WO2016070531A1 - 音频接口及其信息处理方法、设备、播放器和存储介质 - Google Patents

音频接口及其信息处理方法、设备、播放器和存储介质 Download PDF

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Abstract

一种音频接口及其信息处理方法、设备、播放器和存储介质。所述方法包括：当音频接口内插入音频设备时，判定所插入的音频设备的类型（S301）；若判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备，则建立数字音频源与所述数字音频设备之间的数字音频路径（S302），以传递数字音频信号。该音频接口兼容数字音频设备，在不增加设备体积的基础上，实现数字音频传输。

Description

音频接口及其信息处理方法、设备、播放器和存储介质 技术领域
本发明涉及信息处理技术领域，特别涉及一种音频接口及其信息处理方法、数字音频设备、播放器和存储介质。
背景技术
在便携设备的音频接口上，当前的主流还是传统的3.5mm模拟音频接口。该模拟接口经过了长期的发展改进，目前在手机上普遍使用的是4极插头，如图1所示，包含有左声道、右声道、地和麦克四个信号触点，输出方向包含左声道的音频信号L-SPK和右声道的音频信号R-SPK，输入方向上则是单声道的麦克信号MIC。使用这样的模拟音频接口，会因为模拟信号传输过程中固有的一些缺陷，不可避免的引入噪声、交叉干扰、线路阻抗损失等，制约音频设备的音质提升。图2是现有技术提供的传统模拟音频接口电路示意图，如图2所示，一个典型的模拟音频接口的工作原理如下，模拟音频设备未插入模拟音频接口前，音频设备检测信号HS-DECT被电阻R1上拉到高电平。当图1的模拟音频设备插入到位后，图2中音频插座最左端的两个触点会连接到图1中音频设备的L-SPK信号触点上，由于音频设备扬声器的直流阻抗(一般是16～32欧姆)远小于上拉电阻R1，HS-DECT信号被音频设备的扬声器下拉到接近0V电压，使得HS-DECT信号线变为低电平，于是播放器检测到音频设备插入。
在模拟音频设备插入后的播放过程中，包含模拟音频电路的播放器通过L和R触点输出左右声道的模拟音频信号，通过MIC触点输出MIC偏置电压MIC-BIAS，并接收来自于模拟音频设备的模拟音频输入信号。由于模拟音频信号是交流的，没有直流分量，所以不会改变HS-DECT的直流电平。 在正常工作中，音频控制信号KEY-DECT被电阻R2上拉，而当用户按下模拟音频设备上的按键KEYPAD时，MIC/KEY-DECT信号会被按键下拉，直流电压变为0V，从而被播放器检测到。
随着技术的发展，音频信号在传输过程中，越来越多的使用数字化传输。相对于模拟信号，数字信号的抗干扰能力强，有利于高保真传输避免音质损失，在娱乐设备上，使用数字信号传输音频，已经得到了广泛的使用，例如常用的SONY、PHILIPS数字音频接口(SPDIF，Sony/Philips Digital Interface Format)包括光纤和同轴)、高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)等接口。
虽然基于现有的数字音频技术，有相应的数字音频接口。但是，在手机等便携式通信终端或娱乐终端上，对模拟音频接口的支持也是不可缺少的，如果再增加这样一个数字音频设备接口无疑会增加设备的体积，不利于产品的轻薄化。因此设计一种新的音频接口，即兼容数字和模拟音频设备的音频接口成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例期望提供一种音频接口及其信息处理方法、数字音频设备、播放器和存储介质，以至少部分解决模拟音频接接口不能兼容数字音频设备的问题。
本发明实施例第一方面提供了一种音频接口的信息处理方法，所述方法包括：
当音频接口内插入音频设备时，判定所插入的音频设备的类型；
若判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备，则建立数字音频源与所述数字音频设备之间的数字音频路径，以传递数字音频信号。
可选地，还包括：
若判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备，则建立模拟音频源 与所述模拟音频设备之间的模拟音频路径，以传递模拟音频信号。
可选地，判定所插入的音频设备的类型的步骤包括：
获取音频设备检测信号；
将所述音频设备检测信号的电压值与第一预设电压、第二预设电压进行比较；
若所述音频设备检测信号的电压值大于或等于第二预设电压且小于第一预设电压，则确定所插入的音频设备的类型是数字音频设备。
可选地，判定所插入的音频设备的类型的步骤还包括：
若所述音频设备检测信号的电压值小于第二预设电压，则确定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备。
