CN114759938B - 一种公网对讲设备音频延迟处理方法以及系统 - Google Patents

一种公网对讲设备音频延迟处理方法以及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种公网对讲设备音频延迟处理方法以及系统，所述公网对讲设备音频延迟处理方法包括：获取音频数据；创建并行调整线程，分别对获取的音频数据进行增益处理以及波形强化处理；创建助推传送线程，分别对增益处理后的音频数据以及波形强化处理前后的音频数据进行助推传送。本发明提供的方法通过创建并行调整线程，分别同时对音频数据进行增益处理以及波形强化处理，并且对处理后的结果进行助推传送。通过这些手段，本发明可以使得数据传输过程更为稳定，提高抗干扰能力，减小数据的延迟。

Description

一种公网对讲设备音频延迟处理方法以及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种公网对讲设备音频延迟处理方法以及系统。
背景技术
传统的对讲机都是基于局域网的，对讲机之间可以寻呼特定终端，也可以进行全网的广播。对讲机不依赖于规模的网络设施，依赖特定的频段进行通信，传输距离较短，但是架构简单，易于实现。
公网对讲是基于互联网或者其它形式的广域网的对讲技术，两个对讲终端之间可以远距离通话，利用的是广域网的传输功能。公网对讲依靠于公网的基础设施，能够实现远距离、超远距离的对讲，结合了传统对讲，同时可以克服对讲区域无网络覆盖的问题，仅需要提供一个接入节点，即能实现整个对讲网络与互联网的连接。
但是，公网对接中由于包含了局部的无线数据传输，导致公网对讲的抗干扰能力较差，数据传输容易出现延迟、丢失等问题，需要解决。
发明内容
基于此，本发明实施例提供一种公网对讲设备音频延迟处理方法以及系统，旨在解决背景技术中提出的至少一个问题。
本发明实施例是这样实现的，一种公网对讲设备音频延迟处理方法，应用于数据发送端，所述公网对讲设备音频延迟处理方法包括：
获取音频数据；
创建并行调整线程，分别对获取的音频数据进行增益处理以及波形强化处理；
创建助推传送线程，分别对增益处理后的音频数据以及波形强化处理前后的音频数据进行助推传送。
在其中一个实施例中，本发明提供了一种公网对讲设备音频延迟处理方法，应用于数据接收端，所述公网对讲设备音频延迟处理方法包括：
自适应切换2.4GHz与5GHz以接收增益处理后的音频数据，并对接收到的增益处理后的音频数据进行解码得到解码结果；
接收波形强化处理后的音频数据，并对接收到的波形强化处理后的音频数据进行带通滤波得到滤波结果；
综合解码结果以及滤波结果输出音频数据。
在其中一个实施例中，本发明提供了一种公网对讲设备音频延迟处理系统，所述公网对讲设备音频延迟处理系统包括相互通信的数据发送端以及数据接收端；
所述数据发送端用于执行如本发明实施例所述的应用于数据发送端的公网对讲设备音频延迟处理方法；
所述数据接收端用于执行如本发明实施例所述的应用于数据接收端的公网对讲设备音频延迟处理方法。
本发明提供的方法通过创建并行调整线程，分别同时对音频数据进行增益处理以及波形强化处理，并且对处理后的结果进行助推传送。通过这些手段，本发明可以使得数据传输过程更为稳定，提高抗干扰能力，减小数据的延迟。
附图说明
图1为一个实施例提供的公网对讲设备音频延迟处理方法的流程图；
图2为另一个实施例提供的公网对讲设备音频延迟处理方法的流程图；
图3为一个实施例提供的对讲机工作原理图；
图4为一个实施例中处理设备的内部结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
如图1所示，在一个实施例中，提出了一种公网对讲设备音频延迟处理方法，应用于数据发送端，所述公网对讲设备音频延迟处理方法包括：
获取音频数据；
创建并行调整线程，分别对获取的音频数据进行增益处理以及波形强化处理；
