專利名稱：一種aac音頻編碼的握手協(xié)議方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種握手協(xié)議方法，尤其是一種AAC音頻編碼的握手協(xié)議方法。屬于 通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
AAC (Advanced Audio Coding)標(biāo)準(zhǔn)完成于 1997 年，經(jīng)BBC (British Broadcasting Corporation)和NHK(Japan Broadcasting Corporation)使用并測試表明其對低比特率的 多聲道編碼能提供相當(dāng)高的聲音質(zhì)量。在相同音質(zhì)情況下，AAC壓縮率比MP3高30%，并且 在立體聲128kbps下，可達(dá)到接近⑶的音質(zhì)。在AAC的實(shí)際應(yīng)用中，通常對聲音信號的采樣率和編碼后的碼流速率有一定要 求，而聲音采樣時鐘和輸出碼流時鐘可能是非同源的，輸出碼流速率恒定難以保證；且由于 AAC編碼的壓縮率與輸入有關(guān)，在輸入聲音信號變化的情況下，若無相應(yīng)的調(diào)節(jié)機(jī)制，輸出 碼流的速率恒定也難以保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種AAC音頻編碼的握手協(xié)議方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)實(shí)際 應(yīng)用中在特定采樣率下，要求輸出碼流保持速率恒定的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案概括為語音信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(AD)采樣后進(jìn)入FPGA，被緩 存在FPGA的先入先出的數(shù)據(jù)緩存器(FIFO)中，當(dāng)FIFO存儲數(shù)據(jù)量大于AAC編碼所需的一 幀數(shù)量，將指示信號1設(shè)置為高，否則置為低；DSP若檢測到指示信號1為低，則繼續(xù)檢測， 若檢測到指示信號1為高，則取走一幀數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼；編碼后DSP檢測FPGA端指示信號 2 (FPGA內(nèi)存儲編碼后數(shù)據(jù)的FIFO是否達(dá)到半滿)，若為高，則向FPGA發(fā)送長幀，若為低，則 向FPGA發(fā)送短幀，通過FIFO緩存和長短幀機(jī)制保證AAC編碼輸出碼流速率恒定。本發(fā)明一種AAC音頻編碼的握手協(xié)議方法，其具體步驟如下步驟1 語音信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采集后，得到的PCM編碼進(jìn)入FPGA并存儲在FPGA內(nèi)的 FIFO中，當(dāng)FIFO內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)達(dá)到AAC編碼所需一幀的數(shù)量，將該FIFO對應(yīng)的指示信號置 為高；若FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)數(shù)量小于AAC編碼所需的一幀數(shù)量，對應(yīng)的指示信號被置為低。步驟2 DSP檢測FPGA內(nèi)存儲待編碼數(shù)據(jù)FIFO的指示信號1，指示信號1表征FPGA內(nèi)存儲 編碼后數(shù)據(jù)FIFO的數(shù)據(jù)數(shù)量，若該指示信號為低，則繼續(xù)檢測該信號；若該指示信號為高， 從FIFO中取走一幀數(shù)據(jù)，然后DSP對該幀數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼操作。步驟3:編碼完成后，DSP檢測FPGA的指示信號2，指示信號2表征FPGA內(nèi)存儲編碼后數(shù) 據(jù)FIFO的數(shù)據(jù)數(shù)量，若存儲編碼后數(shù)據(jù)FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)量大于FIFO容量的一半，則將指示信 號2置為低；否則，將指示信號2置為高。DSP若檢測到指示信號2為高，則向FPGA發(fā)送長
3幀數(shù)據(jù)，若檢測到指示信號2為低，則向FPGA發(fā)送短幀數(shù)據(jù)。步驟4:FPGA將存儲在FIFO中的編碼后的數(shù)據(jù)以恒定速率發(fā)送出去，DSP繼續(xù)檢測FPGA 內(nèi)存儲待編碼數(shù)據(jù)FIFO的指示信號。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)及功效在于通過對數(shù)據(jù)流進(jìn)行緩存，并通過握手機(jī)制使用長短幀保 證輸出碼流速率恒定，適用于AAC音頻編碼的要求。


圖1為本發(fā)明的硬件架構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明的DSP的握手流程圖。(五)具體實(shí)施方法本發(fā)明的技術(shù)方案概括為語音信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(AD)采樣后進(jìn)入FPGA，被緩 存在FPGA的先入先出的數(shù)據(jù)緩存器(FIFO)中，當(dāng)FIFOl存儲數(shù)據(jù)量大于AAC編碼所需的一 幀數(shù)據(jù)，將指示信號1設(shè)置為高，否則置為低；DSP若檢測到指示信號1為低，則繼續(xù)檢測， 若檢測到指示信號1為高，則取走一幀數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼；編碼后，DSP檢測FPGA端指示信號 2 (FIF02是否達(dá)到半滿)，若為高，則向FPGA發(fā)送長幀，若為低，則發(fā)送短幀，通過FIFO緩存 和長短幀機(jī)制保證AAC編碼輸出碼流速率恒定。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。