本发明实施例第二方面提供了一种音频接口，所述音频接口包括：
检测模块，配置为当音频接口内插入音频设备插入时，判定所插入的音频设备的类型；
切换模块，配置为在判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备时，建立数字音频源与所述数字音频设备之间的数字音频路径，以传递数字音频信号。
可选地，所述切换模块，还配置为在判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备时，建立模拟音频源与所述模拟音频设备之间的模拟音频路径，以传递模拟音频信号。
可选地，所述检测模块，配置为获取音频设备检测信号，并将所述音频设备检测信号的电压值与第一预设电压、第二预设电压进行比较，当所述音频设备检测信号的电压值大于或等于第二预设电压且小于第一预设电压时，判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备。
可选地，所述检测模块，配置为在所述音频设备检测信号的电压值小于第二预设电压时，判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备。
本发明实施例第三方面提供了一种数字音频设备,所述数字音频设备包括：
数字音频插头，数字音频设备插入上述音频接口；
编解码器，数字音频设备对数字音频插头接入的数字音频信号进行解码和数模转换处理，以供扬声器播放。
可选地，所述编解码器，还配置为对麦克接入的模拟音频信号进行模数转换和编码处理，以便经由数字音频插头发送至所插入的音频接口。
可选地，所述数字音频设备还包括：
至少一个音频控制按键，配置为接收用来控制数字音频信号的音频控制信号，其中，所述音频控制信号经由所述编解码器进行编码后发送至音频接口。
本发明实施例第四方面提供了一种播放器，所述播放器包括上述音频接口。
本发明实施例第五方面提供了计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于本发明实施例第一方面所述方法的至少其中之一。
本发明实施例所述的音频接口及其信息处理方法、数字音频设备、播放器和存储介质，提供的音频接口不仅可以兼容传统模拟音频设备，而且可以插入使用本发明提供的上述数字音频设备，实现模拟/数字音频信号的传输，不会增加设备体积，更有利于产品的轻薄化。
附图说明
图1是一种模拟音频设备结构示意图；
图2是一种模拟音频接口电路示意图；
图3是本发明实施例提供的的音频接口的信息处理方法的流程示意图之一；
图4是本发明实施例提供的音频接口的信息处理方法的流程示意图之一；
图5是本发明实施例提供的音频接口的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的数字音频设备的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的数字音频接口的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的音频接口的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的音频接口的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图3是本发明实施例提供的音频接口的信息处理方法的一种流程示意图，如图3所示，步骤包括：
步骤301：当音频接口内插入音频设备时，判定所插入的音频设备的类型。
具体地说，在音频接口内设置检测电路，检测电路获取音频设备检测信号，并将音频设备检测信号的电压值与第一预设电压、第二预设电压进行比较，若音频设备检测信号的电压值大于或等于第二预设电压且小于第一预设电压，则判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备。
步骤302：若判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备，则建立数字音频源与数字音频设备之间的数字音频路径，以传递数字音频信号。
具体地说，若判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备，则将音频接口连接到数字音频源，从而建立数字音频源与插入到音频接口的数字音频设备之间的数字音频路径。
图4是本发明实施例提供的音频接口的信息处理方法的另一种流程示意图，如图4所示，步骤包括：
步骤401：当音频接口内插入音频设备时，判定所插入的音频设备的类型。
