CN219269062U - 一种音频信号的发送设备、接收设备及传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种音频信号的发送设备、接收设备及传输系统，所述发送设备从所述显示设备采集到待传输的eARC信号，将eARC信号进行转换处理后得到第一音频信号；对所述第一音频信号按照通信协议进行数据处理，得到音频数据包后输出至接收设备；所述接收设备对所述音频数据包按照通信协议进行数据处理得到第二音频信号，格式转换为eARC信号后输出至所述音频设备，本实用新型通过将至少两路未压缩的IIS信号进行格式转换，通过通信协议形成数据包后输出，降低了声音信号在长距离传输过程的失真率，实现了高质量无损音频的超低时延传输，提高了音频信号的播放质量。

Description

一种音频信号的发送设备、接收设备及传输系统

技术领域

本实用新型涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种音频信号的发送设备、接收设备及传输系统。

背景技术

随着科技的发展，电视、平板等电子产品的使用越来越广泛。电视、平板等电子产品可以通过发声器件诸如扬声器、喇叭等发出声音信号。随着人们对声音信号的高音质、高音效的需求越来越大，高音效、高音质的电子产品是未来的发展趋势。

目前市面上有很多HDMI ARC信号延长设备，可以正向延长HDMI信号的同时反向延长ARC信号至音响设备(信号源)做扩音，随着支持HDMI eARC信号传输的电视机和音响设备的增多和传输距离增加，声音信号在长距离传输过程会产生失真和延迟，无法达到传统A/V数字功放最佳家庭影院音效，如何实现eARC音频信号远距离传输与高品质家庭影院音效成为一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种音频信号发送设备、接收设备及传输系统，以解决背景技术中所描述的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种音频信号的发送设备，其特征在于，包括：

转换芯片，用于从显示设备采集到的eARC信号进行转换处理，得到第一音频信号，其中，所述第一音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

第一控制器，与所述转换芯片连接，用于按照预设格式，对所述第一音频信号进行格式转换，得到音频数据；

第一通信模块，与所述第一控制器连接，用于按照预设协议，对所述音频数据进行处理，得到所述音频数据包，并发送所述音频数据包，其中，所述音频数据包至少包括：所述第一音频信号和接收设备的物理地址。

进一步的，所述第一通信模块用于将所述第一音频信号基于UDP通信协议封装为UDP数据包，或者，将所述第一音频信号基于自定义通信协议封装为自定义数据包。

进一步的，所述第一控制器为FPGA芯片或ASIC芯片。

一种音频信号的接收设备，其特征在于，包括：

第二通信模块，与上述的音频信号的发送设备连接，用于按照预设协议，对接收到的音频数据包进行处理，得到所述音频数据；

第二控制器，与所述第二通信模块连接，用于按照预设格式，对所述音频数据进行格式转换，得到第二音频信号，其中，所述第二音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

转换芯片，分别与所述第二控制器和音频设备连接，用于对所述第二音频信号进行格式转换，得到eARC信号，并输出所述eARC信号。

进一步的，所述第二通信模块基于UDP通信协议将所述UDP数据包解封装为音频数据，或者，所述第二通信模块基于自定义通信协议将所述UDP数据包解封装为音频数据。

进一步的，所述第二控制器为FPGA芯片或ASIC芯片。

一种音频信号传输系统，其特征在于，包括显示设备、上述的音频信号的发送设备、上述的音频信号的接收设备和音频设备；

显示设，通过HDMI接口输出eARC信号；

发送设，与所述显示设备连接，用于对所述第一音频信号进行处理，得到音频数据包，其中，所述音频数据包至少包括：所述第一音频信号和音频信号的接收设备的物理地址；

音频信号的接收设备与所述音频信号的发送设备连接，用于接收所述音频数据包并进行数据处理；

音频信号的音频设备与音频信号的接收设备连接，用于接收所述音频信号的接收设备输出的eARC信号。

进一步的，所述音频信号的发送设备包括：

转换芯片，用于从显示设备采集到的eARC信号进行转换处理，得到第一音频信号，其中，所述第一音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

