CN1707663B - 音频播放器中的用于电子防震功能的音频编码方法和装置 - Google Patents

音频播放器中的用于电子防震功能的音频编码方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种音频播放器中的用于电子防震(ESP)功能的音频编码方法和装置。一种产生用于音频播放器的电子防震功能的帧结构的方法，包括：将一帧的原始数据编码，并且将编码的数据定位在作为该帧结构的开始部分的第一区域中；和将指示该帧中的编码的数据的大小的帧长度信息编码，并且将编码的帧长度信息定位在作为该帧结构的结束部分的第二区域中。

Description

音频播放器中的用于电子防震功能的音频编码方法和装置
本申请要求于2004年5月12日在韩国知识产权局提交的第10-2004-0033644号韩国专利申请的优先权，该申请公开于此以资参考。
技术领域
本发明涉及一种具有电子防震(ESP)功能的音频播放器，更具体地讲，涉及这样一种音频编码方法和装置，通过其当在存储从致密盘(CD)读出的音频数据之前对该数据执行编码时，如果发生震动，那么用于在缓冲器中链接有效音频数据的点可以被准确地找到，并且编码被执行，而不考虑音频数据的编码率是恒定比特率还是可变比特率。
背景技术
诸如CD和DVD的记录介质因为它们的相对低的价格和大的容量，所以广泛用于存储音频文件。通过使用一个音频播放器，用户再现编码并记录在CD上的音频文件，如MP3、WMA、或AAC文件。具体地讲，在便携式音频播放器或车载CD播放器的情况下，应该提供防止外部震动以用于无缝再现。为此，通常使用机械缓冲器或外部电子防震(ESP)芯片组。ESP功能用于即使当存在外部震动时也输出清晰的声音，但是不去除由被刮擦或污染的CD导致的噪声。
现在将参照图1A至1F来解释传统的ESP功能。如图1A所示，如果在第五帧中发生外部震动，那么伺服机构变得不稳定，并且噪声在第五、第六、和第七帧中连续地发生。如图1B所示，直到伺服机构变得稳定了，在其中发生噪声的这些帧的音频数据才被存储在缓冲器中。如图1C所示，第四帧中的对帧唯一的模式被选择，并且在该唯一模式之后的数据被丢弃。如图1D所示，CD重绕(rewind)到第四帧的开始点，然后音频数据从第四帧被读出，并且对第四帧唯一的模式被找到。如图1E所示，紧接在缓冲器中的第四帧的唯一模式所在的位置之后，从第五帧开始的新的音频数据被链接并被存储。其结果是，如图1F所示，无噪声的音频数据被存储在缓冲器中，并且即使当震动发生时，无缝的清晰的声音也能够被输出。
如果如上所述的传统ESP功能被设置在音频播放器中，那么在震动不发生于其中的正常模式下，音频输出从自CD读出的数据直接产生并被提供给用户，在震动发生于其中的不正常模式下，音频输出从自缓冲器提供的数据产生并被提供给用户。但是，当外部震动持续很长时间而超过防震时间时，这种传统ESP功能不能执行其功能。为了延长防震时间，从CD读出的音频数据在被存储之前被编码。在这种情况下，防震时间可取决于缓冲器的大小和数据的编码率而变化。
目前，当由MPEG-1和MPEG-2建议的音频编码被执行时，如果使用恒定比特率，那么同步信息被放置在每一帧的开始部分，在MPEG-4的情况下，如果不使用恒定比特率，那么帧长度信息被放置在每一帧的开始部分。因此，当发生震动并且有效数据期望在缓冲器中被链接时，如果编码率是恒定比特率，那么每一帧的长度，即缓冲器中的占用区域，是恒定的，从而存储震动发生于其中的一帧之前的一帧的区域可容易地被找到。但是，如果编码率是可变比特率，那么每一帧的长度，即缓冲器中的占用区域的大小，彼此不同，从而只用记录在缓冲器中的每一帧的开始部分中的帧长度信息，不能找到存储震动发生于其中的一帧之前的一帧的区域。
发明内容
本发明的一方面在于提供一种音频编码方法和装置，通过其当在存储从CD读出的音频数据之前对该数据执行编码时，如果发生震动，那么用于在缓冲器中链接有效音频数据的点可以被准确地找到，并且编码被执行，而不考虑音频数据的编码率是恒定比特率还是可变比特率。