例如，在音频接口(例如传统的3.5mm音频接口)内设置检测电路，通过检测电路获取音频设备检测信号，并利用音频设备检测信号的电压值判定音频接口内是否插入音频设备及所插入音频设备的类型。具体地，将获取的音频设备检测信号的电压值与第一预设电压、第二预设电压进行比较，若音频设备检测信号的电压值大于或等于第二预设电压且小于第一预设电压，则判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备；若音频设备检测信号的电压值小于第二预设电压，则判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备。
步骤S402：若判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备，则建立模拟音频源与模拟音频设备之间的模拟音频路径，以传递模拟音频信号。
步骤S403：若判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备，则建立数字音频源与数字音频设备之间的数字音频路径，以传递数字音频信号。
例如，在音频接口内设置切换开关，并利用切换开关建立模拟音频路径或数字音频路径。具体地，通过控制切换开关，将音频接口连接到模拟音频源，从而建立模拟音频源与插入到音频接口的模拟音频设备之间的模拟音频路径。同样地，通过控制切换开关，将音频接口连接到数字音频源，从而建立数字音频源与插入到音频接口的数字音频设备之间的数字音频路径。
如图5所示，本实施例提供一种音频接口，所述音频接口包括检测模块41和切换模块42。
检测模块41，配置为用于当音频接口内插入音频设备时，判定所插入的音频设备的类型。具体地说，检测模块41设置在音频接口内获取音频设备检测信号，并将音频设备检测信号的电压值与第一预设电压、第二预设 电压进行比较，当音频设备检测信号的电压值大于或等于第二预设电压且小于第一预设电压时，判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备，当音频设备检测信号的电压值小于第二预设电压时，判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备。
切换模块42，配置为在判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备时，建立数字音频源与数字音频设备之间的数字音频路径，以传递数字音频信号，还用于在判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备时，建立模拟音频源与模拟音频设备之间的模拟音频路径，以传递模拟音频信号。具体地说，切换模块42可包括设置在音频接口内的用来建立模拟/数字音频路径的切换开关，通过控制切换开关，将音频接口连接到模拟音频源，从而建立模拟音频源与插入到音频接口的模拟音频设备之间的模拟音频路径。同样地，通过控制切换开关，将音频接口连接到数字音频源，从而建立数字音频源与插入到音频接口的数字音频设备之间的数字音频路径。
如图6所示，本实施例还提供一种数字音频设备，该数字音频设备能够用于播放数字音频，包括数字音频插头以及编解码器。所述数字音频插头配置为插入上述音频接口。所述编解码器配置为对数字音频插头接入的数字音频信号进行解码和数字模拟处理，以扬声器播放。
该数字音频设备可使用四极数字音频插头，从末端开始，分别被定义为扬声器SPK引脚、麦克MIC引脚、公共地GND引脚和电源POWER引脚。其中，SPK信号和MIC信号使用SPDIF编码，实现完全的数字化传输。
编解码器CODEC一方面可负责将来自于数字音频插头SPK引脚上的SPDIF码流解码后，经过数模转换器DAC和放大器，送给2个扬声器L-SPK和R-SPK播放，另一方面可将来自于麦克MIC和音频控制按键KEYPAD的信号编码为SPDIF码流，送到音频插座的输入信号INPUT引脚上，也就是说，CODEC负责完成双向数字信号的编解码和数字模拟信号的双向转换。
MIC信号被编码在SPDIF的左声道，按键信息被编码在SPDIF的右声道。
所述数字频设备可包括音频控制按键。数字音频设备的音频控制按键可以是一个或数个按键，所述音频控制按键，可配置为接收用来控制数字音频信号的音频控制信号。所述音频控制信号经由所述编解码器进行编码后发送至音频接口；具体如接收用户对按键的操作，在被CODEC编码后，通过音频接口的输入信号线送入播放器，实现音频设备对播放器的遥控。
基于上述方案，所述的数字音频设备内部还包括电声器件，电声器件完成模拟电信号和声音信号的双向转换。
图7是本发明实施例提供的数字音频接口另一种结构示意图，数字音频接口位于播放器内部，如图7所示，在音频插座的SPK触点与数字音频电路之间并接一个与上拉电阻R2阻值相同的上拉电阻R3，即R3一端连接音频插座的SPK触点和数字音频电路，另一端连接。在上拉电阻R2的与音频插座相连的一端连接由电阻R1和电容C1组成的滤波电路。将电容C1的非接地端的信号作为音频设备检测信号HS-DECT。
