CN116032901A - 多路音频数据信号采编方法、装置、系统、介质和设备 - Google Patents

多路音频数据信号采编方法、装置、系统、介质和设备 Download PDF

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CN116032901A CN202211739084.1A CN202211739084A CN116032901A CN 116032901 A CN116032901 A CN 116032901A CN 202211739084 A CN202211739084 A CN 202211739084A CN 116032901 A CN116032901 A CN 116032901A
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朱洪亮
袁彬彬
杨卓勋
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Abstract

本发明实施例提供多路音频数据信号采编方法、装置、系统、介质和设备，该方法包括：采集多路时域音频数据信号；将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；计算出多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；对共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将编码数据传输至音频接收端设备，接收端进行解码、存储和播放。本发明通过提取出各路音频数据中的共同音频数据和各路音频数据与共同音频数据的残差数据，进行统一编码传输，极大地提高数据带宽利用率。

Description

多路音频数据信号采编方法、装置、系统、介质和设备
技术领域
本发明涉及音频数据处理技术领域，尤其涉及多路音频数据信号采编方法、装置、系统、介质和设备。
背景技术
航天飞行控制系统需要将运载火箭和负载卫星在飞行过程中的各种飞行状态数据和传感器中的数据进行遥测传输，根据飞行任务的要求，在箭体内或卫星上，安装多个音频采集传感器，采集多个位置的音频信号，通过遥测系统，把音频数据经过编码后传输到地面，进行解码、分析、存储和播放。
但是，现有技术中，如图1所示，1、2、……n路遥测音频信息是独立采集、编码，并且采用不同的无线波道进行传输，在遥测传输带宽上没有充分利用多路遥测音频之间的相关性关系，n路音频信号的采集传输过程相互独立，占用的数据带宽是1路音频信号的n倍，没有充分利用遥测系统的传输带宽。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供多路音频数据信号采编方法、装置、系统、介质和设备，以解决现有技术中n数据的传输过程相互独立，没有充分利用遥测系统的传输带宽的技术问题。
为达到上述目的，第一方面，本发明提供一种多路音频数据信号采编方法，应用于音频采集端设备，所述方法包括：
采集多路时域音频数据信号；
将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；
计算出所述多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据所述共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将所述编码数据传输至音频接收端设备。
在一些可能的实施方式中，所述的将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号，具体包括：
对每一路所述时域音频数据信号进行傅里叶变换，获得每一路所述时域音频数据信号对应的频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号。
在一些可能的实施方式中，所述的计算出所述多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据所述共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号，具体包括：
将所述多路频域音频数据信号进行比对，对同一段时间内的多路频域音频数据信号按照每个频点计算出所述多路频域音频数据信号的平均值，将所述平均值作为共同频域音频数据信号；
计算每一路频域音频数据信号的每个频点与所述共同频域音频数据信号对应的频点的差值，获得多路残差频域音频数据信号。
在一些可能的实施方式中，所述的对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，具体包括：
对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行熵编码。
第二方面，本发明实施例提供了一种多路音频数据信号采编方法，应用于音频接收端设备，所述采编方法包括：
接收编码数据信号，并对所述编码数据进行解码，获得共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与所述共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；
将每一路所述频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，进行存储和播放。
在一些可能的实施方式中，所述的计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与所述共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号，具体包括：
计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号的每个频点与所述共同频域音频数据信号对应的频点的和，获得多路频域音频数据信号。
第四方面，本发明实施例提供了一种多路音频数据信号采编装置，应用于音频采集端设备，所述采编装置包括：
采集单元，用于采集多路时域音频数据信号；
时频转换单元，用于将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；
残差计算单元，用于计算出所述多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据所述共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
编码与发送单元，用于对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将所述编码数据传输至音频接收端设备。
在一些可能的实施方式中，所述时频转换单元具体用于：
对每一路所述时域音频数据信号进行傅里叶变换，获得每一路所述时域音频数据信号对应的频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号。
在一些可能的实施方式中，所述残差计算单元具体包括：
第一计算子单元，用于对同一段时间内的多路频域音频数据信号按照每个频点计算出所述多路频域音频数据信号的平均值，将所述平均值作为共同频域音频数据信号；