创建助推传送线程，分别对增益处理后的音频数据以及波形强化处理前后的音频数据进行助推传送。
在本实施例中，音频数据可以通过音频拾取装置如麦克风等获取，这里的获取主要接收用户直接输入的形式，而不包括网络获取，本发明主要针对本地音频数据的处理。
在本实施例中，并行调整线程是指创建的两个线程是并行执行的，而非二选一，这里个线程包括增益处理线程以及波形强化线程，分别通过对音频进行增益处理以及波形强化的方式进行增强处理。通过对音频数据进行增强处理，可以提高音频数据发送时的抗干扰能力，从而减少数据的丢包，减小延时。
在本实施例中，对于增强处理后的音频数据，还进一步通过助推处理，提高数据发送时的信号强度，进一步提高抗干扰能力。
本发明提供的方法通过创建并行调整线程，分别同时对音频数据进行增益处理以及波形强化处理，并且对处理后的结果进行助推传送。通过这些手段，本发明可以使得数据传输过程更为稳定，提高抗干扰能力，减小数据的延迟。
作为一个优选实施例，所述创建并行调整线程，分别对获取的音频数据进行增益处理以及波形强化处理，包括：
创建增益处理线程以及波形强化线程；
通过增益处理线程对音频数据进行增益处理；
通过波形强化线程对音频数据进行波形强化处理。
在本实施例中，并行调整线程是通过两种方式同时对音频数据进行增强处理。
作为一个优选实施例，所述通过增益处理线程对音频数据进行增益处理，包括：
用一个设定宽度的空白窗对音频数据进行分段处理，得到若干段长音频以及若干段短音频；
将短音频进行模数转换得到短音频数字信号；
将短音频发送频段置为2.4GHz；
将短音频数字信号左移一位以将短音频数字信号放大2倍；
将长音频进行模数转换得到长音频数字信号；
将长音频发送频段置为5GHz；
将长音频数字信号右移log2Q位以将长音频数字信号放大1/Q倍，其中，Q为长音频的持续时长。
在本实施例中，这里的设定宽度是指设定的时间宽度，可以采用1~5秒不等，使用空白窗沿音频数据的时间轴移动，当整个空白窗内音频的振幅为0时，则认为音频在此处为空，此时可以将前后部分的音频分割出来。根据最终分割出的音频的长度，可以划分为短音频以及长音频，这里的长短可以通过设置阈值进行区分，常用的阈值可是5秒、10秒等。长音频具有较高的连续性，进行连续化处理可能减少处理过程中可能引入新的噪声，同时分段后处理，长短音频可以同时处理，提高了数据的处理速度。
在本实施例中，对不同长度的音频，通过不同的频段进行发送，利用了不同频段的特性不同，提高数据的稳定性。例如2.4GHz，其速度低，穿透力强，用于短音频的发送，相对耗时低，抗干扰能力强；而对于长音频，通过5GHz频段发送，利用了该频段速度快的特点，由于是长音频，对干扰的容忍度更高，数据的稳定性好。在本实施例中，对于每一段长音频都具有一个持续时长Q。
作为一个优选实施例，所述通过波形强化线程对音频数据进行波形强化处理，包括：
将音频数据进行模数转换得到数字音频信号；
将数字音频信号左移一位以将其放大2倍；
将放大后的数字音频信号进行数模转换得到模拟音频信号；
获取模拟音频信号y轴上大于0且小于1的值，乘以20；
获取模块音频信号y轴上大于-1且小于0的值，乘以-20。
在本实施例中，通过对音频波形进行强化处理可以有效提高信号的强度，在噪声不变的情况下，显著提高信噪比。
作为一个优选实施例，所述创建助推传送线程，分别对增益处理后的音频数据以及波形强化处理前后的音频数据进行助推传送，包括：
创建第一助推传送线程对增益处理后的音频数据进行助推传送；
创建第二助推传送线程对波形强化处理前后的音频数据进行助推传送。
在本实施例中，对于通过两种不处处理方法得到的音频数据，采用不同的助推方法。
作为一个优选实施例，所述创建第一助推传送线程对增益处理后的音频数据进行助推传送，包括：
侦测空间范围内的信号强度；
确定信号强度大于-80dbm的路由设备的数量N；
将短音频数字信号乘以N以放大N倍；
