CN116318510A - 数字会议系统及其音频时钟同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供数字会议系统及其音频时钟同步方法。该同步方法包括：会议主机向会议单元发送多个音频数据包，并记录每一音频数据包的发送时间，除第一个音频数据包之外的至少一个音频数据包附加参考时间戳，参考时间戳为所在音频数据包之前的任一参考音频数据包的发送时间；会议单元接收多个音频数据包，并记录每一音频数据包的接收时间，在接收到附加参考时间戳的每一音频数据包时，会议单元计算参考时间戳和参考音频数据包的接收时间之间的时间差；会议单元获取与会议主机之间的网络延时，计算该时间差与网络延时之间的差值，并将该差值作为与会议主机之间的时钟偏差，以根据该时钟偏差校正自身的音频时钟，实现与会议主机的音频时钟同步。

Description

数字会议系统及其音频时钟同步方法

技术领域

本发明涉及音频处理技术领域，尤其涉及一种数字会议系统及其音频时钟同步方法。

背景技术

数字会议系统包括会议主机以及通信连接于会议主机的若干会议单元，会议主机和每一会议单元之间均能够互相传输音频数据。其中，音频数据为音频编译码器根据音频采样信号生成的数据。

相关技术中，会议主机的音频编译码器的音频时钟是由会议主机的晶体振荡器产生，而会议单元的音频编译码器的音频时钟是由会议单元的晶体振荡器产生。由于会议主机的晶体振荡器和会议单元的晶体振荡器存在误差，因此会导致会议主机和各个会议单元之间的音频时钟不同步，进而造成会议主机和会议单元互相传输的音频数据存在延时不固定、相位有偏差的问题，影响音频扩声效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种数字会议系统及其音频时钟同步方法，能够实现所述数字会议系统中的会议主机与会议单元的音频时钟同步，解决所述会议主机与所述会议单元互相传输的音频数据存在延时不固定、相位有偏差的问题，提升所述数字会议系统使用过程中的音频扩声效果。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种音频时钟同步方法，应用于数字会议系统，所述数字会议系统包括会议主机以及通信连接于所述会议主机的若干会议单元，所述音频时钟同步方法包括：

所述会议主机向至少一个所述会议单元依次发送多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的发送时间，其中，在发送除第一个音频数据包之外的其他音频数据包时，所述会议主机在至少一个音频数据包中附加参考时间戳，所述参考时间戳为参考音频数据包的发送时间，所述参考音频数据包为所述会议主机发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的任意一个音频数据包；

至少一个所述会议单元接收所述会议主机发送的所述多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的接收时间，其中，在接收到附加所述参考时间戳的每一所述音频数据包时，所述会议单元计算所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间之间的时间差；以及

所述会议单元获取与所述会议主机之间的网络延时，计算所述时间差与所述网络延时之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机之间的时钟偏差，以根据所述时钟偏差校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机的音频时钟同步。

另一方面，本发明还提供一种数字会议系统，包括会议主机以及通信连接于所述会议主机的若干会议单元；

所述会议主机用于向至少一个所述会议单元依次发送多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的发送时间，所述会议主机还用于在其发送的除第一个音频数据包之外的其他音频数据包中的至少一个音频数据包附加参考时间戳，所述参考时间戳为参考音频数据包的发送时间，所述参考音频数据包为所述会议主机发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的任意一个音频数据包；

所述会议单元用于接收所述会议主机发送的所述多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的接收时间，以及在接收到附加有所述参考时间戳的每一所述音频数据包时，计算所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间之间的时间差；所述会议单元还用于获取与所述会议主机之间的网络延时，计算所述时间差与所述网络延时之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机之间的时钟偏差，以根据所述时钟偏差校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机的音频时钟同步。

本发明提供的音频时钟同步方法，应用于由会议主机和若干会议单元组成的数字会议系统，所述会议主机向其通信连接的所述会议单元依次发送多个音频数据包时，通过在除第一个音频数据包之外的至少一个音频数据包中附加参考时间戳，所述参考时间戳为所述会议主机发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的任意一个音频数据包的发送时间，使得所述会议单元接收到附加所述参考时间戳的音频数据包时，可以根据所述参考时间戳对应的音频数据包的发送时间、以及记录的所述参考时间戳对应的音频数据包的接收时间计算得到一个时间差，所述时间差即为所述参考时间戳对应的音频数据包从所述会议主机传输至所述会议单元的用时，进一步地，所述会议单元可根据其与所述会议主机之间的网络延时以及所述时间差计算出与所述会议主机之间的时钟偏差，进而能够根据所述时钟偏差校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机的音频时钟同步。如此，可以有效解决所述会议主机与所述会议单元互相传输的音频数据存在延时不固定、相位有偏差的问题，提升所述数字会议系统使用过程中的音频扩声效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述内容中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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是本发明其中一实施例提供的数字会议系统的组成示意图。

图2是本发明其中一实施例提供的音频时钟同步方法的流程图。

图3是会议主机发送音频数据包的流程图。

图4是会议单元接收音频数据包的流程图。

图5是本发明其中一实施例提供的会议主机的结构框图。

图6是本发明其中一实施例提供的会议单元的结构框图。

附图标记说明：

1-数字会议系统；10-会议主机；11-第一处理模块；111-第一本地时钟模块；12-第一时钟信号生成模块；13-第一时钟信号校准模块；131-第一比较器；132-第一计数器；14-第一音频收发模块；15-第一音频编译码器；16-第一转换模块；17-数字处理器；20-会议单元；21-第二处理模块；211-第二本地时钟模块；212-第三比较器；22-第二时钟信号生成模块；23-第二时钟信号校准模块；231-第二比较器；232-第二计数器；24-第二音频收发模块；25-第二音频编译码器；26-第二转换模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或者具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请结合图1至图6，本发明提供一种音频时钟同步方法，应用于数字会议系统1，能够实现所述数字会议系统1中的会议主机10与会议单元20的音频时钟同步，从而解决所述会议主机10与所述会议单元20互相传输的音频数据存在延时不固定、相位有偏差的问题，提升所述数字会议系统1使用过程中的音频扩声效果。

