CN1658511A - 信号输出的波形还原取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种信号输出的波形还原取样方法，其是利用声音/影像输出装置的操作频率除以一传输倍数而求得一取样率，以便先以一标准操作频率对原始数字信号平滑化而重建出一模拟信号之后，利用一取样率对模拟信号进行取样，以得到一还原信号而输出。本发明是以软件直接在主机端转换取样率而还原信号使其得以输出，故具有输出频率弹性、适用各种操作频率、省除时脉合成器及有效降低成本等功效。
Description
技术领域
本发明是有关一种信号输出技术，特别是关于一种信号输出的波形还原取样方法，使输出频率适用于各种操作频率而不受限制。
背景技术
按，声音或影像信号的输出皆涉及取样技术，以声音输出为例，播放装置的标准取样操作频率通常为32KHz、48KHz及96KHz或22.05KHz及44.1KHz等，其中音讯的取样率或称取样频率(SamplingRate)是指在一秒之内对声音波形做记录(取样)的次数。
已知音讯输出的取样方法如图1所示，主机10是通过USB传输介面与一USB扬声器12连接，此主机10与USB扬声器12的沟通频率为12MHz，而扬声器12的播放频率为12.288MHz，故扬声器12必须将音频升频至12.288MHz才能进行处理。已知做法是在USB扬声器12内设置一音讯资料接收装置13、一时脉合成器(clocksynthesizer)14、一数字模拟转换器(digital to analog converter，DAC)16及一放大器18，当主机10以48KHz的频率对一声音档取样而输出至USB扬声器12时，是先由音讯资料接收装置13接收，接着由时脉合成器14将操作频率由12MHz调整为12.288MHz后，而后才由数字模拟转换器16及放大器18将数字信号转换为模拟信号及放大输出。然而，此种音讯取样方法受扬声器12的操作频率所限制，必须考虑主机10及USB扬声器12频率同步的匹配问题，故必须在USB扬声器12内增设时脉合成器14以调整频率；另一方面，不同操作频率便必须使用不同设定的时脉合成器14，使用上极为不便。
另一已知技术是将取样率转换器(sampling rate converter)内建于扬声器中，以将取样率转换的工作转而由扬声器进行，然而，如此却使得扬声器的架构变得庞大，且导致成本提高许多。
因此，本发明即针对上述的问题，提出一种信号输出的波形还原取样方法，其是直接在主机端，以软件或固体将取样率进行转换，以有效克服已知该等缺点。
发明内容
本发明的主要目的，是在提供一种信号输出的波形还原取样方法，以在提供等效信号输出的前提下，仅需使用软件即可转换取样率而还原信号使其输出，进而使主机端最终输出频率不需受标准操作频率所限制，彻底解决已知频率匹配问题。
本发明的另一目的，是在提供一种信号输出的波形还原取样方法，具有适用于各种操作频率的优点。
本发明的再一目的，是在提供一种信号输出的波形还原取样方法，其是可省除时脉合成器及取样率转换器，有效达成降低音效/视效配置成本的功效。
为达到上述的目的，本发明一种信号输出的波形还原取样方法，用以在一主机端将一原始数字信号还原取出而提供一输出装置输出，其特征在于，该信号输出的波形还原取样方法包括下列步骤：
在该主机端以一标准操作频率对该原始数字信号进行平滑处理，以重建出一模拟信号；以及
以一取样率对该模拟信号进行取样，其中该取样率是为该输出装置的操作频率除以一传输倍数的值，进而经由取样得到一还原信号，而传送至该输出装置。
其中，在进行重建该原始数字信号的步骤前，还包括一步骤，是侦测该输出装置的操作频率，且依据该操作频率而计算出该取样率。
其中，在对该模拟信号进行取样的步骤前，还包括一步骤，是先侦测该输出装置的操作频率，且依据该操作频率而计算出该取样率。
其中，该输出装置是选自声音输出装置及影像输出装置其中之一。
其中，该声音输出装置为一扬声器。
其中，该标准揉作频率是选自44.1KHz、32KHz、48KHz及96KHz。
其中，该输出装置是通过一传输介面连接至该主机端，且该传输介面是选自USB、IEEE 1394及蓝芽其中之一。
其中，该输出装置的操作频率是选自12MHz、30M及400MHz。
其中，该传输倍数是为2n。
其中，该输出装置还内建有一数字模拟转换器，以将该还原信号转换为一模拟信号输出。
附图说明
以下由具体实施例配合附图详加说明，应当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效，其中：
图1为已知音讯取样输出的硬件装置示意图。
图2为本发明音讯取样输出的硬件装置示意图。
图3为本发明音讯输出的取样方法示意图。
图4为本发明的扬声器连接有数字模拟转换器的示意图。
具体实施方式
本发明是于信号输出时，在主机端将原始数字信号予以平滑化而重建出一模拟信号之后，接着再以一取样率对该模拟信号进行取样，进而产生一还原信号而输出，由此使主机端最终输出频率不需固定。
不论声音或影像信号的输出皆涉及取样技术，一般而言，声音播放装置的标准取样频率通常为44.1KHz、32KHz、48KHz及96KHz等，而音讯的取样率(sampling rate)是指在一秒之内对声音波形取样的次数。本发明的波形还原取样方法适用于声音及影像信号，以下将以音讯输出为例来详细说明本发明的方法。本发明所配合的硬件如图2所示，一主机端20是通过一传输介面连接有一声音输出装置，声音输出装置是为一扬声器(speaker)22，该传输介面通常为USB、IEEE 1394或蓝芽(bluetooth)，且当传输介面为USB 1.1时，扬声器22的操作频率是为12MHz，传输介面为USB 2.0时，扬声器22的操作频率是为30MHz，而当传输介面为IEEE 1394时，扬声器22的操作频率则为400MHz，以下将以USB 1.1传输介面的12MHz操作频率为例，说明在音讯输出时，于主机端20运用本发明的方法对音波进行取样加以还原而输出的工作流程。
