠加缓存中。本发明有利于降低多路音频数据同步播放时音频数据处理的复杂度。

Description

TWS主、从设备及音频设备、系统

技术领域

本发明涉及TWS音频技术领域，尤其涉及一种TWS主、从设备及音频设备、系统。

背景技术

随着无线通讯技术的发展，智能、无线化产品已深入到了人们的日常生活中，其中，TWS音频设备作为智能设备的延伸，近年来也得到了快速发展，目前的TWS音频设备通常包括TWS主设备和TWS从设备，为了实现TWS主设备和TWS从设备的音频同步播放，TWS主设备和TWS从设备通常还需要对音频信号进行同步处理。

在现有的音频同步方式中，需要TWS主设备每隔一段时间预估未来某一音频点的播放时间，然后将其发送给TWS从设备，TWS从设备在接收到这些信息后进行相应的音频播放调节，从而实现两者之间的音频同步播放，但是，这种方式不但增加了TWS主设备与TWS从设备的信息交互次数，并且在涉及多路音频数据同步播放时还大大增加了整个音频数据处理的复杂度。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种TWS主、从设备及音频设备、系统，有利于降低多路音频数据同步播放时音频数据处理的复杂度。

为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种TWS主设备，所述TWS主设备包括数据写入控制电路、音频叠加缓存、计数器和控制器；

所述控制器用于向TWS从设备发送对齐指令，以及向所述TWS从设备发送多路同步音频数据中每一路同步音频数据各自起始的参考采样时段的信息，所述对齐指令包括所述主设备在一参考时钟上采用的参考采样时段的信息，所述对齐指令用于使所述TWS从设备采用与所述TWS主设备一致的参考采样时段；

所述数据写入控制电路用于对于每一路同步音频数据，根据其起始的参考采样时段的信息，控制其第一个固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存的时间，以及之后每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时，按照播放顺序将下一个所述固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存中；

所述音频叠加缓存用于缓存所述数据写入控制电路写入的音频数据段，从而得到所述TWS主设备当前待采样的音频数据段，其中，若存在对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段，则所述音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，得到所述TWS主设备当前待采样的音频数据段；

所述计数器用于对所述TWS主设备已完成音频采样的音频数据段的数量进行计数；

所述控制器还用于对所述音频叠加缓存中当前待采样的音频数据段，根据所述计数器当前的计数值确定其对应的参考采样时段(T0+Δt*N，T0+Δt*(N+1))，并根据所述参考采样时段(T0+Δt*N，T0+Δt*(N+1))控制其音频采样的时间，其中，T0为所述TWS主设备的音频开始采样时刻，Δt为预设值，N为所述计数器当前的计数值。

进一步地，所述控制器通过如下方式控制当前待采样的音频数据段的音频采样的时间：

先预估当前待采样的音频数据段的采样结束时刻；

再根据预估的采样结束时刻与T0+Δt*(N+1)之间的时间差，对当前待采样的音频数据段进行音频重采样，以减小其实际采样时段与参考采样时段之间的偏差。

进一步地，所述控制器被配置成每隔预设时间执行一次对当前待采样的音频数据段的音频采样的时间的控制。

进一步地，所述对齐指令包括所述计数器当前的计数值及其对应的参考采样时段的起始时刻和/或结束时刻。

进一步地，所述起始的参考采样时段的信息包括所述起始的参考采样时段对应的所述计数器的值。

进一步地，所述TWS主设备为成对的蓝牙耳机中的主耳机，或者为成对的蓝牙音响中的主音响。

为实现上述目的，本发明的技术方案还提供了一种TWS从设备，所述TWS从设备包括数据写入控制电路、音频叠加缓存、计数器和控制器；

所述控制器用于在所述TWS从设备同步TWS主设备的参考时钟后，根据所述TWS主设备发送的对齐指令设置所述计数器，使所述TWS从设备根据所述计数器的计数值得到与所述TWS主设备一致的参考采样时段，所述对齐指令包括所述主设备在一所述参考时钟上采用的参考采样时段的信息；

所述数据写入控制电路用于对于每一路同步音频数据，根据所述TWS主设备发送的其起始的参考采样时段的信息，控制其第一个固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存的时间，以及之后每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时，按照播放顺序将下一个所述固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存中；