第一控制器，与所述转换芯片连接，用于按照预设格式，对所述第一音频信号进行格式转换，得到音频数据；

第一通信模块，与所述第一控制器连接，用于按照预设协议，对所述音频数据进行处理，得到所述音频数据包，并发送所述音频数据包，其中，所述音频数据包至少包括：所述第一音频信号和音频信号的接收设备的物理地址。

进一步的，所述音频信号的接收设备包括：

第二通信模块，与所述音频信号的发送设备连接，用于按照预设协议，对接收到的音频数据包进行处理，得到所述音频数据；

第二控制器，与所述第二通信模块连接，用于按照预设格式，对所述音频数据进行格式转换，得到第二音频信号，其中，所述第二音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

转换芯片，分别与所述第二控制器和音频设备连接，用于对所述第二音频信号进行格式转换，得到eARC信号，并输出所述eARC信号。

进一步的，所述音频信号的发送设备与所述音频信号的接收设备之间采用CAT网线或光纤为传输媒介。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型提供了一种音频信号发送设备、接收设备及传输系统，音频信号的发送设备从显示设备获取到待传输的eARC信号，将eARC信号进行转换处理，得到第一音频信号；对所述第一音频信号按照通信协议进行数据处理，得到所述音频数据包；音频信号的接收设备，对所述音频数据包按照通信协议进行数据处理得到第二音频信号，进行格式转换为eARC信号后输出至音频设备，本申请通过通信协议将至少两路未压缩的IIS信号格式转换后数据包传输，降低了声音信号在长距离传输过程的失真率，实现了高质量无损音频的超低时延传输。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的一种音频信号发送设备的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例的一种音频信号接收设备的结构示意图。

图3是根据实用新型一实施例提供的一种音频信号传输系统的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

如图1所示，为本实用新型一实施例的一种音频信号发送设备的结构示意图，其中，音频信号的发送设备10包括：

转换芯片11，用于从显示设备30采集到的eARC信号进行转换处理，得到第一音频信号，其中，所述第一音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

第一控制器12，与所述转换芯片11连接，用于按照预设格式，对所述第一音频信号进行格式转换，得到音频数据；

第一通信模块13，与所述第一控制器12连接，用于按照预设协议，对所述音频数据进行处理，得到所述音频数据包，并发送所述音频数据包，其中，所述音频数据包至少包括：所述第一音频信号和音频信号的接收设备20的物理地址。

在一种可选的方案中，以家庭影院场景为例，转换芯片11用于对获取到的eARC信号进行转换处理，得到包括至少两个声道的IIS信号，具体的，转换芯片11在将eARC信号转换为第一音频信号之后，第一通信模块13用于将第一音频信号基于UDP通信协议封装为UDP数据包，或者，将所述第一音频信号基于自定义通信协议封装为自定义数据包。

在一种可选的方案中，第一控制器12可以为FPGA芯片或ASIC芯片，第一控制器12用于按照预设格式对第一音频信号进行格式转换，得到音频数据；将转换后的多路IIS音频信号传输给现场可编程门阵列FPGA(Field-Programmable Gate Array的简写)或专门应用的集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit的简写)，由于第一音频信号采用IIS格式的接口标准，FPGA或ASIC需要对IIS音频信号进行格式转换，输出的IIS音频信号到以太网数据包之间的对接，可以按照IIS参数进行格式转换，将所有IIS格式的音频信号转换为可以识别的音频数据。IIS(Inter-IC Sound，处理器内置音频)，是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准，该总线专门用于音频设备之间的数据传输，广泛应用于各种多媒体系统。它采用了沿独立的导线传输时钟与数据信号的设计，通过将数据和时钟信号分离，避免了因时差诱发的失真，为用户节省了购买抵抗音频抖动的专业设备的费用；和PCM相比，IIS更适合立体声系统，当然，IIS的变体也支持多通道的时分复用，因此可以支持多声道。