根据本发明的一方面，提供一种产生用于音频播放器的电子防震功能的帧结构的方法，其包括：将一帧的原始数据编码，并且将编码的数据定位在作为该帧结构的开始部分的第一区域中；和将指示该帧中的编码的数据的大小的帧长度信息编码，并且将编码的帧长度信息定位在作为该帧结构的结束部分的第二区域中。
根据本发明的另一方面，提供一种产生用于音频播放器的电子防震功能的帧结构的方法，其包括：将指示一帧的开始的同步信息定位在作为该帧结构的开始部分的第一区域中；将该帧的原始数据编码，并且将编码的数据定位在紧接于第一区域的第二区域中；和将指示该帧中的编码的数据的大小的帧长度信息编码，并且将编码的帧长度信息定位在作为该帧结构的结束部分的第三区域中。
根据本发明的另一方面，提供一种具有电子防震功能的音频播放器中的使用编码的帧结构的音频编码方法，该帧结构存储在缓冲器中并在其结束部分中包括帧长度信息，在该电子防震功能中，当在音频播放器中发生震动时将被重绕的帧的数量为k，该方法包括：从缓冲器确认位于震动发生于其中的第t帧之前k帧的第(t-k)帧的帧长度信息；通过使用确认的帧长度信息在缓冲器中执行向后查找，来确认第(t-k)帧在其开始的地址；和从第(t-k)帧在其开始的地址将来自再次从记录介质被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据顺序地写入缓冲器。
根据本发明的另一方面，提供一种具有电子防震功能的音频播放器中的使用编码的帧结构的音频编码方法，该帧结构存储在缓冲器中并在其开始部分中包括同步信息以及在其结束部分中包括帧长度信息，在该电子防震功能中，当在音频播放器中发生震动时将被重绕的帧的数量为k，该方法包括：从缓冲器确认位于震动发生于其中的第t帧之前k帧的第(t-k)帧的帧长度信息；通过使用确认的帧长度信息在缓冲器中执行向后查找，来确认第(t-k)帧在其开始的地址；确认写入到第(t-k)帧在其开始的地址中的同步信息；和从第(t-k)帧在其开始的地址将来自再次从记录介质被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据顺序地写入缓冲器。
根据本发明的另一方面，提供一种具有电子防震功能的音频播放器中的编码装置，在该电子防震功能中，将从在音频播放器中震动发生于其中的第t帧被重绕的帧的数量为k，该装置包括：编码单元，用于将从记录介质读出的音频数据编码，并且产生通过顺序地组合编码的数据和帧长度信息而形成的帧结构；缓冲器单元，用于临时存储由编码单元提供的编码的帧数据；和控制单元，用于在缓冲器单元中确认第(t-k)帧的帧长度信息，通过使用确认的帧长度信息来确认第(t-k)帧在其开始的地址，并且从第(t-k)帧在其开始的地址顺序地写入来自再次从记录介质被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据。
根据本发明的另一方面，提供一种具有电子防震功能的音频播放器中的编码装置，在该电子防震功能中，将从在音频播放器中震动发生于其中的第t帧被重绕的帧的数量为k，该装置包括：编码单元，用于将从记录介质读出的音频数据编码，并且产生通过顺序地组合编码的数据和帧长度信息而形成的帧结构；缓冲器单元，用于临时存储由编码单元提供的编码的帧数据；和控制单元，用于在缓冲器单元中确认第(t-k)帧的帧长度信息，通过使用确认的帧长度信息来确认第(t-k)帧在其开始的地址，确认写入到第(t-k)帧在其开始的地址中的同步信息，并且从第(t-k)帧在其开始的地址顺序地写入来自再次从记录介质被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据。
根据本发明的另一方面，提供一种在其上实施有用于以上方法的计算机程序的计算机可读记录介质。
本发明的另外方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分是清楚的，或者通过本发明的实施可以被理解。
附图说明
通过结合附图，从下面详细的描述中，本发明这些和/或其他方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：