具体地，请参阅图1，所述数字会议系统1包括会议主机10以及通信连接于所述会议主机10的若干会议单元20。其中，可选地，在一种可能的实施方式中，所述若干会议单元20通过一根或者多根通信线缆(不限于以太网线缆)呈手拉手连接方式通信连接于所述会议主机10；在另一种可能的实施方式中，所述若干会议单元20也可以通过一根或者多根所述通信线缆呈星型连接方式通信连接于所述会议主机10；在又一种可能的实施方式中，所述若干会议单元20还可以通过一根或者多根所述通信线缆呈环形连接方式通信连接于所述会议主机10。换言之，在本发明的实施例中，所述若干会议单元20可以通过现有的任一种连接方式通信连接于所述会议主机10，只要能够根据需要实现所述会议主机10与任一所述会议单元20之间的媒体数据以及电信号的相互传输即可，对此不作限定和赘述。需要说明的是，在使用所述数字会议系统1时，所述若干会议单元20可以全部用于参与会议，也可以部分用于参与会议。即，使用所述数字会议系统1时，所述会议主机10与至少一个所述会议单元20进行通信。

请一并参阅图2至图4，本发明提供的所述音频时钟同步方法包括如下几个步骤。

步骤S1，所述会议主机10向至少一个所述会议单元20依次发送多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的发送时间，其中，在发送除第一个音频数据包之外的其他音频数据包时，所述会议主机10在至少一个音频数据包附加参考时间戳，所述参考时间戳为参考音频数据包的发送时间，所述参考音频数据包为所述会议主机10发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的任意一个音频数据包。

如图3所示，在本发明的其中一实施例中，作为音频数据包的发送端，所述会议主机10向至少一个所述会议单元20依次发送所述多个音频数据包时，需要先依次构建所述多个音频数据包。其中，所述会议主机10在构建第n个音频数据包时，可以在所述第n个音频数据包中附加第n-1个音频数据包对应的发送时间T(n-1)，然后再发送所述第n个音频数据包，并且记录所述第n个音频数据包的发送时间Tn。当发送完所述第n个音频数据包之后，所述会议主机10即可等待下一个音频数据包的构建与发送。不难理解，所述第n-1个音频数据包即为一个参考音频数据包，其对应的发送时间T(n-1)即为相应的参考时间戳。

步骤S2，至少一个所述会议单元20接收所述会议主机10发送的所述多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的接收时间，其中，在接收到附加有所述参考时间戳的每一所述音频数据包时，所述会议单元20计算所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间之间的时间差。

如图4所示，在本发明的其中一实施例中，作为音频数据包的接收端，所述会议单元20会先判断其是否接收到所述会议主机10发送的音频数据包，当接收到所述会议主机10发送的前述第n个音频数据包时，所述会议单元20会记录其接收时间tn，并且获取所述第n个音频数据包附加的前述第n-1个音频数据包对应的参考时间戳T(n-1)。不难理解，所述会议单元20接收到所述会议主机10发送的所述第n-1个音频数据包时，同样会记录其对应的接收时间t(n-1)。如此，所述会议单元20即可根据所述第n-1个音频数据包对应的参考时间戳T(n-1)以及接收时间t(n-1)，计算出所述参考时间戳T(n-1)与所述接收时间t(n-1)之间的时间差(记为Tx)，所述时间差Tx也即为所述n-1个音频数据包被所述会议主机10发送至被所述会议单元20接收的用时。

步骤S3，所述会议单元20获取与所述会议主机10之间的网络延时(记为Ty)，计算所述时间差Tx与所述网络延时Ty之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机10之间的时钟偏差(记为Tz)，以根据所述时钟偏差Tz校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机10的音频时钟同步。

本领域技术人员悉知的是，在具体应用中，由于所述会议主机10与所述会议单元20之间的通信距离的影响，或者存在电磁干扰等其他因素的影响，所述会议主机10与所述会议单元20之间存在一定的所述网络延时Ty。再者，由于所述会议主机10与所述会议单元20分别具有独立的时钟系统而且并不总是同步，使得所述会议主机10与所述会议单元20之间可能存在细微的时钟偏差Tz。也即意味着，以所述n-1个音频数据包为例，所述n-1个音频数据包被所述会议主机10发送至被所述会议单元20接收的用时，是由所述会议主机10与所述会议单元20之间的所述网络延时Ty以及所述会议主机10与所述会议单元20之间的所述时钟偏差Tz两个部分构成，即，所述参考时间戳T(n-1)与所述接收时间t(n-1)之间的所述时间差Tx为所述网络延时Ty和所述时钟偏差Tz之和。因此，当所述会议单元20在步骤S2中计算得到所述时间差Tx，并且获取与所述会议主机10之间的所述网络延时Ty之后，所述会议单元20即可计算所述时间差Tx与所述网络延时Ty之间的差值，该差值也即为所述会议单元20与所述会议主机10之间的所述时钟偏差Tz，进而所述会议单元20可以根据所述时钟偏差Tz校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机10的音频时钟同步。