工作过程中，转换芯片11负责将采集到的eARC信号转换为包括至少两个声道的IIS信号，第一控制器12按照预设格式，对所述第一音频信号进行格式转换，得到音频数据；第一通信模块13用于按照预设协议，对所述音频数据进行处理，得到音频数据包，并通过网线或光纤传送所述音频数据包传输给远端的音频信号的接收设备20。

在一种可选的方案中，当第一通信模块11为电模块时，电模块包括：PHY芯片以及RJ－45接口；电模块用于：在第一通信模块11将音频数据包输出给集成在第一控制器12中的MAC单元，通过MAC单元将音频数据包输出给PHY芯片之后，PHY芯片将音频数据包输出给RJ－45接口，通过RJ－45接口发送给音频信号的接收设备20。

在一种可选的方案中，当第一通信模块11为光模块时，光模块用于：在第一控制器12将音频数据包输出给集成在第一控制器12中的MAC单元，通过MAC单元将音频数据包输出给光模块之后，将音频数据包转换为光信号，并将光信号发送给音频信号的接收设备20。

通过上述实施例，音频信号的发送设备10获取第一音频信号，对第一音频信号进行处理，得到音频数据包，将音频数据包发送至音频信号的接收设备20，从而实现对音频信号的处理和传输的目的。容易注意到的是，音频数据包中包含有音频信号的接收设备20的物理地址，即音频信号的发送设备10和音频信号的接收设备20运行在MAC层，不需要IP地址，可以即插即用，从而解决了现有技术中的音频信号的处理方法配置复杂，无法做到即插即用的技术问题。因此，通过本实用新型上述实施例提供的方案，可以达到使用习惯上类似于模拟线，可以即插即用的效果。

如图2所示，为本实用新型一实施例的一种音频信号音频信号的接收设备20的结构示意图，其中，音频信号的接收设备20包括：

第二通信模块21，与音频信号的发送设备10连接，用于按照预设协议，对接收到的音频数据包进行处理，得到所述音频数据；

第二控制器22，与所述第二通信模块21连接，用于按照预设格式，对所述音频数据进行格式转换，得到第二音频信号，其中，所述第二音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

转换芯片23，分别与所述第二控制器22和音频设备40连接，用于对所述第二音频信号进行格式转换，得到eARC信号，并输出所述eARC信号。

其中，第二通信模块21基于UDP通信协议将UDP数据包解封装为音频数据，或者，所述第二通信模块基于自定义通信协议将UDP数据包解封装为音频数据。

在一种可选的方案中，第二控制器22为FPGA芯片或ASIC芯片；第二控制器22与第一控制器11为操作逆过程，在此不再赘述。

在一种可选的方案中，当第二通信模块21为电模块时，电模块包括：PHY芯片以及RJ－45接口；电模块用于：在第二通信模块将音频数据包输出给集成在第二控制器中的MAC单元，通过MAC单元将音频数据包输出给PHY芯片之后，PHY芯片将音频数据包输出给RJ－45接口，通过RJ－45接口发送给音频信号的接收设备20。

在一种可选的方案中，当第二通信模块21为光模块时，光模块用于：在第二控制器22将音频数据包输出给集成在第二控制器22中的MAC单元，通过MAC单元将音频数据包输出给光模块之后，将音频数据包转换为光信号，并将光信号发送给音频信号的接收设备20。

在一种可选的方案中，第二通信模块21通过光纤或网络获取发送模块11输出的音频数据包；第二通信模块21对音频数据包进行解封装处理，得到音频数据，在本实用新型实施例中，第二控制器22用于按照预设格式，对音频数据包进行格式转换得到多路IIS信号，转换芯片23将多路IIS信号中的至少两路解码IIS信号格式转换为eARC信号后输出给音频设备40。实现长距离低失真的音频传输，解决了长距离传输音频失真的问题，提高了音频信号的播放质量。