图1A至图1F是示出传统的电子防震(ESP)的概念的图解；
图2是显示根据本发明实施例的音频编码装置的结构的方框图；
图3是在图2中的音频编码装置的编码单元中产生的帧结构的例子的图解；
图4是在图2中的音频编码装置的编码单元中产生的帧结构的另一例子的图解；
图5是示出根据本发明实施例的音频编码方法的流程图；和
图6是示出根据本发明另一实施例的音频编码方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的部件。下面通过参照附图来描述这些实施例以解释本发明。
参照图2，根据本发明实施例的音频编码装置包括CD 210、CD装载器220、控制单元230、编码单元240、和缓冲器250。这里，当不管电子防震(ESP)功能是被自动设置还是由用户手动设置而设置ESP功能时的操作现在将被解释。
参照图2，CD装载器220包括伺服机构(未示出)和拾取器(未示出)，并且在控制单元230的控制下驱动CD 210。CD装载器220读出存储在CD 210的指定扇区中的音频数据，并且将读出的音频数据提供给编码单元240。由CD 210提供的数据通常是脉冲编码调制(PCM)数据，并且被提供有M:S:F信息。这里，F表示帧，S表示秒，并且一秒由例如75F形成。M表示分钟，并且一分钟由60S形成。
如果M:S:F信息被使用，那么指示相应的音频数据记录在其上的位置的绝对位置能够被识别。
控制单元230执行整个ESP功能的控制，并且通常采用数字信号处理器(DSP)形成。在震动在CD 210中不发生的正常模式下，控制单元230控制产生有效信号并将该信号提供给CD装载器220和编码单元240，从而编码根据预设的编码程序被执行，并且编码的数据被存储在缓冲器单元250中。在震动在CD 210中发生的不正常模式下，控制单元230产生无效信号，并将该信号提供给CD装载器220和编码单元240。据此，当模式变化为不正常时，编码单元240的正常编码程序停止，并且CD装载器220被控制以将拾取器移动到在震动发生于其中的一帧之前指定数量的帧的一帧，再次读出音频数据，并且对指定位置之后的一帧中的音频数据编码。即，在不正常模式下，控制单元230接收在震动发生的时刻在编码单元240中当前正对其执行编码的一帧例如第t帧在CD 210中的绝对位置信息(即，F:S:M信息)、以及关于紧接在第t帧之前从编码单元240被记录到缓冲器单元250中的第(t-1)帧的最后地址的信息。然后，控制单元230控制装载器220，从而拾取器从第t帧移动到预设在第t帧之前k帧的第(t-k)帧，并且数据从CD 210被读出。这里，在不正常模式下，指示将由拾取器从震动发生于其中的一帧重绕的帧的数量的值k可以在具有ESP功能的音频播放器被设计时被设置或可由用户手动设置。同时，能够与从震动的发生到伺服机构的稳定的时间成比例地自动设置值k。
在正常模式下，编码单元240以帧为单位顺序地执行编码，并且将编码的数据提供给缓冲器单元250。此时，编码单元240存储最近被存储在缓冲器单元250中的一帧的最后地址，并且从紧接在该最后地址之后的地址存储当前对其完成编码的一帧的数据。在其中发生震动的不正常模式下，根据控制单元230的控制，在从检测到震动到伺服机构的稳定的指定时间期间停止编码操作。同时，如果从CD 210中的在震动发生于其中的一帧之前k帧的一帧读出音频数据，那么在伺服机构稳定之后，该音频数据被顺序地编码并被提供给缓冲器单元250。
缓冲器单元250由例如16M的DRAM缓冲器形成，并且根据控制单元230的控制将在编码单元240中编码的数据存储在指定的区域中。在其中不发生震动的正常模式下，数据写操作被重复地执行，从而相应于指定数量的帧的音频数据被填充，然后相应于下一指定数量的帧的音频数据被反复地填充。同时，在其中发生震动的不正常模式下，根据控制单元230的控制，在从检测到震动到伺服机构的稳定而花费的指定时间期间停止数据写操作。同时，在伺服机构稳定之后，在震动发生于其中的一帧之前的在CD 210中的指定位置中的一帧中的音频数据被读出并被编码，并且编码的数据从这样的一个地址被再次写入，指定位置中的一帧从该地址被存储在缓冲器单元250中。因此，在缓冲器单元250中将由从CD 210再次读出的有效数据形成的第t帧准确地连接到紧接在由先前对其完成了写操作的有效数据形成的第(t-1)帧的后面通过控制单元230的控制而被执行。在缓冲器单元250中，编码的数据和帧长度信息能够以帧为单位被顺序地写入，或者同步信息、以及编码的数据和帧长度信息能够以帧为单位被顺序地写入。