确定信号强度大于-80dbm的对讲终端的数量M；
将长音频数字信号乘以M/2以放大M/2倍；
将放大后的短音频数字信号以及长音频数字信号进行传送。
在本实施例中，当信号强度大于-80dbm时，可以认为是较高的信号强度，可以维持较高的数据传输质量。
作为一个优选实施例，所述创建第二助推传送线程对波形强化处理前后的音频数据进行助推传送，包括：
获取波形强化处理前的音频数据；
将波形强化处理前的音频数据调制到100MHz的中速频带进行传输；
获取波形强化处理后的音频数据；
将波形强化处理后的音频数据调制到200MHz的高速频带进行传输。
在本实施例中，将波形强化处理前的音频数据通过中速频带发送，而将强化处理后的音频数据通过高速频带进行传输。强化处理前的音频信号强度较低，与中速频段匹配，而强化处理后的数据采用高速频段发送，可以有效减小延时。
本发明的另一个实施例还提供了一种公网对讲设备音频延迟处理方法，应用于数据接收端，所述公网对讲设备音频延迟处理方法包括：
自适应切换2.4GHz与5GHz以接收增益处理后的音频数据，并对接收到的增益处理后的音频数据进行解码得到解码结果；
接收波形强化处理后的音频数据，并对接收到的波形强化处理后的音频数据进行带通滤波得到滤波结果；
综合解码结果以及滤波结果输出音频数据。
在本实施例中，上述方法应用于数据接收端，其通过两种方式接收来自数据发送端的音频数据，并综合两种来源的数据得到最终音频结果并输出给本端用户。
作为一个优选实施例，所述自适应切换2.4GHz与5GHz以接收增益处理后的音频数据，并对接收到的增益处理后的音频数据进行解码得到解码结果，包括：
启用2.4GHz频段接收短音频数字信号；
将短音频数据信号除以N，所得结果右移一位；
启用5GHz频段接收长音频数字信号；
将长音频数据信号除以M/2，所得结果左移log2Q位；
将解码结果进行接合得到无线音频；
其中，N为信号强度大于80dB的路由设备的数量，M为信号强度大于80dB的对讲终端的数量，Q为长音频的持续时长。
在本实施例中，上述过程为增益过程的逆过程，属于解调过程，本实施例对此不再赘述，具体可以参考调制过程的说明。
作为一个优选实施例，所述对接收到的波形强化处理后的音频数据进行带通滤波得到滤波结果，包括：
接收100MHz中速频带进行传输的音频数据，经过接收带通滤波器、选频放大电路、混频电路、中放电路、解调电路后得到中速频带音频；
接收200MHz高速频带进行传输的音频数据，经过接收带通滤波器、选频放大电路、混频电路、中放电路、解调电路后得到高速频带音频。
在本实施例中，通过中速频带以及高速频带可以分别接收到处理前的音频以及处理后的音频，经过图3所示的处理电路可以得到滤波处理后的音频信号。
作为一个优选实施例，所述综合解码结果以及滤波结果输出音频数据，包括：
判断中速频带音频与高速频带音频是否存在时差；
若是，分别计算中速频带音频与无线音频的时差、高速频带音频与无线音频的时差；
若两个时差中有且仅有一个为0，则输出对应的频带音频；
若两个时差均不为0，判断高速频带音频与无线音频的时差是否小于设定阈值，若是，输出高速频带音频，否则输出无线音频。
在本实施例中，对于通过两种方式发送的音频，通过上述规则可以使得到的音频更接近于原始音频，减小干扰以及数据丢失，同时减小延时产生的影响，采用了时延较低的结果，有利于提高公网对讲的时效性。
本发明一个实施例还提供了一种公网对讲设备音频延迟处理系统，所述公网对讲设备音频延迟处理系统包括相互通信的数据发送端以及数据接收端；
所述数据发送端用于执行如本发明实施例所述的应用于数据发送端的公网对讲设备音频延迟处理方法；
所述数据接收端用于执行如本发明实施例所述的应用于数据接收端的公网对讲设备音频延迟处理方法。
在本实施例中，数据发送端与数据接收端通过公网进行对讲，两者的具体实现形式包括但不限于智能手机、对讲机等，本发明实施例对此不作进一步限定。
