[發(fā)明專利]DAC音頻數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮技術(shù)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210537294.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN103021415A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜付鵬;鐘虹;解然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島天信通軟件技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G10L19/008
• 分類號(hào): G10L19/008
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)屬于高質(zhì)量音頻處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指能夠?qū)崿F(xiàn)高品質(zhì)采樣壓縮和隨意多通道壓縮與解壓縮的技術(shù)。

背景技術(shù)

決定音頻壓縮與解壓縮質(zhì)量的技術(shù)指標(biāo)主要有：采樣頻率、采樣位數(shù)(采樣精度)、聲道數(shù)(通道數(shù))。現(xiàn)有的音頻壓縮與解壓縮技術(shù)利用人的心理聽覺模型，對(duì)聲音數(shù)據(jù)以20hz到44.1khz之間的頻率進(jìn)行采樣，采樣位數(shù)為8位或16位，采樣聲道從1到8個(gè)聲道，只能處理單通道（通道就是聲道）、兩通道、四通道與六通道，且每種通道處理方式都不一致，使其不能處理多語(yǔ)言播放問(wèn)題，不能隨意處理多通道。為了達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的，現(xiàn)有技術(shù)根據(jù)人耳對(duì)高頻聲音不敏感的特點(diǎn)，從而把這些不敏感數(shù)據(jù)丟掉，導(dǎo)致高頻數(shù)據(jù)的丟失，不能對(duì)48khz以上的頻率數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，這就直接限制了音質(zhì)的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有音頻壓縮與解壓縮技術(shù)采樣頻率和處理通道受到限制，播放音質(zhì)較差的問(wèn)題，提高音頻播放品質(zhì)，本發(fā)明專利提供了DAC壓縮與解壓縮技術(shù)（DAC是數(shù)字音頻壓縮的英文Digital?Audio?Compres簡(jiǎn)稱），它支持在8K-1MHZ之間的任意頻率中采樣壓縮、支持多達(dá)32通道的多通道處理方式，以相同位率200K-300K(立體聲)來(lái)作比較，本發(fā)明專利的音質(zhì)效果能夠達(dá)到95%以上的CD原聲效果，而現(xiàn)有技術(shù)只能達(dá)到91%以下的CD原聲效果。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明專利提供的技術(shù)方案是：

在音頻數(shù)據(jù)采集壓縮過(guò)程中，基于聲音的自然模型來(lái)編碼，在8K-1MHZ之間的任意頻率范圍內(nèi)采樣，沒(méi)有頻率數(shù)據(jù)丟失。在把采集后的數(shù)據(jù)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域時(shí)，采用的是指數(shù)尾數(shù)編碼分析方法。指數(shù)能確定清晰和模糊的聲音，而尾數(shù)越大，則聲音越精確，此編碼保證了高頻聲音數(shù)據(jù)能不丟失，同時(shí)采用模糊尾數(shù)的方法限制了編碼后的數(shù)據(jù)量。本發(fā)明專利拓寬了壓縮頻率的范圍和靈活性，在8K－1MHZ范圍內(nèi)都可以壓縮，不需要指定現(xiàn)在一般使用的頻率，如8K,11.25,22.5K,32K,44.1K、96K(DVD)；每個(gè)通道獨(dú)立編碼，所以可以定義多個(gè)通道，能夠支持多達(dá)32個(gè)通道。

在音頻數(shù)據(jù)壓縮后，進(jìn)行的解壓縮播放過(guò)程：

首先從文件讀入一個(gè)DAC數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀標(biāo)志分為若干數(shù)據(jù)組，再把數(shù)據(jù)組分成數(shù)據(jù)塊。然后，通過(guò)查數(shù)據(jù)分配表來(lái)解壓縮數(shù)據(jù)塊。解壓后，把數(shù)據(jù)依次進(jìn)行還原，通過(guò)還原得到最終的頻域數(shù)據(jù)。最后進(jìn)行頻域數(shù)據(jù)到時(shí)域的變換，得到了最終播放的音頻數(shù)據(jù)。

本發(fā)明專利的有益效果是：（1）能夠在8K-1MHZ之間的任意頻率進(jìn)行采樣壓縮,極大的提高了音質(zhì)效果，能達(dá)到相當(dāng)于95％以上的CD原聲。（2）能支持多達(dá)32個(gè)通道的聲音,可以把多語(yǔ)言壓在一起，不需要多個(gè)音頻流，減少了系統(tǒng)開銷。（3）采用非整數(shù)位壓縮的方法，在不影響音質(zhì)效果的前提下，極大的提高了數(shù)據(jù)壓縮率。

附圖說(shuō)明

圖1說(shuō)明了本發(fā)明專利的壓縮總體過(guò)程。

圖2說(shuō)明了本發(fā)明專利通道數(shù)據(jù)采集的過(guò)程。

圖3說(shuō)明將時(shí)域數(shù)據(jù)如何轉(zhuǎn)化為頻域數(shù)據(jù)的過(guò)程。

圖4說(shuō)明頻域數(shù)據(jù)變換的過(guò)程。

圖5說(shuō)明數(shù)據(jù)壓縮的具體過(guò)程。

圖6說(shuō)明將數(shù)據(jù)塊合并為數(shù)據(jù)幀并保存的過(guò)程。

圖7說(shuō)明了本技術(shù)解壓縮的總體過(guò)程。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明專利中涉及的音頻數(shù)據(jù)采集、壓縮、解壓縮過(guò)程:

圖1中，概要的介紹了如何從一個(gè)聲音采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)變換壓縮，直到合并為DAC文件流。首先，采用多通道獨(dú)立編碼方式，進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)采集。然后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域到頻域的轉(zhuǎn)換，得到頻域數(shù)據(jù)。下一步，基于自然聲學(xué)模型方式分析，采用指數(shù)和尾數(shù)編碼分析方法對(duì)數(shù)據(jù)模糊化處理。繼續(xù)上述步驟，采用非整數(shù)位壓縮方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。最后，把加工好的數(shù)據(jù)塊合并為數(shù)據(jù)組，再把若干個(gè)數(shù)據(jù)組合并為一個(gè)數(shù)據(jù)幀，寫上同步標(biāo)記，最后寫入DAC文件或DAC數(shù)據(jù)流。下面，將詳細(xì)介紹每個(gè)處理過(guò)程。

圖2說(shuō)明了數(shù)據(jù)采集過(guò)程:本發(fā)明專利采用多通道獨(dú)立編碼方式進(jìn)行多個(gè)通道數(shù)據(jù)采集，最多可采集32個(gè)通道數(shù)據(jù)。所謂多通道獨(dú)立編碼，就是根據(jù)用戶選擇的通道個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)通道的數(shù)據(jù)采集互不相干，而且能夠同時(shí)進(jìn)行采集壓縮。這樣如果聲音有多個(gè)語(yǔ)種的話，比如國(guó)語(yǔ)和粵語(yǔ)，在播放時(shí)，通過(guò)選擇不同的通道播放，就能夠清晰的播放不同的語(yǔ)種。（現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)采集方式只能采集1-8個(gè)通道數(shù)據(jù)且采集方式?jīng)]有獨(dú)立區(qū)分，這樣就不能實(shí)現(xiàn)多語(yǔ)種播放。）圖2A顯示了每個(gè)聲音通道，圖2B顯示了每個(gè)聲音通道采集后的聲音數(shù)據(jù)。