具体而言，在一种可能的实施方式中，所述时间差Tx与所述网络延时Ty之间的差值大于零时，即所述会议单元20与所述会议主机10之间的所述时钟偏差Tz大于零，说明所述会议单元20的音频时钟要快于所述会议主机10的音频时钟，因此所述会议单元20需要根据所述时钟偏差Tz调慢其自身的音频时钟，以实现与所述会议主机10的音频时钟同步；在另一种可能的实施方式中，所述时间差Tx与所述网络延时Ty之间的差值小于零时，即所述会议单元20与所述会议主机10之间的所述时钟偏差Tz小于零，说明所述会议单元20的音频时钟要慢于所述会议主机10的音频时钟，因此所述会议单元20需要根据所述时钟偏差Tz调快其自身的音频时钟，以实现与所述会议主机10的音频时钟同步；当然，在又一种可能的实施方式中，所述时间差Tx与所述网络延时Ty之间的差值等于零时，即所述会议单元20与所述会议主机10之间的所述时钟偏差Tz为零，说明所述会议单元20与所述会议主机10的音频时钟同步，所述会议单元20不需要校正自身的音频时钟。

需要说明的是，在本发明的实施例中，所述会议单元20可以采用现有技术来获取与所述会议主机10之间的所述网络延时Ty，例如通过监控网络通信状态及相应的算法实现，对此不作赘述。

综上所述，本发明提供的音频时钟同步方法，应用于由会议主机10和若干会议单元20组成的数字会议系统1，所述会议主机10向其通信连接的所述会议单元20依次发送多个音频数据包时，通过在除第一个音频数据包之外的至少一个音频数据包中附加参考时间戳，所述参考时间戳为所述会议主机10发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的任意一个音频数据包的发送时间，使得所述会议单元20接收到附加所述参考时间戳的音频数据包时，可以根据所述参考时间戳对应的音频数据包的发送时间、以及记录的所述参考时间戳对应的音频数据包的接收时间计算得到一个时间差，所述时间差即为所述参考时间戳对应的音频数据包从所述会议主机10传输至所述会议单元20的用时，进一步地，所述会议单元20可根据其与所述会议主机10之间的网络延时以及所述时间差计算出与所述会议主机10之间的时钟偏差，进而能够根据所述时钟偏差校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机10的音频时钟同步。如此，可以有效解决所述会议主机10与所述会议单元20互相传输的音频数据存在延时不固定、相位有偏差的问题，提升所述数字会议系统1使用过程中的音频扩声效果。

优选地，在本发明的其中一实施例中，在发送除第一个音频数据包之外的其他音频数据包时，所述会议主机10在每一所述音频数据包中均附加所述参考时间戳。如此，所述会议单元20接收所述会议主机10发送的除所述第一个音频数据包之外的其他音频数据包时，每接收到一个音频数据包均可以获取相应的一所述参考时间戳，进而能够根据所述参考时间戳与所述会议主机10进行一次音频时钟同步。也即是说，本实施例中，所述会议单元20在接收到所述会议主机10发送的所述第一个音频数据包之后，每接收到一个新的音频数据包均可以根据所述音频数据包附加的参考时间戳与所述会议主机10进行一次音频时钟同步，有助于提高所述会议单元20与所述会议主机10之间的音频时钟同步的实时性。

在本发明的其他实施例中，所述会议主机10发送除第一个音频数据包之外的其他音频数据包时，也可以在每间隔几个音频数据包之后的音频数据包中附加所述参考时间戳，例如所述会议主机10在发送所述第一个音频数据包之后，每发送一个音频数据包之后即在下一个要发送的音频数据包中附加所述参考时间戳，这样可以使所述会议单元20在接收到所述会议主机10发送的所述第一个音频数据包之后，每接收到两个新的音频数据包之后均可以与所述会议主机10进行一次音频时钟同步，同样可以提高所述会议单元20与所述会议主机10之间的音频时钟同步的实时性。

优选地，在本发明的其中一实施例中，所述参考音频数据包为所述会议主机10发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的上一个音频数据包，也即为所述会议单元20接收到的上一个音频数据包。可以理解的是，所述参考时间戳对应的参考音频数据包与所述参考时间戳所在音频数据包的发送顺序相邻的越近，所述会议单元20获取所述参考时间戳以校正自身音频时钟时，与所述会议主机10之间的所述时钟偏差累积的越小。本实施例中，通过将所述参考时间戳配置为所述会议单元20接收到的上一个音频数据包的发送时间，使得所述会议单元20接收到附加有所述参考时间戳的当前音频数据包时，根据所述参考时间戳对应的上一个音频数据包的相关时间信息而实现与所述会议主机10之间的音频时钟同步，有助于提高所述会议单元20与所述会议主机10之间的音频时钟同步的准确性。

进一步优选地，在本发明的其中一实施例中，步骤S1的所述会议主机10向至少一个所述会议单元20依次发送多个音频数据包，具体包括：所述会议主机10向至少一个所述会议单元20发送第一个音频数据包，并且在每间隔一预设时间之后向所述会议单元20发送另一个音频数据包。即，本实施例中，所述会议主机10向所述会议单元20发送所述多个音频数据包时，按照发送顺序两两相邻的两个所述音频数据包之间的间隔时间为定值。不难理解的是，通过将所述会议主机10配置为定时向所述会议单元20发送音频数据包，相当于提高了所述会议主机10发送音频数据包在所述会议主机10需执行任务中的优先级，可以降低甚至避免所述会议主机10执行其他任务时对发送所述音频数据包的影响，提高所述会议单元20与所述会议主机10之间传输音频数据包的稳定性，进而有助于保证所述会议单元20与所述会议主机10之间的时钟偏差在一个稳定的范围内发生变化，提高所述会议单元20与所述会议主机10之间的音频时钟的同步性。