所述音频叠加缓存用于缓存所述数据写入控制电路写入的音频数据段，从而得到所述TWS从设备当前待采样的音频数据段，其中，若存在对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段，则所述音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，得到所述TWS从设备当前待采样的音频数据段；

所述计数器用于在被所述控制器设置后，每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时对自身的计数值执行加1操作；

所述控制器还用于对于所述音频叠加缓存中当前待采样的音频数据段，根据所述计数器当前的计数值确定其对应的参考采样时段(T0+Δt*N’，T0+Δt*(N’+1))，并根据所述参考采样时段(T0+Δt*N’，T0+Δt*(N’+1))控制其音频采样的时间，其中，T0为通过所述对齐指令得到的所述TWS主设备的音频开始采样时刻，Δt为预设值，N’为所述计数器当前的计数值。

进一步地，所述控制器通过如下方式控制当前待采样的音频数据段的音频采样的时间：

先预估当前待采样的音频数据段的采样结束时刻；

再根据预估的采样结束时刻与T0+Δt*(N’+1)之间的时间差，对当前待采样的音频数据段进行音频重采样，以减小其实际采样时段与参考采样时段之间的偏差。

进一步地，所述控制器被配置成每隔预设时间执行一次对当前待采样的音频数据段的音频采样的时间的控制。

进一步地，所述数据写入控制电路被配置成：在所述TWS从设备接收到所述TWS主设备发送的对齐指令之前，向所述音频叠加缓存写入的音频数据段为静音数据。

进一步地，所述TWS从设备为成对的蓝牙耳机中的从耳机，或者为成对的蓝牙音响中的从音响。

为实现上述目的，本发明的技术方案还提供了一种音频设备，包括上述的TWS主设备和/或上述的TWS从设备。

为实现上述目的，本发明的技术方案还提供了一种音频系统，包括：

上述的音频设备；

蓝牙音源设备，用于向所述音频设备提供音频数据。

本发明提供的TWS主设备，在与TWS从设备建立蓝牙连接后，可先通过控制器向TWS从设备发送对齐指令，使TWS从设备采用与TWS主设备一致的参考采样时段，再发送每一路同步音频数据各自起始的参考采样时段的信息，使TWS从设备与TWS主设备从同一参考采样时段开始对同一路同步音频数据进行音频采样，之后对于每一路同步音频数据，TWS主设备通过音频写入控制电路根据其起始的参考采样时段的信息，将其中固定采样长度的音频数据段写入音频叠加缓存中，实现对每一路同步音频数据进行固定采样长度的音频数据段的划分，并由音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，从而得到TWS主设备当前待采样的音频数据段，通过计数器可以得到当前待采样的音频数据段的参考采样时段，控制器根据参考采样时段控制该音频数据段的音频采样时间，使TWS主设备的每一路同步音频数据能够按照设定的规则进行采样和音频叠加，并且通过向从设备发送对齐指令和每一路同步音频数据各自起始的参考采样时段的信息，使TWS从设备按照相同的规则进行采样和音频叠加，从而不仅可以降低多路音频数据同步播放时音频数据处理的复杂度，还可以减少TWS主设备和TWS从设备由于音频同步需要交互的次数，减少带宽的占用，并且利于快速实现TWS主设备和TWS从设备之间的音频同步，在TWS主设备和TWS从设备开始音频同步时，能够以较小的偏差输出同步音频。

附图说明

以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本发明所提供的一种TWS主设备的示意图；

图2为本发明所提供的一种TWS从设备的示意图；

图3、图4和图5是本发明实施例提供的音频数据段和参考采样时段的示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参见图1，图1是本发明实施例提供的一种TWS主设备的示意图，该TWS主设备包括数据写入控制电路12、音频叠加缓存11、计数器13和控制器14；

所述控制器14用于向TWS从设备发送对齐指令，以及向所述TWS从设备发送多路同步音频数据中每一路同步音频数据各自起始的参考采样时段的信息，所述对齐指令包括所述主设备在一参考时钟上采用的参考采样时段的信息，所述对齐指令用于使所述TWS从设备采用与所述TWS主设备一致的参考采样时段；

其中，该参考时钟可以是TWS主设备的本地时钟，也可以是与TWS主设备建立蓝牙连接的蓝牙音源设备的本地时钟，TWS主设备可以将该参考时钟作为自身与TWS从设备之间的TWS网络时钟；

