[發明專利]音頻異步采樣率轉換處理方法

有效

• 申請號: 201210033276.0
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102594361A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 程鵬;常明亮
• 申請（專利權）人: 大連捷成實業發展有限公司
• 主分類號: H03M9/00
• 分類號: H03M9/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

技術領域

本發明屬于音頻處理領域，尤其涉及一種音頻異步采樣率轉換處理方法。

背景技術

在廣電領域中，由于音頻序列的采樣率有很多種(32k，44.1k，48k，96k，192k等，單位是Hz)，音頻采樣率轉換是一種常用的處理方法。采樣率轉換可分為同步采樣率轉換(Synchronous?sample?rate?convert，SSRC)與異步采樣率轉換(Asynchronous?sample?rate?convert，ASRC)兩種。同步采樣率轉換是指轉換前后的碼率時鐘是同步的、相關的，其碼率之比為恒定值；異步采樣率轉換是指轉換前后的碼率時鐘是異步的、獨立的，如信號在兩個具有獨立時鐘的數字系統之間傳遞時，往往需要采用異步采樣率轉換來實現信號的碼率轉換。異步采樣率轉換的挑戰在于：兩個數字系統之間的時鐘是異步的，這意味著兩時鐘頻率之比可能是無理數，不能通過簡單倍率的插值-濾波-抽取來實現；時鐘頻率比不是常數，有可能隨著環境(如溫度)的變化而變化，系統需要通過一定的策略跟蹤補償。

異步采樣率轉換通常是采用專門的芯片來完成這個工作，這樣不但增加了成本，而且PCB的布線也要增加難度。采樣率轉換的方法還有以下兩種：(1)使用DAC將輸入數字信號變成模擬信號，低通濾波后進ADC采樣，得到目標信號；(2)通過算法，對輸入信號在數字域作重采樣運算直接得到目標信號，實現采樣率轉換。其中，方法(1)的性能主要由DAC和ADC決定，屬于數模混合設計，依賴于制造工藝，難以得到高性能的實現；方法(2)采用全數字實現，性能主要取決于算法的設計，可在現場可編程門陣列(Field-Programmable?Gate?Array，FPGA)中實現。

綜上所述，現有技術進行音頻異步采樣率轉換處理時，存在成本高，布線復雜等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種音頻異步采樣率轉換處理方法，以解決現有技術進行音頻異步采樣率轉換處理時，存在成本高，布線復雜的問題。

本發明是這樣實現的，一種音頻異步采樣率轉換處理方法，包括以下步驟：

實時計算音頻數據的輸入采樣率與輸出的目標采樣率的比率，根據所述比率選擇過渡采樣率；

對所述并行數據流進行至少一次插值處理，將其轉換為所述過渡采樣率的音頻數據；

對所述過渡采樣率的音頻數據進行至少一次下變換采樣處理，將其從所述過渡采樣率轉換到所述目標采樣率；

對所述目標采樣率的音頻數據進行并串轉換后以串行接口輸出。

本發明根據實時計算音頻數據的輸入采樣率與輸出的目標采樣率的比率選擇過渡采樣率，先對并行數據流進行插值后轉換為過渡采樣率的音頻數據，再對過渡采樣率的音頻數據進行下變換采樣后將其轉換到所述目標采樣率，最后對目標采樣率的音頻數據進行并串轉換后輸出，實現了基于FPGA的異步采樣率轉換，無需復雜的布線，成本低，具有廣泛應用前景。

附圖說明

圖1是本發明提供的音頻異步采樣率轉換處理方法的流程圖；

圖2是本發明提供的串行音頻異步采樣率轉換處理的示意圖；

圖3是本發明提供的異步采樣率轉換的示意圖；

圖4是本發明提供的輸入輸出比率檢測的示意圖；

圖5是本發明一個示例提供的音頻異步采樣率轉換示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明根據實時計算音頻數據的輸入采樣率與輸出的目標采樣率的比率選擇過渡采樣率，先對并行數據流進行插值后轉換為過渡采樣率的音頻數據，再對過渡采樣率的音頻數據進行下變換采樣后將其轉換到所述目標采樣率，最后對目標采樣率的音頻數據進行并串轉換后輸出。

圖1示出了本發明提供的音頻異步采樣率轉換方法的流程圖。

在步驟S101中，實時計算音頻數據的輸入采樣率與輸出的目標采樣率的比率，根據比率選擇過渡采樣率；

在步驟S102中，對并行數據流進行至少一次插值處理，將其轉換為過渡采樣率的音頻數據；

在步驟S103中，對過渡采樣率的音頻數據進行至少一次下變換采樣處理，將其從過渡采樣率轉換到目標采樣率；

在步驟S104中，對目標采樣率的音頻數據進行并串轉換后以串行接口輸出。