图3是在图2中的音频编码装置的编码单元240中最终产生的帧结构的例子的图解。该帧结构将参照图2和图3被解释，并且包括缓冲器单元250中的每一帧中的第一区域310和第二区域320。即，在编码单元240中产生的帧结构由位于帧的第一区域310中的编码的数据和位于第二区域320中的编码的帧长度信息形成。这里，第二区域320的大小在所有帧中恒定，并且第一区域310的大小可以取决于帧的编码率而变化。
图4是在图2中的音频编码装置的编码单元240中最终产生的帧结构的另一例子的图解。该帧结构将参照图2和图4被解释，并且包括缓冲器单元250中的每一帧中的第一区域410、第二区域420、和第三区域430。即，在编码单元240中产生的帧结构由位于帧的第一区域410中的同步信息、位于第二区域420中的编码的数据、和位于第三区域430中的编码的帧长度信息形成。第一区域410和第三区域430的大小在所有帧中恒定，并且第二区域420的大小可以取决于帧的编码率而变化。因此，当通过将同步信息包括来产生帧结构时，向后查找操作的可靠性和准确性能够被进一步提高。
图5是示出根据本发明实施例的音频编码方法的流程图，并且与使用图3中的帧结构的情况对应。
参照图2、图3和图5，在操作510中，在不正常模式下在CD 210中将被重绕的帧数(k)被设置为i。在操作520中，连续地监控在音频播放器中是否发生震动。作为监控在音频播放器中是否发生震动的一种方法，在传统ESP系统中使用的方法可用。
在操作530中，如果操作520中的监控结果指示震动发生，那么k被设置为1。在操作540中，在当前正在编码单元240中被编码的当前帧，例如第t帧，之前的一帧在缓冲器单元250中的地址被确认，即，第(t-k)帧的地址被确认，并且存储在缓冲器单元250的确认的地址中的第(t-k)帧的帧长度信息被确认。如果帧长度信息被识别，那么由在第(t-1)帧中被编码的数据位于其中的第一区域310所占用的大小能够被识别。
在操作550中，从在第(t-k)帧中帧长度信息存储在其中的区域的地址对相应于该帧长度的地址执行向后查找，其结果是，在操作560中，第(t-k)帧的第一区域310的开始地址被确认。
在操作570中，确定k是否等于i，并且如果k不等于i，那么在操作580中，将k增加1，并且该方法返回到操作540，并且再次执行操作540至570。相反，如果k等于i，那么在操作590中，再次从CD 210被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据从在操作560中确认的第一区域310的开始地址被顺序地写入。
图6是示出根据本发明另一实施例的音频编码方法的操作的流程图，并且与使用图4中的帧结构的情况对应。
参照图2、图4和图6，在操作610中，在不正常模式下在CD 210中将被重绕的帧数(k)被设置为i。在操作620中，连续地监控在CD 210中是否发生震动。
在操作630中，如果操作620中的监控结果指示震动发生，那么k被设置为1。在操作640中，在当前正在编码单元240中被编码的当前帧，例如第t帧，之前的一帧在缓冲器单元250中的地址被确认，即，第(t-k)帧的地址被确认，并且存储在缓冲器单元250的确认的地址中的第(t-k)帧的帧长度信息被确认。如果帧长度信息被识别，那么由在第(t-1)帧中被编码的数据位于其中的第二区域420所占用的大小能够被识别。
在操作650中，从在第(t-k)帧中帧长度信息存储在其中的区域的地址对相应于该帧长度的地址执行向后查找。在操作660中，位于第(t-k)帧的第一区域410的开始部分的同步信息被确认，并且在操作670中，第(t-k)帧的第一区域410的开始地址被确认。
