CN1622470B - 一种自适应差分脉冲编码调制解码装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应差分脉冲编码调制解码装置，该装置包括：第一存储单元，用于存储ADPCM数据；解码器，用于对来自第一存储单元的ADPCM数据进行解码；并在中途停止ADPCM数据解码后，将当前的解码参数存储到第二存储单元中；以及读取第二存储单元中存储的该ADPCM数据的解码参数，然后根据该参数对ADPCM数据进行解码；回放电路，用于接收解码器解码后的PCM数据，并对PCM数据进行处理；第二存储单元，用于存储中途停止解码的ADPCM数据的解码参数。本发明还公开了一种自适应差分脉冲编码调制解码方法。本发明中，通过在解码装置中增加用于存储ADPCM数据的中途解码参数存储单元，实现了以中断方式解码ADPCM数据，以及在一个IMA-ADPCM解码器上同时解两路或两路以上的数据。
Description
技术领域
本发明涉及信号解码技术领域，特别是指一种自适应差分脉冲编码调制解码装置及方法。
背景技术
声音是由振动而产生的一种波，传统的声音处理方法都是模拟方法，其一般过程是通过声音录入设备把声音的振动转化为电流，通过一定的模拟电路进行放大和处理，再经磁设备记录到磁带上或送到音箱。传统的模拟方法存在消除噪声难、易失真、不易修改等缺点。数字化方法能有效的克服模拟方法的缺陷。
获取数字化声音的过程实际上就是声音的模数转换(D/A)过程，采样频率(Sampling Rate)和采样大小(Sampling Size)是数字化录音时的两个基本指标。采样频率是单位时间内的采样次数，采样频率越大，采样点之间的间隔越小，数字化得到的声音就越逼真，但相应的数据量就越大，处理起来就越困难。根据硬件的支持不同，采样频率可以从8KHz(8000次/s)到96KHz，44.1KHz就是通常所说的CD音质的采样频率。采样大小即是记录每次采样值大小的数值的位数，决定采样的动态变化范围。采样大小通常有8比特(bit)、16bit、24bit、32bit等。按8bit进行的采样能描述2的8次方，即256种变化，按16bit进行采样则能描述2的16次方，即65536种变化。
自适应差分脉冲编码调制(Adaptive Differential Pulse Code Modulation，ADPCM)是一种主要针对连续的波形数据，通过保存波形变化的情况，实现描述整个波形的调制方法。IMA-ADPCM，是一种针对16bit，或者更高比特声音波形数据的一种有损压缩算法，它将声音流中每次采样的16bit数据以4bit存储，所以压缩比1∶4。而压缩/解压缩算法非常的简单，所以是一种低空间消耗，高质量声音获得的好途径。
IMA-ADPCM解码是一个连续的过程，它的解码和历史数据有关系，即当解当前位数据时，需要上一位数据的索引值(INDEX)参数和脉冲编码调制(PCM)数值参数。图1所示为现有技术的自适应差分脉冲编码调制解码装置的结构，IMA-ADPCM存储单元101负责存储由IMA-ADPCM编码器进行编码后的数据，IMA-ADPCM解码器102负责读取IMA-ADPCM存储单元101中的ADPCM数据，并对ADPCM数据一位一位地进行解码，每一位解码出的PCM数据输出到回放电路103中，由回放电路对PCM数据进行处理。
ADPCM解码方法的流程如图2所示，具体步骤如下：
步骤201、IMA-ADPCM解码器读取IMA-ADPCM存储单元的ADPCM数据；
步骤202、IMA-ADPCM解码器对读取的ADPCM数据的第一位进行解码，获得INDEX参数和PCM数值参数，并将PCM数据输出到回放电路；
步骤203～步骤204、IMA-ADPCM解码器根据上一位的INDEX参数和PCM数值参数对当前位的ADPCM数据进行解码，并将PCM数据输出到回放电路，然后循环执行步骤203，直至该路ADPCM数据解码完毕。
从以上技术方案可以看出，IMA-ADPCM解码器在进行解码时，必须根据上一位的INDEX参数和PCM数值才能解出当前位的PCM数据，所以IMA-ADPCM解码器不能够中途停止对ADPCM数据解码。
另外，如果IMA-ADPCM解码器对某路ADPCM数据解码到中途时刻停止，再去解另外一路ADPCM数据时，前一路ADPCM数据的后续部分由于不能够获得历史数据无法解码。要解决这个问题现有技术中，只有通过多个IMA-ADPCM解码器才能够实现对多路ADPCM数据的解码，造成了设备的浪费，也增加了成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种自适应差分脉冲编码调制解码装置及方法，使其能够在解码ADPCM数据中断后，仍能继续解码这路ADPCM数据。
本发明提供的一种自适应差分脉冲编码调制解码装置包括：
第一存储单元(101)，用于存储ADPCM数据；