所述数据写入控制电路12用于对于每一路同步音频数据，根据其起始的参考采样时段的信息，控制其第一个固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存的时间，以及之后每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时，按照播放顺序将下一个所述固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存中；

所述音频叠加缓存11用于缓存所述数据写入控制电路写入的音频数据段，从而得到所述TWS主设备当前待采样的音频数据段，其中，若存在对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段，则所述音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，得到所述TWS主设备当前待采样的音频数据段(即当前作为采样对象的音频数据段)；其中，音频叠加缓存11可以是从TWS主设备的一存储器上划分出的一存储空间，音频叠加缓存11的存储空间大小与所述固定采样长度的音频数据段的数据大小相同；

本发明实施例中，音频数据可以为PCM(脉冲编码调制)数据，其可以是音频解码后的音频数据，也可以是音频解码后再经过音效处理得到的音频数据，对于TWS主设备来说，多路同步音频数据可以包括来自自身本地的一路同步音频数据和来自蓝牙音源设备的一路同步音频数据，当音频叠加缓存中存在对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段时，则通过音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，得到作为采样对象的音频数据段，且该音频数据段仍然是上述的固定采样长度；

可以理解的是，当TWS主设备仅有一路音频播放时，此时作为采样对象的音频数据段即为从该路音频数据中划分的音频数据段，当由多路音频同时播放时，此时作为采样对象的音频数据段为由不同路的音频数据段叠加得到的音频数据段；

所述计数器13用于对所述TWS主设备已完成音频采样的音频数据段的数量进行计数，每当TWS主设备完成一作为采样对象的音频数据段的采样时，计数器13的计数值执行加1操作；

所述控制器14还用于对所述音频叠加缓存中当前待采样的音频数据段，根据所述计数器当前的计数值确定其对应的参考采样时段(T0+Δt*N，T0+Δt*(N+1))，并根据所述参考采样时段(T0+Δt*N，T0+Δt*(N+1))控制其音频采样的时间，其中，T0为所述TWS主设备的音频开始采样时刻，Δt为预设值，N为所述计数器当前的计数值。

控制器14可以从TWS主设备开机后的起始采样时刻T0开始进行参考采样时段的划分，即当音频叠加缓存11中的音频数据段为第一个作为采样对象的音频数据段时，此时，N＝0，则第一个作为采样对象的音频数据段对应参考采样时段(T0，T0+Δt)，当音频叠加缓存11中的音频数据段为第二个作为采样对象的音频数据段时，此时，N＝1，则第二个作为采样对象的音频数据段对应参考采样时段(T0+Δt，T0+Δt*2)，当音频叠加缓存11中的音频数据段为第三个作为采样对象的音频数据段时，此时，N＝2，则第三个作为采样对象的音频数据段对应参考采样时段(T0+Δt*2，T0+Δt*3)……；

其中，Δt为预设值，其为每个参考采样时段的时长，对应每一个固定采样长度的音频数据段在预设采样率(TWS主设备和TWS从设备使用的音频采样率)下的采样时长，例如，以48k的采样率为例，若采用的Δt为2ms，则每一个固定采样长度的音频数据段包含96份样点数据；

其中，本发明实施例中，Δt的大小可以根据所需进行设置，可以理解的是，Δt越大时产生的延时也会越大；

优选地，Δt可以小于一个标准蓝牙音频数据包中音频数据的采样时长，例如，Δt可以为2ms-5ms中的任意值，例如，可以是2.9ms；

本发明实施例提供的TWS主设备，在与TWS从设备建立蓝牙连接后，可先通过控制器向TWS从设备发送对齐指令，使TWS从设备采用与TWS主设备一致的参考采样时段，再发送每一路同步音频数据各自起始的参考采样时段的信息，使TWS从设备与TWS主设备从同一参考采样时段开始对同一路同步音频数据进行音频采样，之后对于每一路同步音频数据，TWS主设备通过音频写入控制电路根据其起始的参考采样时段的信息，将其中固定采样长度的音频数据段写入音频叠加缓存中，实现对每一路同步音频数据进行固定采样长度的音频数据段的划分，并由音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，从而得到TWS主设备当前待采样的音频数据段，通过计数器可以得到当前待采样的音频数据段的参考采样时段，控制器根据参考采样时段控制该音频数据段的音频采样时间，使TWS主设备的每一路同步音频数据能够按照设定的规则进行采样和音频叠加，并且通过向从设备发送对齐指令和每一路同步音频数据各自起始的参考采样时段的信息，使TWS从设备按照相同的规则进行采样和音频叠加，从而不仅可以降低多路音频数据同步播放时音频数据处理的复杂度，还可以减少TWS主设备和TWS从设备由于音频同步需要交互的次数，减少带宽的占用，并且利于快速实现TWS主设备和TWS从设备之间的音频同步，在TWS主设备和TWS从设备开始音频同步时，能够以较小的偏差输出同步音频。