需要说明的是，在本发明的实施例中，所述会议主机10和所述会议单元20均包括若干硬件功能模块，以通过所述若干硬件功能模块实现所述音频时钟同步方法。下面将分别结合附图5及附图6，对所述会议主机10和所述会议单元20各自的硬件功能模块及其实现所述音频时钟同步方法的相关步骤的原理进行详细描述。

请参阅图5，在本发明的实施例中，所述会议主机10包括第一处理模块11、第一时钟信号生成模块12、以及分别与所述第一处理模块11和所述第一时钟信号生成模块12连接的第一时钟信号校准模块13。其中，所述第一处理模块11包括用于生成第一本地时钟(也可称之为第一网络时钟)的第一本地时钟模块111。优选地，在本发明的其中一实施例中，所述音频时钟同步方法还包括以下步骤：

在所述会议主机10向至少一个所述会议单元20发送第一个音频数据包之后，所述第一本地时钟模块111生成包含所述第一本地时钟的第一定时中断信号，所述第一时钟信号校准模块13获取所述第一定时中断信号，并根据所述第一定时中断信号包含的所述第一本地时钟校正所述第一时钟信号生成模块12生成的第一时钟信号的输出频率，被校正后的所述第一时钟信号作为所述会议主机10的音频时钟信号Clk。

本领域技术人员悉知的是，会议主机的时钟通常包括用于记录音频数据包收发时间的本地时钟基准、以及用于采集音频信号的音频时钟基准，一般的，所述本地时钟基准和所述音频时钟基准同步，但是由于生成音频时钟信号的功能模块(通常为压控振荡器或者频率合成器)自身的工作特性(例如压控振荡器的晶振)，会导致所述本地时钟基准和所述音频时钟基准有细微偏差。本实施例中，根据所述第一本地时钟模块111生成的包含的所述第一本地时钟的第一定时中断信号，所述第一时钟信号生成模块12可校正其生成的所述第一时钟信号的输出频率，被校正后的所述第一时钟信号作为所述会议主机10的音频时钟信号Clk，可以实现所述第一本地时钟与所述会议主机10的音频时钟信号Clk之间的同步。如此，所述会议主机10基于所述第一本地时钟记录每一所述音频数据包的发送时间，进而在至少一个所述音频数据包中附加所述参考时间戳(即所述参考音频数据包的发送时间)并发送至所述会议单元20，即可实现所述会议单元20的音频时钟与所述会议主机10的第一本地时钟的同步，也即与所述会议主机10的音频时钟的同步，同步准确性高。

其中，需要说明的是，在本发明的实施例中，所述第一处理模块11可以但不限于是中央处理单元、通用处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，所述第一时钟信号生成模块12可以但不限于是压控振荡器或者频率合成器，对此不作限定。

如图5所示，在本发明的其中一实施例中，所述第一时钟信号校准模块13具体包括第一比较器131和第一计数器132，所述第一比较器131分别连接于所述第一本地时钟模块111和所述第一时钟信号生成模块12，所述第一计数器132分别连接于所述第一比较器131和所述第一时钟信号生成模块12。其中，所述第一比较器131和所述第一计数器132的功能与现有比较器和计数器的功能相同，对此不作赘述。

在一种可能的实施方式中，前述步骤中，所述第一时钟信号校准模块13获取所述第一定时中断信号，并根据所述第一定时中断信号包含的所述第一本地时钟校正所述第一时钟信号生成模块12生成的第一时钟信号的输出频率，具体包括以下几个步骤：

第一步，所述第一比较器131接收到所述第一定时中断信号时，获取所述第一计数器132对所述第一时钟信号生成模块12生成的所述第一时钟信号的脉冲个数(图5所示的Plus)的计数总和，并控制所述第一计数器132的计数清零。所述第一计数器132清零后，即可用于新一周期的计数。

第二步，所述第一比较器131根据所述计数总和计算所述第一时钟信号的当前输出频率，并结合所述第一定时中断信号包含的所述第一本地时钟判断所述第一时钟信号的当前输出频率的快慢。不难理解，由于所述第一时钟信号生成模块12的工作特性(例如压控振荡器的晶振)，会导致其生成的所述第一时钟信号与所述第一本地时钟之间存在细微偏差，所述第一时钟信号的当前输出频率可以快于所述第一本地时钟的输出频率、也可以慢于所述第一本地时钟的输出频率、还可以同步于所述第一本地时钟的输出频率。

第三步，所述第一比较器131根据其判断的所述第一时钟信号的当前输出频率的快慢结果，输出对应的第一校正信号，以触发所述第一时钟信号生成模块12根据所述第一校正信号校正所述第一时钟信号的输出频率。举例而言，所述第一时钟信号生成模块12采用压控振荡器时，所述第一比较器131可以将所述第一校正信号输出至所述压控振荡器连接的电压控制器中，通过控制所述电压控制器提供给所述压控振荡器的电压值，即可校正所述压控振荡器的输出信号的频率。

当然，在另一种可能的实施方式中，前述第一步的步骤中，所述第一比较器131接收到所述第一定时中断信号时，也可以控制所述第一计数器132在所述第一定时中断信号对应的第一定时中断周期(例如1s)内，对所述第一时钟信号生成模块12生成的所述第一时钟信号的脉冲个数(即Plus的个数)进行计数，并将计数总和反馈至所述第一比较器131。所述第一比较器131根据所述计数总和继续执行前述第二步和第三步，同样可以实现所述第一时钟信号的输出频率的校正。