本发明提供的系统通过创建并行调整线程，分别同时对音频数据进行增益处理以及波形强化处理，并且对处理后的结果进行助推传送。通过这些手段，本发明可以使得数据传输过程更为稳定，提高抗干扰能力，减小数据的延迟。
图4示出了一个实施例中处理设备的内部结构图，该处理设备具体可以是本发明实施例提供的公网对讲设备音频延迟处理系统中的数据发送端或者数据接收端。如图4所示，该处理设备包括该处理设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该处理设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现本发明实施例提供的公网对讲设备音频延迟处理方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行本发明实施例提供的公网对讲设备音频延迟处理方法。处理设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，处理设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是处理设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的处理设备的限定，具体的处理设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提出了一种处理设备，所述处理设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取音频数据；
创建并行调整线程，分别对获取的音频数据进行增益处理以及波形强化处理；
创建助推传送线程，分别对增益处理后的音频数据以及波形强化处理前后的音频数据进行助推传送。
或者：
自适应切换2.4GHz与5GHz以接收增益处理后的音频数据，并对接收到的增益处理后的音频数据进行解码得到解码结果；
接收波形强化处理后的音频数据，并对接收到的波形强化处理后的音频数据进行带通滤波得到滤波结果；
综合解码结果以及滤波结果输出音频数据。
在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
获取音频数据；
创建并行调整线程，分别对获取的音频数据进行增益处理以及波形强化处理；
创建助推传送线程，分别对增益处理后的音频数据以及波形强化处理前后的音频数据进行助推传送。
或者：
自适应切换2.4GHz与5GHz以接收增益处理后的音频数据，并对接收到的增益处理后的音频数据进行解码得到解码结果；
接收波形强化处理后的音频数据，并对接收到的波形强化处理后的音频数据进行带通滤波得到滤波结果；
综合解码结果以及滤波结果输出音频数据。
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种公网对讲设备音频延迟处理方法，应用于数据发送端，其特征在于，所述公网对讲设备音频延迟处理方法包括：
获取音频数据；
创建并行调整线程，分别对获取的音频数据进行增益处理以及波形强化处理；
创建助推传送线程，分别对增益处理后的音频数据以及波形强化处理前后的音频数据进行助推传送；
所述创建并行调整线程，分别对获取的音频数据进行增益处理以及波形强化处理，包括：
创建增益处理线程以及波形强化线程；
通过增益处理线程对音频数据进行增益处理；
通过波形强化线程对音频数据进行波形强化处理；
所述通过增益处理线程对音频数据进行增益处理，包括：
用一个设定宽度的空白窗对音频数据进行分段处理，得到若干段长音频以及若干段短音频；
将短音频进行模数转换得到短音频数字信号；
将短音频发送频段置为2.4GHz；
将短音频数字信号左移一位以将短音频数字信号放大2倍；
将长音频进行模数转换得到长音频数字信号；
将长音频发送频段置为5GHz；