例如，在一实施例中，所述控制器14通过以下方式实现根据所述参考采样时段(T0+Δt*N，T0+Δt*(N+1))控制当前待采样的音频数据段的音频采样的时间：

步骤A1：所述控制器预估当前待采样的音频数据段的采样结束时刻；

例如，所述控制器14可以根据上一个作为采样对象的音频数据段的实际采样结束时刻，预估当前作为采样对象的音频数据段(即音频叠加缓存11中的音频数据段)的采样结束时刻，或者控制器14根据当前作为采样对象的音频数据段的当前采样状况(如包括该音频数据段的实际采样起始时刻、当前时刻以及在当前时刻该音频数据段的已采样数据量)预估当前作为采样对象的音频数据段的采样结束时刻；

步骤A2：所述控制器根据预估的采样结束时刻与T0+Δt*(N+1)之间的时间差，对当前待采样的音频数据段进行音频重采样，以减小其实际采样时段与参考采样时段之间的偏差。

具体地，若预估的采样结束时刻超过该音频数据段对应的参考采样时段的结束时刻，则TWS主设备的控制器14可以通过重采样方式对该音频数据段进行压缩(如减少该音频数据段中的样点数量)，其中，压缩量可以由两者之间的时间差确定；

若预估的采样结束时刻未超过该音频数据段对应的参考采样时段的结束时刻，则TWS主设备的控制器14可以通过重采样方式对该音频数据段进行拉伸(如增加该音频数据段中的样点数量)，拉伸量可以由两者之间的时间差确定。

优选地，本发明实施例中，TWS主设备的控制器可以每隔预设时间间隔执行一次步骤A1-A2，即TWS主设备的控制器无需对每一个作为采样对象的音频数据段根据其对应的参考采样时段对其进行音频重采样，可以每隔多个音频数据段的采样时间执行一次步骤A-B，以减少TWS主设备的控制器的运算负荷。

其中，TWS主设备中的控制器向TWS从设备发送的对齐指令中的信息可以是任一参考采样时段的信息，例如，可以是一参考采样时段的起始时刻和/或结束时刻，由于参考采样时段为连续划分且每一参考采样时段的时长Δt是固定的(Δt可以预设在TWS从设备中)，因此，在TWS从设备得到TWS主设备划分的任一参考采样时段的起始时刻和/或结束时刻后，TWS从设备即可得知各参考采样时段的信息，这样TWS主设备无需将每一个参考采样时段的信息都发送至TWS从设备；

例如，在一实施例中，所述对齐指令包括所述计数器当前的计数值及其对应的参考采样时段的起始时刻和/或结束时刻。

在TWS主设备和TWS从设备采用相同的参考采样时段后，TWS主设备和TWS从设备可以从相同的参考采样时段开始对同一路同步音频数据进行采样，在此情况下，对于每一路同步音频数据，由于同一路同步音频数据是相同的，因此TWS主设备和TWS从设备从同步音频数据划分出的第一个音频数据段是相同的且对应的参考采样时段也是相同的，划分出的第二个音频数据段是相同的且对应的参考采样时段也是相同的……，从而实现TWS主设备和TWS从设备之间的音频同步播放；

例如，在一实施例中，所述起始的参考采样时段的信息包括所述起始的参考采样时段对应的所述计数器的值。

例如，本发明实施例中，所述TWS主设备为成对的蓝牙耳机中的主耳机，或者为成对的蓝牙音响中的主音响。

参见图2，图2是本发明实施例提供的一种TWS从设备的示意图，TWS从设备包括数据写入控制电路22、音频叠加缓存21、计数器23和控制器24；

所述控制器24用于在所述TWS从设备同步TWS主设备的参考时钟后，根据所述TWS主设备发送的对齐指令设置所述计数器，使所述TWS从设备根据所述计数器的计数值得到与所述TWS主设备一致的参考采样时段，所述对齐指令包括所述主设备在一所述参考时钟上采用的参考采样时段的信息；