第二计算子单元，用于计算每一路频域音频数据信号的每个频点与所述共同频域音频数据信号对应的频点的差值，获得多路残差频域音频数据信号。
在一些可能的实施方式中，所述编码与发送单元具体包括：
对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行熵编码，获得信息熵，并将所述信息熵传输至音频接收端设备。
第四方面，本发明实施例提供了一种多路音频数据信号采编装置，应用于音频接收端设备，所述采编装置包括：
接收与解码单元，用于接收编码数据信号，并对所述编码数据进行解码，获得共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
加法计算单元，用于计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与所述共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；
转换与播放单元，用于将每一路所述频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，进行存储和播放。
在一些可能的实施方式中，所述加法计算单元具体用于：
计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号的每个频点与所述共同频域音频数据信号对应的频点的和，获得多路频域音频数据信号。
第五方面，本发明实施例提供了一种多路音频数据信号采编系统，所述多路音频数据信号采编系统包括音频采集端设备和音频接收端设备，其中，
所述音频采集端设备，用于采集多路时域音频数据信号；将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；计算出所述多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据所述共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将所述编码数据传输至音频接收端设备；
所述音频接收端设备，用于接收编码数据信号，并对所述编码数据进行解码，获得所述共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与所述共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；将每一路所述频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，进行存储和播放。
第六方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任意一种多路音频数据信号采编方法。
第七方面，本发明实施例提供了一种电子设备，其包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现上述任意一种多路音频数据信号采编方法。
上述技术方案具有如下有益效果：
本发明提供了一种多路音频数据信号采编方法、装置、系统、介质和设备，该方法包括：采集多路时域音频数据信号；将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；计算出多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；对共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将编码数据传输至音频接收端设备，接收端进行解码、存储和播放。本发明实施例通过对采集的多路音频信号进行时频转换和数据比对，提取出各路音频数据中的共同音频数据和各路音频数据与共同音频数据的残差数据，进行统一编码传输，有效地压缩了多路音频数据信号，极大提高数据带宽利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术中采集多路音频数据信号的架构图；
图2是本发明实施例的一种应用于音频采集端设备的多路音频数据信号采编方法的流程图；
图3是本发明实施例的一种对三路音频数据信号进行时频转换的谱图；
图4是本发明实施例的一种应用于音频接收端设备的多路音频数据信号采编方法的流程图；
图5是本发明实施例的一种应用于音频采集端设备的多路音频数据信号采编装置的结构框图；
图6是本发明实施例的一种应用于音频接收端设备的多路音频数据信号采编装置的结构框图；
图7是本发明实施例的一种多路音频数据信号采编系统的结构框图；
图8是本发明实施例的一种音频数据信号采编系统采集三路音频数据的架构图；
图9是本发明实施例的一种计算机可读存储介质的功能框图；
图10是本发明实施例的一种电子设备的功能框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图2是本发明实施例的一种应用于音频采集端设备的多路音频数据信号采编方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
步骤S11，采集多路时域音频数据信号；
步骤S12，将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；
步骤S13，计算出多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
步骤S14，对共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将编码数据传输至音频接收端设备。
本实施例中，采集多路时域音频数据信号的音频传感器都安装在火箭箭体内部的不同位置，其采集的音频数据中存在来自火箭发动机、火箭箭体等相同来源的声音，在多个传感器上采集到的数据中，必然存在大量相同的声音频率信号，本实施例先对采集的每一路信号进行时频转换，并计算出各路音频数据中的共同频域音频数据和各路音频数据信号与共同音频数据信号的残差频域音频数据信号，进行统一编码传输，到了接收端后统一解码并进行分离多路数据，发送给不同的存储和播放设备。可见，本发明实施例中传输的数据为每一路音频数据信号的残差频域音频数据信号和共同频域音频数据信号，减少了音频数据的传输量，极大地提高了数据带宽的利用率。
本发明涉及航天遥测系统中包含多路音频数据采集时，对多路数据进行优化处理，有效压缩数据，提高数据带宽利用率的方法。
图3是本发明实施例的一种对三路音频数据信号进行时频转换的谱图，如图3所示，以三路信号为例进行说明。
对每一路时域音频数据信号进行傅里叶变换，获得每一路时域音频数据信号对应的频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号，具体的，对如图3中左侧三幅图：“信号1号、“信号2号”和“信号3号”是这三路时域音频数据信号，时域音频数据信号的自变量是时间，横轴是时间t(ms)，纵轴是信号的变化(振幅)，其动态信号x(t)是描述信号在不同时刻取值的函数，音频原始数据进行傅里叶变换，将时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，如图3中的中间三幅图：“信号1频率”、“信号2频率”和“信号3频率”，频域音频数据信号的自变量是频率，即横轴是频率f(Hz)，纵轴是该频率信号的幅度(振幅)，就是指的信号电压大小，也就是通常说的频谱图。将三路频域音频数据信号进行比对，对同一段时间内的多路频域音频数据信号按照每个频点计算出多路频域音频数据信号的平均值，例如，图3中的中间三幅图中，横坐标为频点，计算三幅图中同一个频点对应的幅度的平均值，例如计算100Hz这一频点的平均值，就是计算这一频点对应的三幅图中的每个纵坐标对应的幅度的平均值，即将这三幅图中100Hz对应的这一频点的三个幅度相加，得到的和再除以3，就是这一频点的频域音频数据信号的平均值，按照此种计算方法，计算每一频点的多路频域音频数据信号的平均值，将平均值作为共同频域音频数据信号；即，对同一段时间内的三路音频的频域数据，按照每个频点(图3中的中间三幅图中横坐标0～500即频点)计算三路数据的平均值，作为共同频域音频数据(图3中右上角“共同频率信号”)。