在操作680中，确定k是否等于i，并且如果k不等于i，那么在操作685中，将k增加1，并且该方法返回到操作640，并且再次执行操作640至680。相反，如果k等于i，那么在操作690中，再次从CD 210被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据从在操作670中确认的第一区域410的开始地址被顺序地写入。
即，根据如上所述的本发明的实施例，如果k为1，那么由于编码单元240存储最近被存储在缓冲器单元250中的第(t-1)帧的最后地址，所以通过使用存储在该最后地址中的帧长度信息，能够找到第(t-1)帧的开始地址。相反，如果k大于1，例如为2，那么通过使用第(t-1)帧长度信息，向后查找被执行以确认第(t-1)帧的开始地址，并且通过使用第(t-1)帧的开始地址，位于紧接在第(t-1)帧前面的地址的第(t-2)帧的帧长度信息可以被确认。然后，通过使用第(t-2)帧长度信息，向后查找被执行，并且第(t-2)帧的开始地址可以被找到。
虽然CD在上述实施例中用作记录介质的例子，但是应该理解，上述本发明的实施例可应用于各种其它的介质，例如但不限于DVD、HDD、蓝光盘(BD)。
上述本发明的实施例也可以被实施为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是任何能够存储其后可由计算机系统读出的数据的数据存储装置。计算机可读记录介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置、和载波(如通过因特网的数据传输)。计算机可读记录介质也可以分布在连接计算机系统的网络上，从而计算机可读代码以分布式方式被存储和执行。
根据上述本发明的实施例，当在存储从致密盘(CD)读出的音频数据之前对该数据执行编码时，如果发生震动，那么用于在缓冲器中链接有效音频数据的点可以被准确地找到，并且编码被执行，而不考虑音频数据的编码率是恒定比特率还是可变比特率。
因此，因为该编码，所以防震时间可被延长，另外，当发生震动时，不管编码率如何，在防震时间期间，清晰的声音都可以被提供给用户。
虽然显示和描述了本发明的一些实施例，但是本发明并不限于所描述的实施例。相反，本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变。

Claims (18)

1.一种产生用于音频播放器的电子防震功能的帧结构的方法，包括：
将一帧的原始数据编码，并且将编码的数据定位在作为该帧结构的开始部分的第一区域中；和
将指示该帧中的编码的数据的大小的帧长度信息编码，并且将编码的帧长度信息定位在作为该帧结构的结束部分的第二区域中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将数据编码以恒定比特率被执行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将数据编码以可变比特率被执行。
4.一种产生用于音频播放器的电子防震功能的帧结构的方法，包括：
将指示一帧的开始的同步信息定位在作为该帧结构的开始部分的第一区域中；
将该帧的原始数据编码，并且将编码的数据定位在紧接于第一区域的第二区域中；和
将指示该帧中的编码的数据的大小的帧长度信息编码，并且将编码的帧长度信息定位在作为该帧结构的结束部分的第三区域中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，将数据编码以恒定比特率被执行。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，将数据编码以可变比特率被执行。
7.一种具有电子防震功能的音频播放器中的使用编码的帧结构的音频编码方法，该帧结构存储在缓冲器中，并在该帧结构的结束部分中包括帧长度信息，在该电子防震功能中，当在音频播放器中发生震动时将被重绕的帧的数量为k，该方法包括：