本发明实施例中，音频数据可以为PCM(脉冲编码调制)数据，其可以是音频解码后的音频数据，也可以是音频解码后再经过音效处理得到的音频数据，对于TWS从设备来说，多路同步音频数据可以包括来自自身本地的一路同步音频数据和来自蓝牙音源设备或TWS主设备的一路同步音频数据，当音频叠加缓存中存在对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段时，则通过音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，得到作为采样对象的音频数据段，且该音频数据段仍然是上述的固定采样长度；

可以理解的是，当TWS从设备仅有一路音频数据播放时，此时作为采样对象的音频数据段即为从该路音频数据中划分的音频数据段，当由多路音频同时播放时，此时作为采样对象的音频数据段为由不同路的音频数据段叠加得到的音频数据段；

所述数据写入控制电路22用于对于每一路同步音频数据，根据所述TWS主设备发送的其起始的参考采样时段的信息，控制其第一个固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存的时间，以及之后每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时，按照播放顺序将下一个所述固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存中；

所述音频叠加缓存21用于缓存所述数据写入控制电路写入的音频数据段，从而得到所述TWS从设备当前待采样的音频数据段，其中，若存在对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段，则所述音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，得到所述TWS从设备当前待采样的音频数据段(即当前作为采样对象的音频数据段)；其中，音频叠加缓存21可以是从TWS从设备的一存储器上划分出的一存储空间，音频叠加缓存21的存储空间大小与所述固定采样长度的音频数据段的数据大小相同；

所述计数器23用于在被所述控制器设置后，每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时对自身的计数值执行加1操作；

所述控制器24还用于对于所述音频叠加缓存中当前待采样的音频数据段，根据所述计数器当前的计数值确定其对应的参考采样时段(T0+Δt*N’，T0+Δt*(N’+1))，并根据所述参考采样时段(T0+Δt*N’，T0+Δt*(N’+1))控制其音频采样的时间，其中，T0为通过所述对齐指令得到的所述TWS主设备的音频开始采样时刻，Δt为预设值，N’为所述计数器当前的计数值。

其中，Δt为预设值，其为每个参考采样时段的时长，对应每一个固定采样长度的音频数据段在预设采样率(TWS主设备和TWS从设备使用的音频采样率)下的采样时长，例如，以48k的采样率为例，若采用的Δt为2ms，则每一个固定采样长度的音频数据段包含96份样点数据，TWS从设备中的Δt与TWS主设备中的Δt相同，TWS从设备中的音频叠加缓存与TWS主设备中的音频叠加缓存的存储空间大小相同。

本发明实施例提供的TWS从设备，在得到TWS主设备发送的对齐指令后，控制器通过对计数器进行设置使自身采用与TWS主设备一致的参考采样时段，之后对于每一路同步音频数据，根据TWS主设备发送的其起始的参考采样时段的信息开始将其中固定采样长度的音频数据段写入音频叠加缓存中，实现对每一路同步音频数据进行固定采样长度的音频数据段的划分，并由音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，从而得到TWS主设备当前待采样的音频数据段，控制器可以根据对应的参考采样时段控制当前待采样的音频数据段的音频采样时间，使TWS从设备按照与TWS主设备相同的规则进行采样和音频叠加，从而不仅可以降低多路音频数据同步播放时音频数据处理的复杂度，还可以减少TWS主设备和TWS从设备由于音频同步需要交互的次数，减少带宽的占用，并且利于快速实现TWS主设备和TWS从设备之间的音频同步，在TWS主设备和TWS从设备开始音频同步时，能够以较小的偏差输出同步音频。

例如，在一实施例中，所述控制器24通过以下方式实现根据所述参考采样时段(T0+Δt*N’，T0+Δt*(N’+1))控制当前待采样的音频数据段的音频采样的时间：

步骤B1：所述控制器预估当前待采样的音频数据段的采样结束时刻；

例如，所述控制器24可以根据上一个作为采样对象的音频数据段的实际采样结束时刻，预估当前作为采样对象的音频数据段(即音频叠加缓存21中的音频数据段)的采样结束时刻，或者控制器24根据当前作为采样对象的音频数据段的当前采样状况(如包括该音频数据段的实际采样起始时刻、当前时刻以及在当前时刻该音频数据段的已采样数据量)预估当前作为采样对象的音频数据段的采样结束时刻；