解码器(102)，用于对来自第一存储单元(101)的ADPCM数据进行解码，然后将解码后的数据传送到回放电路(103)中；并在中途停止ADPCM数据解码后，将当前的解码参数存储到第二存储单元(301)中；以及在重新解码ADPCM数据之前，读取第二存储单元(301)中存储的该ADPCM数据的解码参数，并根据该解码参数对ADPCM数据进行解码；
回放电路(103)，用于接收解码器(102)解码后的PCM数据，并对PCM数据进行处理；
第二存储单元(301)，用于存储中途停止解码的ADPCM数据的解码参数。
上述第二存储单元(301)可以为随机访问存储器。
上述第二存储单元(301)还可以为寄存器组。
较佳地，上述解码参数为INDEX参数和PCM数值参数。
本发明提供的一种自适应差分脉冲编码调制解码方法包括：
A、IMA-ADPCM解码器对第一路ADPCM数据进行解码；
B、IMA-ADPCM解码器中途停止对第一路ADPCM数据进行解码后，将第一路ADPCM数据当前的解码参数存储到存储单元中；IMA-ADPCM解码器对除第一路ADPCM数据外的ADPCM数据进行解码，并在中途停止解码后将该ADPCM数据的解码参数存储到存储单元中；
C、IMA-ADPCM解码器在重新对第一路ADPCM数据进行解码时，从存储单元中读取第一路ADPCM数据的解码参数，并根据该解码参数继续对第一路ADPCM数据进行解码；IMA-ADPCM解码器在重新对除第一路ADPCM数据外的ADPCM数据进行解码时，从存储单元中读取该ADPCM数据的解码参数，并根据该解码参数继续对该ADPCM数据进行解码。
较佳地，上述解码参数为：INDEX参数和PCM数值参数。
从以上技术方案可以看出，本发明中，通过在自适应差分脉冲编码调制解码装置中增加一个存储单元，用于存储ADPCM数据的中途解码参数，实现了在IMA-ADPCM解码器中以中断的方式解码ADPCM数据；并进而通过在中途停止一路ADPCM数据后，对其它ADPCM数据进行解码，实现了在一个IMA-ADPCM解码器上同时解两路或两路以上的数据。
本发明的自适应差分脉冲编码调制解码方法，通过在解完第一路ADPCM数据后，将该路数据的相关参数存储到存储单元中，在重新解该路ADPCM数据时，读取在存储单元中该路数据的相关参数，根据读取的相关参数对ADPCM数据进行解码，实现了在IMA-ADPCM解码器中以中断的方式解码ADPCM数据；并进而通过在中途停止一路ADPCM数据后，对其它ADPCM数据进行解码，实现了在一个IMA-ADPCM解码器上同时解两路或两路以上的数据。
附图说明
图1为现有技术中的自适应差分脉冲编码调制解码装置图；
图2为现有技术中自适应差分脉冲编码调制解码方法的流程图；
图3为本发明自适应差分脉冲编码调制解码装置图；
图4为本发明自适应差分脉冲编码调制解码方法的总体流程图；
图5为本发明自适应差分脉冲编码调制解码方法具体实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明的主要思想：通过增加的存储单元实现了对ADPCM数据中途解码参数的暂存，在重新解码该路ADPCM数据时，根据存储单元中存储的中途解码参数继续进行该路ADPCM数据的解码。
图3所示为本发明自适应差分脉冲编码调制解码装置图。如图3所示，图中的301为存储单元，当IMA-ADPCM解码器收到回放电路的停止解码命令后，停止对第一路ADPCM数据的解码，并将最后获得的INDEX参数和PCM数值参数存储到存储单元301中，然后读取第二路ADPCM数据并进行解码；当IMA-ADPCM解码器收到回放电路向其发送的，重新解第一路ADPCM数据的命令时，读取存储单元中存储的该路ADPCM数据的INDEX参数和PCM数值参数，并根据读取的两个参数继续对该路ADPCM数据进行解码。其中，存储单元301可以是随机访问存储器(RAM)，也可以是寄存器组。
本发明自适应差分脉冲编码调制解码方法的总体流程图如图4所示，具体步骤如下：
步骤401、IMA-ADPCM解码器对第一路ADPCM数据进行解码；
步骤402、IMA-ADPCM解码器中途停止对第一路ADPCM数据进行解码后，将第一路ADPCM数据当前的解码参数存储到存储单元中；
步骤403、IMA-ADPCM解码器在重新对第一路ADPCM数据进行解码时，从存储单元中读取第一路ADPCM数据的解码参数，并根据该解码参数继续对第一路ADPCM数据进行解码。
本发明自适应差分脉冲编码调制解码方法的具体实施例为对两路ADPCM数据进行解码的实现，如图5所示，具体步骤如下：
步骤501、IMA-ADPCM解码器在收到来自回放电路的解码命令后，从IMA-ADPCM数据存储单元中读取ADPCM1数据，并对ADPCM1数据进行解码；
步骤502、IMA-ADPCM解码器在收到来自回放电路的，要求其停止对ADPCM1数据解码的命令后，将最后解码出的ADPCM1数据的INDEX参数和PCM数值参数存储到存储单元中；