计算每一路频域音频数据信号的每个频点与共同频域音频数据信号对应的频点的差值，获得多路残差频域音频数据信号，即，计算“信号1频率”、“信号2频率”和“信号3频率”这三路频域音频数据信号与“共同频率信号”的差值(即残差)，得到“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”。
对共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行熵编码，即对“共同频率信号”、“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”进行熵编码后传输，从图3中可以看出，“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”这三路残差数据只有简单的几个频点数据，所以编码以后数据量(信息熵)很少，频域音频数据进行熵编码后，可以大大减少数据在编码以后的编码长度，提高数据带宽利用率。
其中，信息熵为是表达信源信息量的度量，信息熵的公式为：
Figure BDA0004031976930000071
其中，Pi是事件发生的概率，n是总事件的数目。Ii＝-log2(Po)是单个事件的信息量，它和Po成反比，也就是说，一个事件发生的概率越大，它所包含的信息量就越少，因为意料之中的事情不会带来多少新的信息。Pilog2(Pi)则是对各个事件的信息量进行加权平均，因为考虑到，小概率事件虽然包含的信息量大，但是发生概率小。
熵编码即编码过程中按熵原理不丢失任何信息的编码。常见的熵编码有：香农(Shannon)编码、哈夫曼(Huffman)编码和算术编码(arithmetic coding)。在视频编码中，熵编码把一系列用来表示音频数据的符号转变为一个用来传输或是存储的压缩码流。输入的符号可能包括量化后的变换系数，运动向量，头信息(宏块头，图象头，序列的头等)以及附加信息(对于正确解码来说重要的标记位信息)。
实施例二
图4是本发明实施例的一种应用于音频接收端设备的多路音频数据信号采编方法的流程图，如图4所示，该方法应用于音频接收端设备，该采编方法包括：
步骤S21，音频接收端设备接收编码数据信号，并对编码数据进行解码，获得共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
步骤S22，音频接收端设备计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；
步骤S23，音频接收端设备将每一路频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，将多路时域音频数据信号进行存储和播放。
具体的，仍以图3为例，音频接收端在接收到编码数据以后，将编码数据进行解码，得到四个数据，即“共同频率信号”、“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”，将“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”分别与“共同频率信号”进行求和处理，得到三路数据对应的完整的频域音频数据信号，对每一路频域音频数据信号进行傅里叶反变换得到原始音频时域信号，可以进行播放或者存储。
其中，计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号，具体包括：计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号的每个频点与共同频域音频数据信号对应的频点的和，获得多路频域音频数据信号。
本发明设计的一种适用于航天遥测采集多路音频数据的方法，可以有效降低在多路音频信号采编过程中的数据码率。
实施例三
图5是本发明实施例的一种应用于音频采集端设备的多路音频数据信号采编装置的结构框图，如图5所示，该采集端设备100包括：
采集单元101，用于采集多路时域音频数据信号；
时频转换单元102，用于将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；
残差计算单元103，用于计算出多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
编码与发送单元104，用于对共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将编码数据传输至音频接收端设备。
本实施例中，采集单元101包括多个音频传感器，时频转换单元102，例如可以采用时频转换器，残差计算单元103可以为数据对比混合器，每个音频传感器都安装在火箭箭体内部的不同位置，其采集的音频数据信号中存在来自火箭发动机、火箭箭体等相同来源的声音，在多个音频传感器上采集到的数据中，必然存在大量相同的声音频率信号，对每一个音频传感器采集到的音频数据信号通过时频转换器进行时频转换，对转换后的音频数据信号通过数据比对混合器进行比较，提取出各路音频数据中的共同音频数据和各路声音与共同音频的残差数据，进行统一编码传输，到了接收端后统一解码并进行分离多路数据，发送给不同的存储和播放设备。可见，本发明实施例中传输的数据为每一路音频数据信号的残差频域音频数据信号和共同频域音频数据信号，减少了音频数据的传输量，极大地提高了数据带宽的利用率。
本实施例中，时频转换单元102具体用于对每一路时域音频数据信号进行傅里叶变换，获得每一路时域音频数据信号对应的频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号。
在一些实施例中，残差计算单元103具体包括：
第一计算子单元，用于对同一段时间内的多路频域音频数据信号按照每个频点计算出多路频域音频数据信号的平均值，将平均值作为共同频域音频数据信号；
第二计算子单元，用于计算每一路频域音频数据信号的每个频点与共同频域音频数据信号对应的频点的差值，获得多路残差频域音频数据信号。
编码与发送单元104，具体用于对共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行熵编码，获得信息熵，并将信息熵传输至音频接收端设备。
具体细节请参考图2和图3所示的方法实施例。
实施例四
图6是本发明实施例的一种应用于音频接收端设备的多路音频数据信号采编装置的结构框图，如图6所示，该接收端设备200包括：
接收与解码单元201，用于接收编码数据信号，并对编码数据进行解码，获得共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