步骤B2：所述控制器24根据预估的采样结束时刻与T0+Δt*(N’+1)之间的时间差，对当前待采样的音频数据段进行音频重采样，以减小其实际采样时段与参考采样时段之间的偏差。

具体地，若预估的采样结束时刻超过该音频数据段对应的参考采样时段的结束时刻，则TWS从设备的控制器24可以通过重采样方式对该音频数据段进行压缩(如减少音频数据段中的样点数量)，其中，压缩量可以由两者之间的时间差确定；

若预估的采样结束时刻未超过该音频数据段对应的参考采样时段的结束时刻，则TWS从设备的控制器24可以通过重采样方式对该音频数据段进行拉伸(如增加音频数据段中的样点数量)，拉伸量可以由两者之间的时间差确定。

优选地，本发明实施例中，TWS从设备可以每隔预设时间间隔执行一次步骤B1-B2，即TWS从设备无需对每一个作为采样对象的音频数据段根据其对应的参考采样时段对其进行音频重采样，可以每隔多个音频数据段的采样时间执行一次步骤B1-B2，以减少TWS从设备的控制器的运算负荷。

优选地，在一实施例中，所述数据写入控制电路被配置有：在所述TWS从设备接收到所述TWS主设备发送的对齐指令之前，向所述音频叠加缓存写入的音频数据段为静音数据(即播放静音音频)，以提高用户体验。

即在TWS从设备与TWS主设备建立蓝牙连接后，可以先向音频叠加缓存21中写入用于实现静音播放的音频数据段(此时可认为音频叠加缓存21中的数据为0)，每一个用于实现静音播放的音频数据段的采样长度仍为上述固定采样长度，TWS从设备通过对该用于实现静音播放的音频数据段进行音频采样，实现静音播放，在接收到TWS主设备划分的参考采样时段的信息后，TWS从设备的控制器得到T0并设置自身的计数器，之后控制器可通过计数器当前的计数值可以确定当前时刻所处的参考采样时段，然后预估当前作为采样对象的音频数据段(音频叠加缓存21中的音频数据段)的采样结束时刻，再根据预估的采样结束时刻与当前时刻所处的参考采样时段的结束时刻之间的时间差对该音频数据段进行音频重采样，从而使得TWS从设备开始按照TWS主设备划分的参考采样时段控制自身音频数据段的采样时间，并在之后接收到TWS主设备发送的同步音频数据起始的参考采样时段的信息后，TWS从设备从所述同步音频数据起始的参考采样时段开始对同步音频数据进行音频采样。

如图3所示，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5为TWS主设备按照播放顺序依次写入音频叠加缓存11的5个音频数据段，Q1对应的参考采样时段为时钟1至时钟2所在的时段，Q2对应的参考采样时段为时钟2至时钟3所在的时段，Q3对应的参考采样时段为时钟3至时钟4所在的时段，Q4对应的参考采样时段为时钟4至时钟5所在的时段，Q5对应的参考采样时段为时钟5至时钟6所在的时段，通过TWS主设备根据参考采样时段控制对应的音频数据段的采样时间，可使TWS主设备的各音频数据段能够基本在各自对应的参考采样时段内完成采样；

P1、P2、P3、P4、P5为TWS从设备按照播放顺序依次写入音频叠加缓存21的5个音频数据段，如图3所示，若TWS从设备不采用TWS主设备划分的参考采样时段，可以看出TWS从设备与TWS主设备的每一个音频数据段的实际播放时段将存在较大的时间偏差；

当TWS从设备接收到TWS主设备划分的参考采样时段的信息后，可以根据该信息确定出当前时刻所在的参考采样时段(也即当前作为采样对象的音频数据段对应的TWS主设备划分的参考采样时段)，然后根据该参考采样时段对当前作为采样对象的音频数据段进行音频重采样，以减小下一个音频数据段的实际采样时段与参考采样时段的偏差，使之后TWS从设备的音频数据段与TWS主设备的音频数据段的实际采样时段能够基本达到一致，例如，参见图4，TWS从设备在对音频数据段P2进行采样时，根据其对应的参考采样时段(即时钟2至时钟3所在的时段)进行音频重采样，这样可以使之后的Q3与P3的实际采样时段能够基本达到一致(均在时钟3至时钟4所在的时段)，Q4与P4的实际采样时段能够基本达到一致(均在时钟4至时钟5所在的时段)，Q5与P5的实际采样时段能够基本达到一致(均在时钟5至时钟6所在的时段)，……；

