[发明专利]音频异步采样率转换处理方法

说明书

技术领域

本发明属于音频处理领域，尤其涉及一种音频异步采样率转换处理方法。

背景技术

在广电领域中，由于音频序列的采样率有很多种(32k，44.1k，48k，96k，192k等，单位是Hz)，音频采样率转换是一种常用的处理方法。采样率转换可分为同步采样率转换(Synchronous sample rate convert，SSRC)与异步采样率转换(Asynchronous sample rate convert，ASRC)两种。同步采样率转换是指转换前后的码率时钟是同步的、相关的，其码率之比为恒定值；异步采样率转换是指转换前后的码率时钟是异步的、独立的，如信号在两个具有独立时钟的数字系统之间传递时，往往需要采用异步采样率转换来实现信号的码率转换。异步采样率转换的挑战在于：两个数字系统之间的时钟是异步的，这意味着两时钟频率之比可能是无理数，不能通过简单倍率的插值-滤波-抽取来实现；时钟频率比不是常数，有可能随着环境(如温度)的变化而变化，系统需要通过一定的策略跟踪补偿。

异步采样率转换通常是采用专门的芯片来完成这个工作，这样不但增加了成本，而且PCB的布线也要增加难度。采样率转换的方法还有以下两种：(1)使用DAC将输入数字信号变成模拟信号，低通滤波后进ADC采样，得到目标信号；(2)通过算法，对输入信号在数字域作重采样运算直接得到目标信号，实现采样率转换。其中，方法(1)的性能主要由DAC和ADC决定，属于数模混合设计，依赖于制造工艺，难以得到高性能的实现；方法(2)采用全数字实现，性能主要取决于算法的设计，可在现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)中实现。

综上所述，现有技术进行音频异步采样率转换处理时，存在成本高，布线复杂等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种音频异步采样率转换处理方法，以解决现有技术进行音频异步采样率转换处理时，存在成本高，布线复杂的问题。

本发明是这样实现的，一种音频异步采样率转换处理方法，包括以下步骤：

实时计算音频数据的输入采样率与输出的目标采样率的比率，根据所述比率选择过渡采样率；

对所述并行数据流进行至少一次插值处理，将其转换为所述过渡采样率的音频数据；

对所述过渡采样率的音频数据进行至少一次下变换采样处理，将其从所述过渡采样率转换到所述目标采样率；

对所述目标采样率的音频数据进行并串转换后以串行接口输出。

本发明根据实时计算音频数据的输入采样率与输出的目标采样率的比率选择过渡采样率，先对并行数据流进行插值后转换为过渡采样率的音频数据，再对过渡采样率的音频数据进行下变换采样后将其转换到所述目标采样率，最后对目标采样率的音频数据进行并串转换后输出，实现了基于FPGA的异步采样率转换，无需复杂的布线，成本低，具有广泛应用前景。

附图说明

图1是本发明提供的音频异步采样率转换处理方法的流程图；

图2是本发明提供的串行音频异步采样率转换处理的示意图；

图3是本发明提供的异步采样率转换的示意图；

图4是本发明提供的输入输出比率检测的示意图；

图5是本发明一个示例提供的音频异步采样率转换示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明根据实时计算音频数据的输入采样率与输出的目标采样率的比率选择过渡采样率，先对并行数据流进行插值后转换为过渡采样率的音频数据，再对过渡采样率的音频数据进行下变换采样后将其转换到所述目标采样率，最后对目标采样率的音频数据进行并串转换后输出。

图1示出了本发明提供的音频异步采样率转换方法的流程图。

在步骤S101中，实时计算音频数据的输入采样率与输出的目标采样率的比率，根据比率选择过渡采样率；

在步骤S102中，对并行数据流进行至少一次插值处理，将其转换为过渡采样率的音频数据；

在步骤S103中，对过渡采样率的音频数据进行至少一次下变换采样处理，将其从过渡采样率转换到目标采样率；

在步骤S104中，对目标采样率的音频数据进行并串转换后以串行接口输出。