数字音频接口可以获取音频设备检测信号HS-DECT，并根据HS-DECT的电压值确定音频插座中是否插入数字音频设备。具体地说，在没有数字音频设备插入到音频插座时，HS-DECT信号被电阻上拉到VCC，没有下拉，表现为高电平，说明没有音频设备插入。当图6中的数字音频设备插入后，图7中连接器(即音频插座)最左侧上下2个触点被短接，由于数字电路输入阻抗很高，HS-DECT信号的电压可以看作是VCC在电阻R2和R3上的分压，其电压值大约是0.5VCC。播放器软件检测到这个电压后，就可以得到有数字音频设备插入的信息，从而使能数字音频设备的电源和数字音频接口电路，启动数字音频设备开始工作。
在上述的播放器/音频设备组合播放音频时，播放器会持续输出SPDIF码流到信号线SPK上。由于SPDIF协议使用的是双相符号编码调制，其高 低电平的输出时间相等，所以SPDIF信号经过R1和C1滤波后的直流电平也是0.5VCC，播放器检测到的HS-DECT电压保持不变。
在图7所描述的数字音频接口电路的基础上，为了进一步实现对模拟音频设备的兼容，本发明实施例还给出了如图8所示的音频接口，该音频接口电路兼容数字/模拟音频设备，不但可以插入图6所示的数字音频设备实现数字音频播放，而且可以插入图1所示的模拟音频设备，实现模拟音频播放。
在图8中，没有音频设备插入时，HS-DECT信号被电阻上拉到VCC，没有下拉，表现为高电压。此时播放器软件通过使能信号EN控制切换开关，使其不使能，音频接口无音频信号输入输出。
当图1所示的传统模拟音频设备插入到图8所示的音频接口(音频插座)时，音频插头的末端完成接触后，图8中的HS-DECT信号被10k欧姆电阻和音频设备扬声器SPEAKER的直流阻抗并联下拉。由于音频设备SPEAKER的直流阻抗(一般是16～32欧姆)远小于上拉电阻R4，它会下拉HS-DECT信号到接近0电压。软件检测到这个低电压信号后，通过使能信号EN和选择信号SEL，控制切换开关，并让音频插座连接到模拟音频电路上，即图8中切换开关上的A/B/C三根信号线分别连接到切换开关另一侧的L/R/MIC三根信号线。完成上述操作之后，电路的工作原理，包含模拟音频信号的输入和输出以及音频设备按键的检测，与上述传统的模拟音频接口完全相同。
当图6中的数字音频设备插入到图8的音频接口后，由于数字接口的输入阻抗很高，等效于HS-DECT信号仅被电阻R3和R4分压，因2个电阻取值相同，信号线HS-DECT上呈现出0.5VCC的电压。播放器检测到这个电压后，通过EN和SEL信号，控制切换开关，使得音频插座连接到数字音频电路和数字音频设备电源上，即图7中切换开关上的A/B/C三根信号线分 别连接到切换开关另一侧的SPK/MIC/POWER三根信号线，并启动电源和数字音频电路，给数字音频设备加电工作。此时，信号A和信号B分别传输来自于播放器和音频设备的数字音频信号，与上述数字音频接口电路的工作原理相同。
在图8中，音频接口的电源电压VCC取3.3V，由播放器软件根据HS-DECT信号的电压决定切换开关的状态，具体的切换逻辑可以如下表1所示。
表1-切换逻辑表
Figure PCTCN2015073564-appb-000001
图9就是图8的音频接口在插入不同音频设备后的工作流程图，其中HS-DECT电压的高中低阈值参考上表。
步骤S801：检测HS-DECT信号，若HS-DECT信号的电压是高电平(大于2.3V，例如2.5V)，则执行步骤S802，若HS-DECT信号的电压是中间电平(在1.0V～2.3V之间，例如2V)，则执行步骤S803至S804，若HS-DECT信号的电压是低电平(小于1.0V，例如0.8V)，则执行步骤S805至步骤S806；
步骤S802：关闭切换开关；
步骤S803：打开切换开关并切换到数字音频电路(即数字音频电路)，建立数字音频设备和数字音频源之间的数字音频路径；
步骤S804：使能数字音频设备电源的数字音频电路，开始工作。
步骤S805：打开切换开关并切换到模块音频电路，建立模拟音频设备 和模拟音频源之间的模拟音频路径；
步骤S806：使能模拟音频电路，开始工作。
需要说明的是，为了清晰地说明原理，切换开关以及模拟和数字音频电路等单元，在图8中都是独立的。但在实际的电路中，这些功能单元往往会集成在同一个芯片内部，这同样属于本专利保护的内容。
本发明实施例可以沿用原有的3.5mm四极音频设备连接器，当音频接口用于模拟音频信号传输时，沿用传统模拟音频接口的信号定义；当音频接口用于数字音频信号传输时，重新将此连接器上的四个信号分别定义为输入信号、输出信号、公共地、电源。其中的输入信号和输出信号，以上述的公共地作为参考，承载数字化的音频码流，其音频编码可以使用SPDIF或其它串行编码方法。除此之外，还可以将音频之外的控制信息通过输入和输出信号线进行传输。
其中，在上述的电源和公共地上，由播放器输出一个电压给音频设备供电。同时，公共地还是上述输入和输出信号的参考地。
本发明实施例还提供一种播放器，该播放器可包括本发明实施例中任意所述的音频接接口；例如可以包含3.5mm音频插座，内部有2套音频接口电路，分别是传统的模拟音频接口电路和数字音频接口电路。播放器还内置有切换开关，通过内置的切换开关，选择将音频插座连接到模拟音频接口电路或者数字音频接口电路。