可以理解的是，在本发明的实施例中，所述第一定时中断信号的发送周期可以根据实际需要设定为1s、2s、3s或者其他合理时间，对此不作限定。

请再次参阅图5，在本发明的其中一实施例中，所述会议主机10还包括电连接于所述第一处理模块11的第一音频收发模块14，所述第一音频收发模块14用于接收任一所述会议单元20发送的音频数据(图示的Data in)、以及向任一所述会议单元20发送的音频数据(图示的Data out)。其中，所述第一音频收发模块14可以但不限于采用现有的具有物理接口收发器的网络芯片，所述物理接口收发器可以记录音频数据经过所述物理接口收发器时对应的发送时间或者接收时间，所述第一音频收发模块14可以通过IEEE1588等网络协议进一步将记录的相关时间发送至所述第一处理模块11的第一本地时钟模块111，由此，所述第一音频收发模块14向任一所述会议单元20发送音频数据之前，所述第一本地时钟模块111可以将相应的参考时间戳附加至所述音频数据包中。所述第一音频收发模块14的具体工作原理与现有的音频收发模块的工作原理相同，对此不作赘述。

进一步地，如图5所示，在本发明的其中一实施例中，所述会议主机10还包括第一音频编译码器15以及电连接于所述第一音频编译码器15的第一转换模块16，所述第一音频编译码器15获取所述第一时钟信号生成模块12生成的被校正后的所述第一时钟信号Clk(即所述会议主机10的音频时钟信号)，并根据所述第一时钟信号Clk控制所述第一转换模块16对音频数据进行模数转换。例如，在一种可能的实施方式中，所述第一音频编译码器15根据所述第一时钟信号Clk控制所述第一转换模块16对模拟音频设备(麦克风或外部线路输入设备等)输入的音频数据(图5所示的Audio in)的模拟信号转换为数字信号，以便于将所述音频数据传输至任一所述会议单元20；在另一种可能的实施方式中，所述第一音频编译码器15根据所述第一时钟信号Clk控制所述第一转换模块16将任一所述会议单元20发送的音频数据的数字信号转换为模拟信号，以便于发送至音箱等扩声设备进行扩声外放(图5所示的Audio out)。

其中，所述第一音频编译码器15和所述第一转换模块16可以采用现有的音频编译码器和数模转换模块，其具体结构和功能在此不作赘述。可选地，所述第一音频编译码器15和所述第一转换模块16可以集成于一体，也可以分别独立设置，对此不作限定。

进一步地，如图5所示，在本发明的其中一实施例中，所述会议主机10还包括数字处理器17，所述数字处理器17用于获取所述第一时钟信号生成模块12生成的被校正后的所述第一时钟信号Clk，并根据所述第一时钟信号Clk对其接收的音频数据进行增益、降噪、混音合成等不同的音频处理，所述数字处理器17可以采用现有的数字音频处理器，其具体结构和功能在此也不作赘述。

请参阅图6，在本发明的其中一实施例中，与所述会议主机10的结构功能类似，每一所述会议单元20包括第二处理模块21、第二时钟信号生成模块22、以及分别与所述第二处理模块21和所述第二时钟信号生成模块22连接的第二时钟信号校准模块23。

前述的步骤S2中，在接收到附加有所述参考时间戳的每一所述音频数据包时，所述会议单元20计算所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间之间的时间差，具体包括：所述第二处理模块21获取所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间，并计算二者之间的时间差Tx。

前述步骤S2中，所述会议单元20获取与所述会议主机10之间的网络延时Ty，计算所述时间差Tx与所述网络延时Ty之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机10之间的时钟偏差Tz，以根据所述时钟偏差Tz校正自身的音频时钟，具体包括以下两步：

步骤一，所述第二处理模块21获取与所述会议主机10之间的网络延时Ty，计算所述时间差Tx与所述网络延时Ty之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机10之间的时钟偏差Tz，以根据所述时钟偏差Tz生成包含所述时钟偏差Tz的第二定时中断信号；

步骤二，所述第二时钟信号校准模块23获取所述第二定时中断信号，并根据所述第二定时中断信号包含的所述时钟偏差Tz校正所述第二时钟信号生成模块22生成的第二时钟信号的输出频率，被校正后的所述第二时钟信号作为所述会议单元20的音频时钟信号Clk。

其中，与前述第一处理模块11类似，所述第二处理模块21可以但不限于是中央处理单元、通用处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等；同理，所述第二时钟信号生成模块22可以但不限于是压控振荡器或者频率合成器，对此不作限定。

如图6所示，在本发明的其中一实施例中，所述第二时钟信号校准模块23具体包括第二比较器231和第二计数器232，所述第二比较器231分别连接于所述第二处理模块21和所述第二时钟信号生成模块22，所述第二计数器232分别连接于所述第二比较器231和所述第二时钟信号生成模块22。所述第二比较器231和所述第二计数器232的功能与现有比较器和计数器的功能相同，对此不作赘述。

在一种可能的实施方式中，前述步骤二中，所述第二时钟信号校准模块23获取所述第二定时中断信号，并根据所述第二定时中断信号包含的所述时钟偏差Tz校正所述第二时钟信号生成模块22生成的第二时钟信号的输出频率，具体包括以下几步：

首先，所述第二比较器231接收到所述第二定时中断信号时，获取所述第二计数器232对所述第二时钟信号生成模块22生成的所述第二时钟信号的脉冲个数(图6所示的Plus)的计数总和，并控制所述第二计数器232的计数清零。所述第二计数器232清零后，即可用于新一周期的计数。