在之后，如图5所示，对于第一路同步音频数据(解码0)，TWS主设备和TWS从设备均从时钟n至时钟n+1所在的时段开始对其进行固定采样长度的音频数据段的划分，分别得到K1、K2、K3、K4、K5，即对于TWS主设备和TWS从设备均会有：音频数据段K1对应的参考采样时段为时钟n至时钟n+1所在的时段，音频数据段K2对应的参考采样时段为时钟n+1至时钟n+2所在的时段，……，进而实现TWS从设备与TWS主设备在第一路同步音频数据上的同步播放；

对于第二路同步音频数据(解码1)，TWS主设备和TWS从设备可以均从时钟n+1至时钟n+2所在的时段开始对其进行固定采样长度的音频数据段的划分，分别得到H1、H2、H3、H4，即对于TWS主设备和TWS从设备均会有：音频数据段H1对应的参考采样时段为时钟n+1至时钟n+2所在的时段，音频数据段H2对应的参考采样时段为时钟n+2至时钟n+3所在的时段……，TWS主设备和TWS从设备均将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，即均执行以下操作：将K2和H1进行音频叠加后采样、播放，然后将K3和H2进行音频叠加后采样、播放，……，从而实现TWS从设备与TWS主设备之间的多路音频同步叠加播放，并且在多路音频同步叠加播放过程中，随着时间的延长，音频数据段的实际采样时段与参考采样时段之间的偏差可能会逐渐变大，因此，TWS主设备和TWS从设备还可以每隔预设时间执行一次校准操作(即根据对应的参考采样时段对当前作为采样对象的音频数据段进行音频重采样)，以减小上述偏差。

本发明实施例中，TWS主设备和TWS从设备中的音频叠加缓存用于实现叠加器(线性叠加器)，可设置有与DAC或者其他外设接口相同的采样率。通过上述方式，本发明能够实现对于嵌入式RTOS硬件资源较少的单任务运行多种解码的方案，能够减少多种解码的TWS音频方案下混合输出，主副解码所需对齐的复杂处理，可达到很好的同步混合效果，提升产品真立体声品质

例如，本发明实施例中，所述TWS从设备为成对的蓝牙耳机中的从耳机，或者为成对的蓝牙音响中的从音响。

本发明还提供了一种音频设备，包括上述的TWS主设备和/或上述的TWS从设备。

本发明还提供了一种音频系统，包括：

上述的音频设备；

蓝牙音源设备，用于向所述音频设备提供音频数据。

例如，所述蓝牙音源设备包括手机、平板电脑、笔记本或者影音播放器。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。其中，附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生，例如，两个接连表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们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专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本文中对于各步骤的编号仅为了方便说明和引用，并不用于限定前后顺序，在不冲突的前提下，各步骤可以是同时执行或任意顺序执行。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (13)

1.一种TWS主设备，其特征在于，所述TWS主设备包括数据写入控制电路、音频叠加缓存、计数器和控制器；

所述控制器用于向TWS从设备发送对齐指令，以及向所述TWS从设备发送多路同步音频数据中每一路同步音频数据各自起始的参考采样时段的信息，所述对齐指令包括所述主设备在一参考时钟上采用的参考采样时段的信息，所述对齐指令用于使所述TWS从设备采用与所述TWS主设备一致的参考采样时段；

所述数据写入控制电路用于对于每一路同步音频数据，根据其起始的参考采样时段的信息，控制其第一个固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存的时间，以及之后每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时，按照播放顺序将下一个所述固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存中；

所述音频叠加缓存用于缓存所述数据写入控制电路写入的音频数据段，从而得到所述TWS主设备当前待采样的音频数据段，其中，若存在对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段，则所述音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，得到所述TWS主设备当前待采样的音频数据段；