可以理解的是，本实施例中的音频数据包至少包括：第一音频信号和以帧为单位对第一音频信号进行数据处理，第二通信模块21按照UDP数据包以及自定义协议，对音频数据包进行解封装处理，得到音频数据，其中，第二控制器22与第二通信模块21连接，用于按照预设格式，对音频数据进行格式转换，得到第二音频信号，其中，第二音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；转换芯片23将得到多路IIS信号中的至少两路解码IIS信号格式转换为eARC信号后传输给音频设备40，其中，音频设备40可以是单声道或多声道的扬声器组件。

另外，第二控制器22还可将解码处理后的多路IIS信号直接传输给音频设备40，通过音频设备40执行相应的解码，实现多声道音频多样化控制传输。

参照图3，图3提供了一种音频信号的传输系统的示意图，包括：

显示设备30，通过HDMI接口输出eARC信号；

音频信号的发送设备10，与显示设备30连接，用于对第一音频信号进行处理，得到音频数据包，其中，音频数据包至少包括：第一音频信号和音频信号的接收设备20的物理地址；

音频信号的接收设备20，与音频信号的发送设备10连接，用于接收音频数据包并进行数据处理；

音频设备40，与音频信号的接收设备20连接，用于接收音频信号的接收设备20输出的eARC信号。

其中，音频数据包至少包括：第一音频信号和音频信号的接收设备20的物理地址；依次连接与显示设备30与音频设备40之间的音频信号的发送设备10和音频信号的接收设备20，

具体的，上述的第一音频信号可以是4路的IIS音频信号。

音频信号的接收设备20，通过CAT网线或光纤与音频信号的发送设备10连接，用于接收音频数据包，音频数据包进行处理，得到第二音频信号传输给音频设备40。

具体的，显示设备30包括电视机等(采用ARC信号的设备最大只能支持普通的5.1声道压缩或非压缩音频格式，而采用eARC信号的设备最大可以支持7.1声道，包括非压缩高清音频格式)；音频设备40包括音响或其他支持HDMI信号及eARC信号的设备；

具体的，音频信号的发送设备10与音频信号的接收设备20之间采用CAT网线或光纤为传输媒介连接；

其中，转换芯片23在将第二音频信号转换为eARC信号之前，会将转换后的多路IIS音频信号传输给现场可编程门阵列FPGA(Field-Programmable Gate Array的简写)或专门应用的集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit的简写)，由于第二音频信号采用IIS格式的接口标准，FPGA或ASIC需要对第二音频信号进行格式转换，输出的第二音频到以太网数据包之间的对接，可以按照IIS参数进行格式转换，将所有IIS格式的第二音频转换为可以识别的音频信号。

其中，显示设备30可以但不限于是电视、平板、电脑；音频设备可以是具有扬声器的音频设备40，例如音频设备40可以是多声道音频设备40。

示例性的，转换芯片11可集成在显示设备30中，转换芯片23和音频设备40可集成在同一音频设备40中，音频设备40可以是多声道的扬声器组件。

通过本实用新型上述实施例，音频信号的发送设备10获取第一音频信号，对第一音频信号进行处理，得到音频数据包，将音频数据包发送至音频信号的接收设备20，音频信号的接收设备20用于,通过第二通信模21块获取音频数据包，通过第二控制器22将音频数据包进行格式转换，获得第二音频信号，转换芯片23将第二音频信号转换为eARC信号后输出到音频设备40，其中，第二音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号。

此处需要说明的是，在音频信号的处理过程中，音频信号的发送设备10和音频信号的接收设备20为过程互逆的两个设备，两个设备都可以包含转换芯片、控制器以及通信模块，在音频信号的发送设备10中，音频信号的流向为从显示设备至以太网，而在音频信号的接收设备20中，音频信号的流向为从以太网至音频设备40。

本实用新型通过将eARC信号转换为至少两路未压缩的IIS信号，格式转换为音频数据后形成数据包后输出，降低了声音信号在长距离传输过程的失真率，实现了高质量无损音频的超低时延传输，提高了音频信号的播放质量，为eARC信号的远距离传输提供了一种较优的解决方案，用户体验较高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种音频信号的发送设备，其特征在于，包括：