将长音频数字信号右移log2Q位以将长音频数字信号放大1/Q倍，其中，Q为长音频的持续时长；
所述通过波形强化线程对音频数据进行波形强化处理，包括：
将音频数据进行模数转换得到数字音频信号；
将数字音频信号左移一位以将其放大2倍；
将放大后的数字音频信号进行数模转换得到模拟音频信号；
获取模拟音频信号y轴上大于0且小于1的值，乘以20；
获取模块音频信号y轴上大于-1且小于0的值，乘以-20。
2.根据权利要求1所述的公网对讲设备音频延迟处理方法，其特征在于，所述创建助推传送线程，分别对增益处理后的音频数据以及波形强化处理前后的音频数据进行助推传送，包括：
创建第一助推传送线程对增益处理后的音频数据进行助推传送；
创建第二助推传送线程对波形强化处理前后的音频数据进行助推传送。
3.根据权利要求2所述的公网对讲设备音频延迟处理方法，其特征在于，所述创建第一助推传送线程对增益处理后的音频数据进行助推传送，包括：
侦测空间范围内的信号强度；
确定信号强度大于-80dbm的路由设备的数量N；
将短音频数字信号乘以N以放大N倍；
确定信号强度大于-80dbm的对讲终端的数量M；
将长音频数字信号乘以M/2以放大M/2倍；
将放大后的短音频数字信号以及长音频数字信号进行传送。
4.根据权利要求2所述的公网对讲设备音频延迟处理方法，其特征在于，所述创建第二助推传送线程对波形强化处理前后的音频数据进行助推传送，包括：
获取波形强化处理前的音频数据；
将波形强化处理前的音频数据调制到100MHz的中速频带进行传输；
获取波形强化处理后的音频数据；
将波形强化处理后的音频数据调制到200MHz的高速频带进行传输。
5.一种公网对讲设备音频延迟处理方法，应用于数据接收端，其特征在于，所述公网对讲设备音频延迟处理方法包括：
自适应切换2.4GHz与5GHz以接收根据权利要求1-4任意一项所述的公网对讲设备音频延迟处理方法进行增益处理后的音频数据，并对接收到的增益处理后的音频数据进行解码得到解码结果；
接收波形强化处理后的音频数据，并对接收到的波形强化处理后的音频数据进行带通滤波得到滤波结果；
综合解码结果以及滤波结果输出音频数据；
所述自适应切换2.4GHz与5GHz以接收增益处理后的音频数据，并对接收到的增益处理后的音频数据进行解码得到解码结果，包括：
启用2.4GHz频段接收短音频数字信号；
将短音频数据信号除以N，所得结果右移一位；
启用5GHz频段接收长音频数字信号；
将长音频数据信号除以M/2，所得结果左移log2Q位；
将解码结果进行接合得到无线音频；
其中，N为信号强度大于80dB的路由设备的数量，M为信号强度大于80dB的对讲终端的数量，Q为长音频的持续时长；
所述对接收到的波形强化处理后的音频数据进行带通滤波得到滤波结果，包括：
接收100MHz中速频带进行传输的音频数据，经过接收带通滤波器、选频放大电路、混频电路、中放电路、解调电路后得到中速频带音频；
接收200MHz高速频带进行传输的音频数据，经过接收带通滤波器、选频放大电路、混频电路、中放电路、解调电路后得到高速频带音频；
所述综合解码结果以及滤波结果输出音频数据，包括：
判断中速频带音频与高速频带音频是否存在时差；
若是，分别计算中速频带音频与无线音频的时差、高速频带音频与无线音频的时差；
若两个时差中有且仅有一个为0，则输出对应的频带音频；
若两个时差均不为0，判断高速频带音频与无线音频的时差是否小于设定阈值，若是，输出高速频带音频，否则输出无线音频。
6.一种公网对讲设备音频延迟处理系统，其特征在于，所述公网对讲设备音频延迟处理系统包括相互通信的数据发送端以及数据接收端；
所述数据发送端用于执行如权利要求1-4任意一项所述的公网对讲设备音频延迟处理方法；
所述数据接收端用于执行如权利要求5所述的公网对讲设备音频延迟处理方法。
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