所述计数器用于对所述TWS主设备已完成音频采样的音频数据段的数量进行计数；

所述控制器还用于对所述音频叠加缓存中当前待采样的音频数据段，根据所述计数器当前的计数值确定其对应的参考采样时段(T0+Δt*N，T0+Δt*(N+1))，并根据所述参考采样时段(T0+Δt*N，T0+Δt*(N+1))控制其音频采样的时间，其中，T0为所述TWS主设备的音频开始采样时刻，Δt为预设值，N为所述计数器当前的计数值。

2.根据权利要求1所述的TWS主设备，其特征在于，所述控制器通过如下方式控制当前待采样的音频数据段的音频采样的时间：

先预估当前待采样的音频数据段的采样结束时刻；

再根据预估的采样结束时刻与T0+Δt*(N+1)之间的时间差，对当前待采样的音频数据段进行音频重采样，以减小其实际采样时段与参考采样时段之间的偏差。

3.根据权利要求2所述的TWS主设备，其特征在于，所述控制器被配置成每隔预设时间执行一次对当前待采样的音频数据段的音频采样的时间的控制。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的TWS主设备，其特征在于，所述对齐指令包括所述计数器当前的计数值及其对应的参考采样时段的起始时刻和/或结束时刻。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的TWS主设备，其特征在于，所述起始的参考采样时段的信息包括所述起始的参考采样时段对应的所述计数器的值。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的TWS主设备，其特征在于，所述TWS主设备为成对的蓝牙耳机中的主耳机，或者为成对的蓝牙音响中的主音响。

7.一种TWS从设备，其特征在于，所述TWS从设备包括数据写入控制电路、音频叠加缓存、计数器和控制器；

所述控制器用于在所述TWS从设备同步TWS主设备的参考时钟后，根据所述TWS主设备发送的对齐指令设置所述计数器，使所述TWS从设备根据所述计数器的计数值得到与所述TWS主设备一致的参考采样时段，所述对齐指令包括所述主设备在一所述参考时钟上采用的参考采样时段的信息；

所述数据写入控制电路用于对于每一路同步音频数据，根据所述TWS主设备发送的其起始的参考采样时段的信息，控制其第一个固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存的时间，以及之后每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时，按照播放顺序将下一个所述固定采样长度的音频数据段写入所述音频叠加缓存中；

所述音频叠加缓存用于缓存所述数据写入控制电路写入的音频数据段，从而得到所述TWS从设备当前待采样的音频数据段，其中，若存在对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段，则所述音频叠加缓存将对应相同参考采样时段且不同路的音频数据段进行音频叠加，得到所述TWS从设备当前待采样的音频数据段；

所述计数器用于在被所述控制器设置后，每当所述音频叠加缓存中的音频数据段完成音频采样时对自身的计数值执行加1操作；

所述控制器还用于对于所述音频叠加缓存中当前待采样的音频数据段，根据所述计数器当前的计数值确定其对应的参考采样时段(T0+Δt*N’，T0+Δt*(N’+1))，并根据所述参考采样时段(T0+Δt*N’，T0+Δt*(N’+1))控制其音频采样的时间，其中，T0为通过所述对齐指令得到的所述TWS主设备的音频开始采样时刻，Δt为预设值，N’为所述计数器当前的计数值。

8.根据权利要求7所述的TWS从设备，其特征在于，所述控制器通过如下方式控制当前待采样的音频数据段的音频采样的时间：

先预估当前待采样的音频数据段的采样结束时刻；

再根据预估的采样结束时刻与T0+Δt*(N’+1)之间的时间差，对当前待采样的音频数据段进行音频重采样，以减小其实际采样时段与参考采样时段之间的偏差。

9.根据权利要求8所述的TWS从设备，其特征在于，所述控制器被配置成每隔预设时间执行一次对当前待采样的音频数据段的音频采样的时间的控制。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的TWS从设备，其特征在于，所述数据写入控制电路被配置成：在所述TWS从设备接收到所述TWS主设备发送的对齐指令之前，向所述音频叠加缓存写入的音频数据段为静音数据。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的TWS从设备，其特征在于，所述TWS从设备为成对的蓝牙耳机中的从耳机，或者为成对的蓝牙音响中的从音响。

12.一种音频设备，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的TWS主设备和/或如权利要求7-11中任一项所述的TWS从设备。

13.一种音频系统，其特征在于，包括：

如权利要求12所述的音频设备；

蓝牙音源设备，用于向所述音频设备提供音频数据。

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