转换芯片，用于从显示设备采集到的eARC信号进行转换处理，得到第一音频信号，其中，所述第一音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

第一控制器，与所述转换芯片连接，用于按照预设格式，对所述第一音频信号进行格式转换，得到音频数据；

第一通信模块，与所述第一控制器连接，用于按照预设协议，对所述音频数据进行处理，得到所述音频数据包，并发送所述音频数据包，其中，所述音频数据包至少包括：所述第一音频信号和接收设备的物理地址。

2.如权利要求1所述的音频信号的发送设备，其特征在于，所述第一通信模块用于将所述第一音频信号基于UDP通信协议封装为UDP数据包，或者，将所述第一音频信号基于自定义通信协议封装为自定义数据包。

3.如权利要求1或2所述的音频信号的发送设备，其特征在于，所述第一控制器为FPGA芯片或ASIC芯片。

4.一种音频信号的接收设备，其特征在于，包括：

第二通信模块，与权利要求1-3任一项所述音频信号的发送设备连接，用于按照预设协议，对接收到的音频数据包进行处理，得到所述音频数据；

第二控制器，与所述第二通信模块连接，用于按照预设格式，对所述音频数据进行格式转换，得到第二音频信号，其中，所述第二音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

转换芯片，分别与所述第二控制器和音频设备连接，用于对所述第二音频信号进行格式转换，得到eARC信号，并输出所述eARC信号。

5.如权利要求4所述的音频信号的接收设备，其特征在于，所述第二通信模块基于UDP通信协议将UDP数据包解封装为音频数据，或者，所述第二通信模块基于自定义通信协议将所述UDP数据包解封装为音频数据。

6.如权利要求4或5所述的音频信号的接收设备，其特征在于，所述第二控制器为FPGA芯片或ASIC芯片。

7.一种音频信号传输系统，其特征在于，包括显示设备、权利要求1-3任一项所述音频信号的发送设备、权利要求4-6任一项所述音频信号的接收设备和音频设备；

所述显示设备通过HDMI接口输出eARC信号；

所述音频信号的发送设备与所述显示设备连接，用于对所述第一音频信号进行处理，得到音频数据包，其中，所述音频数据包至少包括：所述第一音频信号和音频信号的接收设备的物理地址；

所述音频信号的接收设备与所述音频信号的发送设备连接，用于接收所述音频数据包并进行数据处理；

所述音频设备与所述音频信号的接收设备连接，用于接收所述音频信号的接收设备输出的eARC信号。

8.如权利要求7所述的音频信号传输系统，其特征在于，所述音频信号的发送设备包括：

转换芯片，用于从显示设备采集到的eARC信号进行转换处理，得到第一音频信号，其中，所述第一音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

第一控制器，与所述转换芯片连接，用于按照预设格式，对所述第一音频信号进行格式转换，得到音频数据；

第一通信模块，与所述第一控制器连接，用于按照预设协议，对所述音频数据进行处理，得到所述音频数据包，并发送所述音频数据包，其中，所述音频数据包至少包括：所述第一音频信号和音频信号的接收设备的物理地址。

9.如权利要求7所述的音频信号传输系统，其特征在于，所述音频信号的接收设备包括：

第二通信模块，与所述音频信号的发送设备连接，用于按照预设协议，对接收到的音频数据包进行处理，得到所述音频数据；

第二控制器，与所述第二通信模块连接，用于按照预设格式，对所述音频数据进行格式转换，得到第二音频信号，其中，所述第二音频信号包括至少两路未压缩的IIS信号；

转换芯片，分别与所述第二控制器和音频设备连接，用于对所述第二音频信号进行格式转换，得到eARC信号，并输出所述eARC信号。

10.如权利要求7所述的音频信号传输系统，其特征在于，所述音频信号的发送设备与所述音频信号的接收设备之间采用CAT网线或光纤为传输媒介。

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