加法计算单元202，用于计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；
具体的，加法计算单元202具体用于计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号的每个频点与共同频域音频数据信号对应的频点的和，获得多路频域音频数据信号；
转换与播放单元203，用于将每一路频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，进行存储和播放。
本实施例中，音频接收端设备在接收到编码数据以后，将编码数据进行解码，得到多个音频数据信号，并对每一路残差频域音频数据信号共同频域音频数据信号进行求和处理，得到多路音频数据对应的完整的频域音频数据信号，对每一路频域音频数据信号进行傅里叶反变换得到原始音频时域信号，可以进行播放或者存储。
实施例五
图7是本发明实施例的一种多路音频数据信号采编系统的结构框图，如图7所示，该系统多路音频数据信号采编系统300包括：音频采集端设备100和音频接收端设备200，其中，
音频采集端设备100，用于采集多路时域音频数据信号；将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；计算出多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；对共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将编码数据传输至音频接收端设备；
接收端设备200，用于接收编码数据信号，并对编码数据进行解码，获得共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；将每一路频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，进行存储和播放。
图8是本发明实施例的一种音频数据信号采编系统采集三路音频数据的架构图，如图8所示，该音频数据信号采编系统300通过音频采集端设备100同时采集三路音频数据，例如采集1、采集2和采集3，分别对这三路数据进行时频转换，例如时频转换1、时频转换2和时频转换3，即对每一路时域音频数据信号进行傅里叶变换，获得每一路时域音频数据信号对应的频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号，具体的，对如图3中左侧三幅图：“信号1号、“信号2号和“信号3号这三路音频原始数据进行傅里叶变换，将时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，如图3中的中间三幅图：“信号1频率”、“信号2频率”和“信号3频率”；
将三路频域音频数据信号输入数据对比混合器，提取出三路频域音频数据信号的共同频域信号，进行比对，对同一段时间内的多路频域音频数据信号按照每个频点计算出多路频域音频数据信号的平均值，将平均值作为共同频域音频数据信号；即，对同一段时间内的三路音频的频域数据，按照每个频点(图3中的中间三幅图中横坐标0～500即频点)计算三路数据的平均值，作为共同频域音频数据(图3中右上角“共同频率信号”)；
计算每一路频域音频数据信号的每个频点与共同频域音频数据信号对应的频点的差值，获得多路残差频域音频数据信号，即，计算“信号1频率”、“信号2频率”和“信号3频率”这三路频域音频数据信号与“共同频率信号”的差值(即残差)，得到“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”；
对共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行熵编码，即对“共同频率信号”、“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”进行熵编码后传输，从图3中可以看出，“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”这三路残差数据只有简单的几个频点数据，所以编码以后数据量(信息熵)很少，频域音频数据进行熵编码后，可以大大减少数据在编码以后的编码长度，提高数据带宽利用率。
音频接收端200在接收到编码数据以后，将编码数据进行解码，得到四个数据，即“共同频率信号”、“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”，将“信号1残差”、“信号2残差”和“信号3残差”分别与“共同频率信号”进行求和处理，得到三路数据对应的完整的频域音频数据信号，对每一路频域音频数据信号进行傅里叶反变换得到原始音频时域信号，可以进行播放或者存储。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
实施例六
图9是本发明实施例的一种计算机可读存储介质的功能框图。如图9所示，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质400，计算机可读存储介质400内存储有计算机程序410，该计算机程序410被处理器执行时，实现一种多路音频数据信号采编方法。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。当然，还有其他方式的可读存储介质，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
实施例七
图10是本发明实施例的一种电子设备的功能框图。本发明实施例还提供一种电子设备，请参考图10，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是工业标准体系结构ISA总线、外设部件互连标准PCI总线或扩展工业标准结构EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成基于一种多路音频数据信号采编装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行一种多路音频数据信号采编方法。
上述一种多路音频数据信号采编方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
当然，除了软件实现方式之外，本发明的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、车载人机交互设备、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
虽然本发明提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备及可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (15)

1.一种多路音频数据信号采编方法，其特征在于，应用于音频采集端设备，所述方法包括：
采集多路时域音频数据信号；
将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；