图3是为本发明于音讯输出的音波还原取样方法示意图，此音波还原取样方法是以软件或固体在主机端20内实现，包括下列步骤：首先，主机端20以一可配合原始数字音讯DSWin频率的频率fs1对该原始数字音讯DSWin进行平滑处理(Smooth)，以便将原始数字音讯DSWin重建成为一平滑的模拟音讯；该频率fs1通常为44.1KHz、32KHz、48KHz或96KHz，且频率fs1必须与原始数字音讯DSWin输入的频率耦合，例如DSWin为16KHz，则fs1以16KHz重建；若DSWin为48KHz，则fs1以48KHz重建。在以频率fs1重建出一模拟音讯之后，接着是以一取样率fs2对该模拟音讯进行取样，进而经由取样得到一还原音讯DSWout，提供输出至扬聋器22。
其中，该取样牢fs2的值是为扬声器22的操作频率除以一传输倍数的值所求得，此取样率的计算方法是操作频率已知为12MHz，令传输倍数为256，则以12MHz除以256，可得到取样率fs2为46.875KHz。其中，由于扬声器22为USB 1.1传输介面，因此当扬声器22与主机端20电连接之后，本发明的软件即主动告知主机端20以46.875KHz为取样率；另外，传输倍数通常是定义为2n倍，如128、256及512倍等，256倍是较常使用的，然当不限定为256倍。
另外，本发明用以进行取样所使用的取样率fs2，其求取是可在尚未重建该原始数字音讯之前，先由侦测扬声器22的操作频率，且依据该操作频率而计算出取样率；或是在重建出模拟音讯后且在对该模拟音讯进行取样的步骤前，先侦测扬声器22的操作频率，且依据该操作频率而计算出取样率。
在利用本发明的方法于主机端20将一原始数字音讯DSWin还原而得到一还原数字音讯DSWout之后，该还原数字音讯DSWout旋即被传送至扬声器22。请同时参图4所示，扬声器22通常是内建有一音讯资料接收装置23、一数字模拟转换器(digital to analog converter，DAC)24及一放大器26，以当主机端20以适当频率对一声音档取样而输出至扬声器22时，是先由音讯资料接收装置23接收该声音档，再由数字模拟转换器24将声音信号由数字型式转换为人耳可听到的模拟音讯，且由放大器26放大模拟信号后而播放出来。
因此，于信号输出时，本发明是在主机端重建出一模拟信号之后，由直接以一取样率对该模拟信号进行取样而产生一还原信号提供声音/影像输出装置输出，以此在提供等效音讯/影讯输出的前提下，仅需使用软件即可转换取样率而还原信号使其输出，进而使主机端最终输出频率不需受标准操作频率所限制。故本发明无已知扬声器与主机的频率匹配问题，不仅具有适用于各种操作频率的优点，同时可达到省除时脉合成器及取样率转换器的功效，进而有效降低音效配置的成本。
以上所述是由实施例说明本发明的特点，其目的在使熟习该技术者能了解本发明的内容并据以实施，而非限定本发明的专利范围，故，凡其他未脱离本发明所揭示的精神所完成的等效修饰或修改，仍应包含在所述的申请专利范围中。
Claims (10)
1.一种信号输出的波形还原取样方法，用以在一主机端将一原始数字信号还原取出而提供一输出装置输出，其特征在于，该信号输出的波形还原取样方法包括下列步骤：
在该主机端以一标准操作频率对该原始数字信号进行平滑处理，以重建出一模拟信号；以及
以一取样率对该模拟信号进行取样，其中该取样率是为该输出装置的操作频率除以一传输倍数的值，进而经由取样得到一还原信号，而传送至该输出装置。
2.如权利要求1所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，在进行重建该原始数字信号的步骤前，还包括一步骤，是侦测该输出装置的操作频率，且依据该操作频率而计算出该取样率。
3，如权利要求1所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，在对该模拟信号进行取样的步骤前，还包括一步骤，是先侦测该输出装置的操作频率，且依据该操作频率而计算出该取样率。
4，如权利要求1所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，该输出装置是选自声音输出装置及影像输出装置其中之一。
5.如权利要求4所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，该声音输出装置为一扬声器。
6.如权利要求1所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，该标准揉作频率是选自44.1KHz、32KHz、48KHz及96KHz。
7.如权利要求1所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，该输出装置是通过一传输介面连接至该主机端，且该传输介面是选自USB、IEEE1394及蓝芽其中之一。
8.如权利要求1所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，该输出装置的操作频率是选自12MHz、30M及400MHz。
9.如权利要求1所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，该传输倍数是为2n。
10.如权利要求1所述的信号输出的波形还原取样方法，其特征在于，其中，该输出装置还内建有一数字模拟转换器，以将该还原信号转换为一模拟信号输出。
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| CN105632510A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-01 | 钰太芯微电子科技（上海）有限公司 | 一种提高声信号传输精度和还原精度的系统及方法 |
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