步骤503、IMA-ADPCM解码器从IMA-ADPCM数据存储单元中读取ADPCM2数据，并对ADPCM2数据进行解码；
步骤504、IMA-ADPCM解码器在收到来自回放电路的，要求其停止ADPCM2数据解码的命令后，将最后解码出的ADPCM2数据的INDEX参数和PCM数值参数存储到存储单元中；
步骤505、IMA-ADPCM解码器读取ADPCM1的INDEX参数和PCM数值参数，并根据这些参数对读取的ADPCM1数据进行解码；
步骤506、IMA-ADPCM解码器在收到来自回放电路的，要求其停止对ADPCM1数据解码的命令后，将最后解码出的ADPCM1数据的INDEX参数和PCM数值参数存储到存储单元中；
步骤507、IMA-ADPCM解码器读取ADPCM2的INDEX参数和PCM数值参数，并根据这些参数对读取的ADPCM2数据进行解码；
步骤508、IMA-ADPCM解码器在收到来自回放电路的，要求其停止ADPCM2数据解码的命令后，将最后解码出的ADPCM2数据的INDEX参数和PCM数值参数存储到存储单元中；
步骤509、判断是否完成某一路ADPCM数据或全部完成两路ADPCM数据的解码，如果完成，直接结束本流程；否则返回执行步骤505；即在步骤508执行完后，重复执行步骤505至步骤508，直至完成某一路ADPCM数据或全部完成两路ADPCM数据的解码为止。
以上是对IMA-ADPCM解码器对两路ADPCM数据的解码复用，IMA-ADPCM解码器也可以对大于两路的ADPCM数据进行解码复用，在对N(N＞2)路ADPCM数据进行解码复用时，在上述步骤505之前，还对其余的第3路至第N路ADPCM数据进行解码，并在中途停止解码ADPCM数据后，将ADPCM数据的INDEX参数和PCM数值参数存储到存储单元中；而在上述步骤508之后，还对第3路至第N路的ADPCM数据，依次进行读取参数、读取ADPCM数据并进行解码和保存参数的流程，在执行完第N路，即最后一路的读取参数、接收数据进行解码和保存参数的流程后，返回执行步骤505。
以上是对本发明具体实施例的说明，在具体的实施过程中可对本发明的方法进行适当的改进，以适应具体情况的具体需要。因此可以理解，根据本发明的具体实施方式只是起示范作用，并不用以限制本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种自适应差分脉冲编码调制解码装置，其特征在于，该装置包括：
第一存储单元(101)，用于存储自适应差分脉冲编码调制数据；
解码器(102)，用于对来自第一存储单元(101)的自适应差分脉冲编码调制数据进行解码，然后将解码后的数据传送到回放电路(103)中；并在中途停止自适应差分脉冲编码调制数据解码后，将当前的解码参数存储到第二存储单元(301)中；以及在重新解码自适应差分脉冲编码调制数据之前，读取第二存储单元(301)中存储的该自适应差分脉冲编码调制数据的解码参数，并根据该解码参数对自适应差分脉冲编码调制数据进行解码；
回放电路(103)，用于接收解码器(102)解码后的脉冲编码调制数据，并对脉冲编码调制数据进行处理；
第二存储单元(301)，用于存储中途停止解码的自适应差分脉冲编码调制数据的解码参数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第二存储单元(301)为随机访问存储器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第二存储单元(301)为寄存器组。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述的解码参数为索引值参数和脉冲编码调制数值参数。
5.一种自适应差分脉冲编码调制解码方法，其特征在于，该方法包括：
A、解码器对第一路自适应差分脉冲编码调制数据进行解码；
B、解码器中途停止对第一路自适应差分脉冲编码调制数据进行解码后，将第一路自适应差分脉冲编码调制数据当前的解码参数存储到存储单元中；解码器对除第一路自适应差分脉冲编码调制数据外的自适应差分脉冲编码调制数据进行解码，并在中途停止解码后将该自适应差分脉冲编码调制数据的解码参数存储到存储单元中；
C、解码器在重新对第一路自适应差分脉冲编码调制数据进行解码时，从存储单元中读取第一路自适应差分脉冲编码调制数据的解码参数，并根据该解码参数继续对第一路自适应差分脉冲编码调制数据进行解码；解码器在重新对除第一路自适应差分脉冲编码调制数据外的自适应差分脉冲编码调制数据进行解码时，从存储单元中读取该自适应差分脉冲编码调制数据的解码参数，并根据该解码参数继续对该自适应差分脉冲编码调制数据进行解码。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的解码参数为：索引值参数和脉冲编码调制数值参数。
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