从缓冲器确认位于发生了震动的第t帧之前k帧的第(t-k)帧的最后地址，并从所述最后地址确认第(t-k)帧的帧长度信息；
通过使用确认的帧长度信息在缓冲器中执行向后查找，来确认第(t-k)帧开始的地址；和
从第(t-k)帧开始的地址将来自再次从记录介质被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据顺序地写入缓冲器。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，包括在帧中的编码的数据以恒定比特率被编码。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，包括在帧中的编码的数据以可变比特率被编码。
10.一种具有电子防震功能的音频播放器中的使用编码的帧结构的音频编码方法，该帧结构存储在缓冲器中，并且在该帧结构的开始部分中包括同步信息，在该帧结构的结束部分中包括帧长度信息，在该电子防震功能中，当在音频播放器中发生震动时将被重绕的帧的数量为k，该方法包括：
从缓冲器确认位于发生了震动的第t帧之前k帧的第(t-k)帧的最后地址，并从所述最后地址确认第(t-k)帧的帧长度信息；
通过使用确认的帧长度信息在缓冲器中执行向后查找，来确认第(t-k)帧开始的地址；
确认写入到第(t-k)帧开始的地址中的同步信息；和
从第(t-k)帧开始的地址将来自再次从记录介质被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据顺序地写入缓冲器。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，包括在帧中的编码的数据以恒定比特率被编码。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，包括在帧中的编码的数据以可变比特率被编码。
13.一种具有电子防震功能的音频播放器中的编码装置，在该电子防震功能中，将从在音频播放器中发生了震动的第t帧被重绕的帧的数量为k，该装置包括：
编码单元，用于将从记录介质读出的音频数据编码，并且产生通过顺序地组合编码的数据和帧长度信息而形成的帧结构；
缓冲器单元，用于临时存储由编码单元提供的编码的帧数据；和
控制单元，用于在缓冲器单元中确认第(t-k)帧的最后地址，并从所述最后地址确认第(t-k)帧的帧长度信息，通过使用确认的帧长度信息来确认第(t-k)帧开始的地址，并且从第(t-k)帧开始的地址顺序地写入来自再次从记录介质被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，包括在帧中的编码的数据以恒定比特率被编码。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，包括在帧中的编码的数据以可变比特率被编码。
16.一种具有电子防震功能的音频播放器中的编码装置，在该电子防震功能中，将从在音频播放器中发生了震动的第t帧被重绕的帧的数量为k，该装置包括：
编码单元，用于将从记录介质读出的音频数据编码，并且产生通过顺序地组合编码的数据和帧长度信息而形成的帧结构；
缓冲器单元，用于临时存储由编码单元提供的编码的帧数据；和
控制单元，用于在缓冲器单元中确认第(t-k)帧的最后地址，并从所述最后地址确认第(t-k)帧的帧长度信息，通过使用确认的帧长度信息来确认第(t-k)帧开始的地址，确认写入到第(t-k)帧开始的地址中的同步信息，并且从第(t-k)帧开始的地址顺序地写入来自再次从记录介质被读出并被编码的第(t-k)帧的音频数据。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，包括在帧中的编码的数据以恒定比特率被编码。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，包括在帧中的编码的数据以可变比特率被编码。
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