播放器内置有检测电路，能够根据不同种类音频设备的电性能差异，如输入接口阻抗的差异，区分所插入的音频设备种类。当播放器检测到模拟音频设备插入后，就控制切换开关，将模拟音频电路连接到3.5mm音频插座；当播放器检测到数字音频设备插入后，就控制切换开关，将数字音频电路和数字音频设备电源连接到3.5mm音频插座。
本发明实施例基于传统的3.5mm音频接口，提供了数字音频接口和对 应的数字音频设备，并提供了用于播放器的音频接口电路，不但可以兼容传统的3.5mm模拟音频设备，而且可以插入上述的数字音频设备，实现数字音频传输。
本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行上述音频接口的信息处理方法的至少其中之一，具体如图3、图4及图9中的一个或多个。
所述计算机存储介质可为U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质；在一些实施例中，所述计算机存储介质为非瞬间存储介质。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (13)

  1. 一种音频接口的信息处理方法，所述方法包括：
    当音频接口内插入音频设备时，判定所插入的音频设备的类型；
    若判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备，则建立数字音频源与所述数字音频设备之间的数字音频路径，以传递数字音频信号。
  2. 根据权利要求1所述的实现方法，其中，还包括：
    若判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备，则建立模拟音频源与所述模拟音频设备之间的模拟音频路径，以传递模拟音频信号。
  3. 根据权利要求1或2所述的实现方法，其中，判定所插入的音频设备的类型的步骤包括：
    获取音频设备检测信号；
    将所述音频设备检测信号的电压值与第一预设电压、第二预设电压进行比较；
    若所述音频设备检测信号的电压值大于或等于第二预设电压且小于第一预设电压，则确定所插入的音频设备的类型是数字音频设备。
  4. 根据权利要求3所述的实现方法，其中，判定所插入的音频设备的类型的步骤还包括：
    若所述音频设备检测信号的电压值小于第二预设电压，则确定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备。
  5. 一种音频接口，所述音频接口包括：
    检测模块，配置为当音频接口内插入音频设备时，判定所插入的音频设备的类型；
    切换模块，配置为在判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备时，建立数字音频源与所述数字音频设备之间的数字音频路径，以传递数字音频信号。
  6. 根据权利要求5所述的音频接口，其中，
    所述切换模块，还配置为在判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备时，建立模拟音频源与所述模拟音频设备之间的模拟音频路径，以传递模拟音频信号。
  7. 根据权利要求5或6所述的音频接口，其中，
    所述检测模块，配置为获取音频设备检测信号，并将所述音频设备检测信号的电压值与第一预设电压、第二预设电压进行比较，当所述音频设备检测信号的电压值大于或等于第二预设电压且小于第一预设电压时，判定所插入的音频设备的类型是数字音频设备。
  8. 根据权利要求7所述的音频接口，其中，
    所述检测模块，还配置为在所述音频设备检测信号的电压值小于第二预设电压时，判定所插入的音频设备的类型是模拟音频设备。
  9. 一种数字音频设备，其中，所述数字音频设备包括：
    数字音频插头，配置为插入上述权利要求5-8任意一项所述的音频接口；
    编解码器，配置为对数字音频插头接入的数字音频信号进行解码和数模转换处理，以供扬声器播放。
  10. 根据权利要求9所述的数字音频设备，其中，
    所述编解码器，还配置为对麦克接入的模拟音频信号进行模数转换和编码处理，以便经由数字音频插头发送至所插入的音频接口。
  11. 根据权利要求9或10所述的数字音频设备，其中，所述数字音频设备还包括：
    至少一个音频控制按键，配置为接收用来控制数字音频信号的音频控制信号，其中，所述音频控制信号经由所述编解码器进行编码后发送至音频接口。
  12. 一种播放器，其中，所述播放器包括上述权利要求5-8任意一项所述的音频接口。
  13. 一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1至4所述方法的至少其中之一。
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