其次，所述第二比较器231根据所述计数总和计算所述第二时钟信号的当前输出频率，并结合所述第二定时中断信号包含的所述时钟偏差Tz判断所述第二时钟信号的当前输出频率的快慢。如前所述，所述时钟偏差Tz大于零，说明所述会议单元20的音频时钟要快于所述会议主机10的音频时钟，即所述会议单元20的音频时钟信号(即所述第二时钟信号)的输出频率过快；所述时钟偏差Tz小于零，说明所述会议单元20的音频时钟要慢于所述会议主机10的音频时钟，即所述第二时钟信号的输出频率过慢；所述时钟偏差Tz为零，说明所述会议单元20与所述会议主机10的音频时钟同步，所述第二时钟信号的输出频率不需要进行校正。

最后，所述第二比较器231根据其判断的所述第二时钟信号的当前输出频率的快慢结果，输出对应的第二校正信号，以触发所述第二时钟信号生成模块22根据所述第二校正信号校正所述第二时钟信号的输出频率。与前述第一时钟信号生成模块12类似，所述第二时钟信号生成模块22采用压控振荡器时，所述第二比较器231可以将所述第二校正信号输出至所述压控振荡器连接的电压控制器中，通过控制所述电压控制器提供给所述压控振荡器的电压值，即可校正所述压控振荡器的输出信号的频率。

当然，在另一种可能的实施方式中，所述第二比较器231接收到所述第二定时中断信号时，也可以控制所述第二计数器232在所述第二定时中断信号对应的第二定时中断周期(例如1s)内，对所述第二时钟信号生成模块22生成的所述第二时钟信号的脉冲个数(即Plus的个数)进行计数，并将计数总和反馈至所述第二比较器231。所述第二比较器231根据所述计数总和继续执行后面的两个步骤，同样可以实现所述第二时钟信号的输出频率的校正。

可以理解的是，在本发明的实施例中，与前述第一定时中断信号类似，所述第二定时中断信号的发送周期也可以根据实际需要设定为1s、2s、3s或者其他合理时间，对此不作限定。

请再次参阅图6，在本发明的其中一实施例中，每一所述会议单元20还包括电连接于所述第二处理模块21的第二音频收发模块24。与前述第一音频收发模块14的功能类似，所述第二音频收发模块24用于接收和发送音频数据包以及记录所述音频数据包的接收时间，还用于获取所述会议单元20与所述会议主机10之间的网络延时。

其中，所述第二音频收发模块24也可以但不限于采用现有的具有物理接口收发器的网络芯片，所述物理接口收发器可以记录音频数据经过所述物理接口收发器时对应的发送时间或者接收时间，所述第二音频收发模块24可以通过IEEE1588等网络协议进一步将记录的相关时间发送至所述第二处理模块21。所述第二音频收发模块24的具体工作原理与现有的音频收发模块的工作原理相同，对此不作赘述。

如图6所示，在本发明的其中一实施例中，所述第二处理模块21包括第三比较器212以及用于生成第二本地时钟的第二本地时钟模块211，所述第三比较器212分别连接于所述第二音频收发模块24和所述第二本地时钟模块211，所述第二本地时钟模块211连接于所述第二时钟信号校准模块23(具体为连接于所述第二比较器231)。

在前述步骤中，所述第二处理模块21获取所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间，并计算二者之间的时间差Tx，具体包括以下两个步骤：

第一步，所述第二音频收发模块24接收所述会议主机10发送的每一所述音频数据包，并记录每一所述音频数据包的接收时间，同时获取所述会议单元20与所述会议主机10之间的网络延时Ty；

第二步，所述第三比较器212获取所述第二音频收发模块记录的参考音频数据包的接收时间、以及所述第二音频收发模块24接收的参考时间戳对应的所述参考音频数据包的发送时间，以计算二者之间的时间差Tx。

在前述步骤中，所述第二处理模块21获取与所述会议主机10之间的网络延时Ty，计算所述时间差Tx与所述网络延时Ty之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机10之间的时钟偏差Tz，以根据所述时钟偏差Tz生成包含所述时钟偏差Tz的第二定时中断信号，具体包括以下两步：

首先，所述第三比较器212获取所述第二音频收发模块24获取的所述会议单元20与所述会议主机10之间的网络延时Ty，并计算所述网络延时Ty与所述时间差Tz之间的差值，以将所述差值作为与所述会议主机10之间的时钟偏差Tz发送至所述第二本地时钟模块211；

然后，所述第二本地时钟模块211根据所述时钟偏差Tz校正生成的所述第二本地时钟，实现所述会议单元20与所述会议主机10之间的本地时钟的对时，并根据所述时钟偏差Tz生成包含所述时钟偏差Tz的第二定时中断信号，以发送至所述第二时钟信号校准模块23(具体为发送至所述第二比较器231)。所述第二比较器231获取所述时钟偏差Tz之后即可执行相应的步骤，以实现所述第二时钟信号的校正，对此不再赘述。

可以理解的是，通过上述步骤以实现所述会议单元20与所述会议主机10之间的本地时钟的对时，有助于提高所述会议单元20与所述会议主机10之间的音频时钟同步的准确性。

如图6所示，在本发明的其中一实施例中，每一所述会议单元20还包括第二音频编译码器25以及电连接于所述第二音频编译码器25的第二转换模块26，所述第二音频编译码器25获取所述第二时钟信号生成模块22生成的被校正后的所述第二时钟信号Clk(即所述会议单元20的音频时钟信号)，并根据所述第二时钟信号Clk控制所述第二转换模块26对音频数据进行模数转换。在一种可能的实施方式中，所述第二音频编译码器25根据所述第二时钟信号Clk控制所述第二转换模块26对拾音设备输入的音频数据(图6所示的Audio in)的模拟信号转换为数字信号，以便于将所述音频数据传输至所述会议主机10；在另一种可能的实施方式中，所述第二音频编译码器25根据所述第二时钟信号Clk控制所述第二转换模块26将所述会议主机10发送的音频数据的数字信号转换为模拟信号，以便于发送至所述会议单元20的扬声器或耳机输出端进行收听(图6所示的Audio out)。