计算出所述多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据所述共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将所述编码数据传输至音频接收端设备。
2.根据权利要求1所述的采编方法，其特征在于，所述的将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号，具体包括：
对每一路所述时域音频数据信号进行傅里叶变换，获得每一路所述时域音频数据信号对应的频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号。
3.根据权利要求1所述的采编方法，其特征在于，所述的计算出所述多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据所述共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号，具体包括：
将所述多路频域音频数据信号进行比对，对同一段时间内的多路频域音频数据信号按照每个频点计算出所述多路频域音频数据信号的平均值，将所述平均值作为共同频域音频数据信号；
计算每一路频域音频数据信号的每个频点与所述共同频域音频数据信号对应的频点的差值，获得多路残差频域音频数据信号。
4.根据权利要求1所述的采编方法，其特征在于，所述的对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，具体包括：
对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行熵编码。
5.一种多路音频数据信号采编方法，其特征在于，应用于音频接收端设备，所述采编方法包括：
接收编码数据信号，并对所述编码数据进行解码，获得共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与所述共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；
将每一路所述频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，进行存储和播放。
6.根据权利要求5所述的采编方法，其特征在于，所述的计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与所述共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号，具体包括：
计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号的每个频点与所述共同频域音频数据信号对应的频点的和，获得多路频域音频数据信号。
7.一种多路音频数据信号采编装置，应用于音频采集端设备，其特征在于，所述采编装置包括：
采集单元，用于采集多路时域音频数据信号；
时频转换单元，用于将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；
残差计算单元，用于计算出所述多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据所述共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
编码与发送单元，用于对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将所述编码数据传输至音频接收端设备。
8.根据权利要求7所述的采编装置，其特征在于，所述时频转换单元具体用于：
对每一路所述时域音频数据信号进行傅里叶变换，获得每一路所述时域音频数据信号对应的频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号。
9.根据权利要求7所述的采编装置，其特征在于，所述残差计算单元具体包括：
第一计算子单元，用于对同一段时间内的多路频域音频数据信号按照每个频点计算出所述多路频域音频数据信号的平均值，将所述平均值作为共同频域音频数据信号；
第二计算子单元，用于计算每一路频域音频数据信号的每个频点与所述共同频域音频数据信号对应的频点的差值，获得多路残差频域音频数据信号。
10.根据权利要求7所述的采编装置，其特征在于，所述编码与发送单元具体用于：
对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行熵编码，获得信息熵，并将所述信息熵传输至音频接收端设备。
11.一种多路音频数据信号采编装置，应用于音频接收端设备，其特征在于，所述采编装置包括：
接收与解码单元，用于接收编码数据信号，并对所述编码数据进行解码，获得共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；
加法计算单元，用于计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与所述共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；
转换与播放单元，用于将每一路所述频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，进行存储和播放。
12.根据权利要求11所述的采编装置，其特征在于，所述加法计算单元具体用于：
计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号的每个频点与所述共同频域音频数据信号对应的频点的和，获得多路频域音频数据信号。
13.一种多路音频数据信号采编系统，其特征在于，所述多路音频数据信号采编系统包括音频采集端设备和音频接收端设备，其中，
所述音频采集端设备，用于采集多路时域音频数据信号；将每一路时域音频数据信号转换成频域音频数据信号，得到多路频域音频数据信号；计算出所述多路频域音频数据信号的共同频域音频数据信号，根据所述共同频域音频数据信号计算出每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；对所述共同频域音频信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号进行编码获得编码数据，并将所述编码数据传输至音频接收端设备；
所述音频接收端设备，用于接收编码数据信号，并对所述编码数据进行解码，获得所述共同频域音频数据信号和每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号；计算每一路频域音频信号对应的残差频域音频数据信号与所述共同频域音频数据信号的和，获得多路频域音频数据信号；将每一路所述频域音频数据信号进行傅里叶反变换获得多路时域音频数据信号后，进行存储和播放。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5或者权利要求6-7中任意一项所述的一种多路音频数据信号采编方法。
15.一种电子设备，其特征在于，其包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求1-5或者权利要求6-7中任意一项所述的一种多路音频数据信号采编方法。
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