其中，所述第二音频编译码器25和所述第二转换模块26也可以采用现有的音频编译码器和数模转换模块，其具体结构和功能在此不作赘述。可选地，所述第二音频编译码器25和所述第二转换模块26可以集成于一体，也可以分别独立设置，对此不作限定。

需要说明的是，在本发明的实施例中，所述会议主机10与所述会议单元20之间互相传输的音频数据，包括但不限于WAV、MP3、WMA等格式的音频数据。

进一步地，请再次参阅图1，本发明的实施例还提供一种数字会议系统1，其包括会议主机10以及通信连接于所述会议主机10的若干会议单元20。

其中，所述会议主机10用于向至少一个所述会议单元20依次发送多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的发送时间，所述会议主机10还用于在其发送的除第一个音频数据包之外的其他音频数据包中的至少一个音频数据包附加参考时间戳，所述参考时间戳为参考音频数据包的发送时间，所述参考音频数据包为所述会议主机10发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的任意一个音频数据包。

所述会议单元20用于接收所述会议主机10发送的所述多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的接收时间，以及在接收到附加有所述参考时间戳的每一所述音频数据包时，计算所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间之间的时间差；所述会议单元20还用于获取与所述会议主机10之间的网络延时，计算所述时间差与所述网络延时之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机10之间的时钟偏差，以根据所述时钟偏差校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机10的音频时钟同步。

本发明实施例提供的所述数字会议系统1在使用过程中，可以采用前述任一实施例所述的音频时钟同步方法，以实现所述会议主机10与所述会议单元20之间的音频时钟同步，从而解决所述会议主机10与所述会议单元20互相传输的音频数据存在延时不固定、相位有偏差的问题，提升所述数字会议系统1使用过程中的音频扩声效果。更详细的内容，可以参见前述的相关描述，对此不再赘述。

需要说明的是，和现有的数字会议系统类似，所述数字会议系统1还可以包括网络交换机、拾音设备、扩声设备等其他组成部分，对此不作赘述。

在本发明的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种音频时钟同步方法，应用于数字会议系统，所述数字会议系统包括会议主机以及通信连接于所述会议主机的若干会议单元，其特征在于，所述音频时钟同步方法包括：

所述会议主机向至少一个所述会议单元依次发送多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的发送时间，其中，在发送除第一个音频数据包之外的其他音频数据包时，所述会议主机在至少一个音频数据包中附加参考时间戳，所述参考时间戳为参考音频数据包的发送时间，所述参考音频数据包为所述会议主机发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的任意一个音频数据包；

至少一个所述会议单元接收所述会议主机发送的所述多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的接收时间，其中，在接收到附加所述参考时间戳的每一所述音频数据包时，所述会议单元计算所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间之间的时间差；以及

所述会议单元获取与所述会议主机之间的网络延时，计算所述时间差与所述网络延时之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机之间的时钟偏差，以根据所述时钟偏差校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机的音频时钟同步。

2.如权利要求1所述的音频时钟同步方法，其特征在于，在发送除第一个音频数据包之外的其他音频数据包时，所述会议主机在每一所述音频数据包中均附加所述参考时间戳。

3.如权利要求1所述的音频时钟同步方法，其特征在于，所述参考音频数据包为所述会议主机发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的上一个音频数据包。

4.如权利要求1所述的音频时钟同步方法，其特征在于，所述会议主机向至少一个所述会议单元依次发送多个音频数据包，具体包括：

所述会议主机向至少一个所述会议单元发送第一个音频数据包，并且在每间隔一预设时间之后向所述会议单元发送另一个音频数据包。

5.如权利要求1所述的音频时钟同步方法，其特征在于，所述会议主机包括第一处理模块、第一时钟信号生成模块、以及分别与所述第一处理模块和所述第一时钟信号生成模块连接的第一时钟信号校准模块，其中，所述第一处理模块包括用于生成第一本地时钟的第一本地时钟模块，所述音频时钟同步方法还包括：

在所述会议主机向至少一个所述会议单元发送第一个音频数据包之后，所述第一本地时钟模块生成包含所述第一本地时钟的第一定时中断信号，所述第一时钟信号校准模块获取所述第一定时中断信号，并根据所述第一定时中断信号包含的所述第一本地时钟校正所述第一时钟信号生成模块生成的第一时钟信号的输出频率，被校正后的所述第一时钟信号作为所述会议主机的音频时钟信号。

6.如权利要求5所述的音频时钟同步方法，其特征在于，所述第一时钟信号校准模块包括第一比较器和第一计数器，所述第一比较器分别连接于所述第一本地时钟模块和所述第一时钟信号生成模块，所述第一计数器分别连接于所述第一比较器和所述第一时钟信号生成模块；

其中，所述第一时钟信号校准模块获取所述第一定时中断信号，并根据所述第一定时中断信号包含的所述第一本地时钟校正所述第一时钟信号生成模块生成的第一时钟信号的输出频率，具体包括：

所述第一比较器接收到所述第一定时中断信号时，获取所述第一计数器对所述第一时钟信号生成模块生成的所述第一时钟信号的脉冲个数的计数总和，并控制所述第一计数器的计数清零；

所述第一比较器根据所述计数总和计算所述第一时钟信号的当前输出频率，并结合所述第一定时中断信号包含的所述第一本地时钟判断所述第一时钟信号的当前输出频率的快慢；

所述第一比较器根据其判断的所述第一时钟信号的当前输出频率的快慢结果，输出对应的第一校正信号，以触发所述第一时钟信号生成模块根据所述第一校正信号校正所述第一时钟信号的输出频率。

7.如权利要求1至6任一项所述的音频时钟同步方法，其特征在于，每一所述会议单元包括第二处理模块、第二时钟信号生成模块、以及分别与所述第二处理模块和所述第二时钟信号生成模块连接的第二时钟信号校准模块；

在接收到附加有所述参考时间戳的每一所述音频数据包时，所述会议单元计算所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间之间的时间差，具体包括：

所述第二处理模块获取所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间，并计算二者之间的时间差；

所述会议单元获取与所述会议主机之间的网络延时，计算所述时间差与所述网络延时之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机之间的时钟偏差，以根据所述时钟偏差校正自身的音频时钟，具体包括：

所述第二处理模块获取与所述会议主机之间的网络延时，计算所述时间差与所述网络延时之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机之间的时钟偏差，以根据所述时钟偏差生成包含所述时钟偏差的第二定时中断信号；

所述第二时钟信号校准模块获取所述第二定时中断信号，并根据所述第二定时中断信号包含的所述时钟偏差校正所述第二时钟信号生成模块生成的第二时钟信号的输出频率，被校正后的所述第二时钟信号作为所述会议单元的音频时钟信号。

8.如权利要求7所述的音频时钟同步方法，其特征在于，所述第二时钟信号校准模块包括第二比较器和第二计数器，所述第二比较器分别连接于所述第二处理模块和所述第二时钟信号生成模块，所述第二计数器分别连接于所述第二比较器和所述第二时钟信号生成模块；

所述第二时钟信号校准模块获取所述第二定时中断信号，并根据所述第二定时中断信号包含的所述时钟偏差校正所述第二时钟信号生成模块生成的第二时钟信号的输出频率，具体包括：

所述第二比较器接收到所述第二定时中断信号时，获取所述第二计数器对所述第二时钟信号生成模块生成的所述第二时钟信号的脉冲个数的计数总和，并控制所述第二计数器的计数清零；

所述第二比较器根据所述计数总和计算所述第二时钟信号的当前输出频率，并结合所述第二定时中断信号包含的所述时钟偏差判断所述第二时钟信号的当前输出频率的快慢；

所述第二比较器根据其判断的所述第二时钟信号的当前输出频率的快慢结果，输出对应的第二校正信号，以触发所述第二时钟信号生成模块根据所述第二校正信号校正所述第二时钟信号的输出频率。

9.如权利要求7所述的音频时钟同步方法，其特征在于，每一所述会议单元还包括音频收发模块，所述音频收发模块用于接收和发送音频数据包以及记录所述音频数据包的接收时间，还用于获取所述会议单元与所述会议主机之间的网络延时；

所述第二处理模块包括第三比较器以及用于生成第二本地时钟的第二本地时钟模块，所述第三比较器分别连接于所述音频收发模块和所述第二本地时钟模块，所述第二本地时钟模块连接于所述第二时钟信号校准模块；

所述第二处理模块获取所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间，并计算二者之间的时间差，具体包括：

所述音频收发模块接收所述会议主机发送的每一所述音频数据包，并记录每一所述音频数据包的接收时间，同时获取所述会议单元与所述会议主机之间的网络延时；

所述第三比较器获取所述音频收发模块记录的参考音频数据包的接收时间、以及所述音频收发模块接收的参考时间戳对应的所述参考音频数据包的发送时间，以计算二者之间的时间差；

所述第二处理模块获取与所述会议主机之间的网络延时，计算所述时间差与所述网络延时之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机之间的时钟偏差，以根据所述时钟偏差生成包含所述时钟偏差的第二定时中断信号，具体包括：

所述第三比较器获取所述音频收发模块获取的所述会议单元与所述会议主机之间的网络延时，并计算所述网络延时与所述时间差之间的差值，以将所述差值作为与所述会议主机之间的时钟偏差发送至所述第二本地时钟模块；

所述第二本地时钟模块根据所述时钟偏差校正生成的所述第二本地时钟，实现所述会议单元与所述会议主机之间的本地时钟的对时，并根据所述时钟偏差生成包含所述时钟偏差的第二定时中断信号，以发送至所述第二时钟信号校准模块。

10.一种数字会议系统，其特征在于，包括会议主机以及通信连接于所述会议主机的若干会议单元；

所述会议主机用于向至少一个所述会议单元依次发送多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的发送时间，所述会议主机还用于在其发送的除第一个音频数据包之外的其他音频数据包中的至少一个音频数据包附加参考时间戳，所述参考时间戳为参考音频数据包的发送时间，所述参考音频数据包为所述会议主机发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的任意一个音频数据包；

所述会议单元用于接收所述会议主机发送的所述多个音频数据包，并记录每一所述音频数据包的接收时间，以及在接收到附加有所述参考时间戳的每一所述音频数据包时，计算所述参考时间戳对应的参考音频数据包的发送时间和已记录的所述参考音频数据包的接收时间之间的时间差；所述会议单元还用于获取与所述会议主机之间的网络延时，计算所述时间差与所述网络延时之间的差值，并将所述差值作为与所述会议主机之间的时钟偏差，以根据所述时钟偏差校正自身的音频时钟，实现与所述会议主机的音频时钟同步。

11.如权利要求10所述的数字会议系统，其特征在于，所述会议主机在其发送的除第一个音频数据包之外的其他音频数据包中的每一所述音频数据包均附加所述参考时间戳。

12.如权利要求10所述的数字会议系统，其特征在于，所述参考音频数据包为所述会议主机发送的位于所述参考时间戳所在音频数据包之前的上一个音频数据包。

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