主要步驟如下步驟1:如圖1所示，連接硬件設(shè)備。語音信號經(jīng)AD采集后，得到的PCM(脈沖編碼調(diào)制)編 碼進(jìn)入FPGA并存儲在FPGA內(nèi)的FIFOl中。其中AD芯片采用TI公司的PCM4204，采樣頻率為 44100Hz，工作在主模式，數(shù)據(jù)格式為I2S ；FPGA采用Altera公司的CycloneEPlC12Q240C8 ； FIFO的深度為1024，寬度為32，存儲的數(shù)據(jù)為16位PCM編碼。當(dāng)FIFO內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)達(dá)到 AAC編碼所需一幀數(shù)量，將該FIFO對應(yīng)的指示信號1置為高；若FIFO內(nèi)數(shù)據(jù)數(shù)量小于AAC 編碼所需一幀數(shù)量，對應(yīng)的指示信號被置為低。其中，AAC編碼所需一幀數(shù)據(jù)為1024個采 樣點(diǎn)，16位PCM編碼。步驟2 如圖2上半部分所示，DSP檢測FPGA內(nèi)存儲待編碼數(shù)據(jù)FIF01對應(yīng)的指示信號1， 若該指示信號為低，則繼續(xù)檢測該信號；若該指示信號為高，從FIFO中取走一幀數(shù)據(jù)，然后 DSP對該幀數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼操作。DSP采用TI公司的TMS320C6727，通過EMIF 口(DSP的外部 存儲器接口)從FIF01中讀取數(shù)據(jù)。步驟3 如圖2下半部分所示，編碼完成后，DSP檢測FPGA的指示信號2，該信號表征FPGA 內(nèi)存儲編碼后數(shù)據(jù)FIF02的數(shù)據(jù)數(shù)量，若FIF02內(nèi)數(shù)據(jù)量大于FIFO容量的一半，則該信號 置為低；否則，該信號置為高。DSP若檢測到指示信號2為高，則向FPGA發(fā)送長幀編碼后數(shù) 據(jù)，若檢測到該指示信號為低，則向FPGA發(fā)送短幀編碼后數(shù)據(jù)。其中FPGA中FIF02的深度 為512，寬度為32位；DSP通過EMIF 口向FIF02中寫入數(shù)據(jù)；長幀數(shù)據(jù)長度為372字節(jié)，短 幀數(shù)據(jù)長度為360字節(jié)。通過緩沖機(jī)制和長短幀機(jī)制，保證FIF02內(nèi)始終緩存一定數(shù)量的 數(shù)據(jù)，F(xiàn)IF02不會出現(xiàn)空或滿的情況。
步驟4 FPGA將存儲在FIF02中的編碼后的數(shù)據(jù)以恒定速率發(fā)送出去，DSP繼續(xù)檢測FPGA 的指示信號1。其中FPGA發(fā)送編碼后的數(shù)據(jù)的速率為128kbps。由于FIF02中始終緩存一 定數(shù)量的數(shù)據(jù)，不會出現(xiàn)空或滿的情況，可保證輸出碼流的速率恒定。說明書附圖中出現(xiàn)的英文縮寫，其含義如下PCM 脈沖編碼調(diào)制；FIFO 先入先出的數(shù)據(jù)緩存器；AD:模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片。
權(quán)利要求
一種AAC音頻編碼的握手協(xié)議方法，其特征在于，包括下述幾個步驟步驟1語音信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采集后，得到的脈沖編碼調(diào)制碼進(jìn)入FPGA中，存儲在FPGA內(nèi)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器中，當(dāng)先入先出數(shù)據(jù)緩存器內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)達(dá)到AAC編碼所需的一幀數(shù)量，將該先入先出數(shù)據(jù)緩存器對應(yīng)的指示信號置為高；若先入先出數(shù)據(jù)緩存器內(nèi)數(shù)據(jù)數(shù)量小于AAC編碼所需的一幀數(shù)量，對應(yīng)的指示信號被置為低；步驟2DSP檢測FPGA內(nèi)存儲待編碼數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號，若FPGA內(nèi)存儲待編碼數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號為低，則繼續(xù)檢測該信號；若FPGA內(nèi)存儲待編碼數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號為高，從先入先出數(shù)據(jù)緩存器中取走一幀數(shù)據(jù)，然后DSP對該幀數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼操作；步驟3若FPGA內(nèi)存儲編碼后數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器內(nèi)數(shù)據(jù)量大于容量的一半，則將FPGA內(nèi)存儲編碼后數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號置為低；否則，將FPGA內(nèi)存儲編碼后數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號置為高；DSP檢測FPGA內(nèi)存儲編碼后數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號，若檢測到FPGA內(nèi)存儲編碼后數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號為高，則向FPGA發(fā)送長幀編碼后數(shù)據(jù)，若檢測到FPGA內(nèi)存儲編碼后數(shù)據(jù)的先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號為低，則向FPGA發(fā)送短幀編碼后數(shù)據(jù)；步驟4FPGA將存儲在先入先出數(shù)據(jù)緩存器中的編碼后的數(shù)據(jù)以恒定速率發(fā)送出去，DSP繼續(xù)檢測FPGA內(nèi)存儲待編碼數(shù)據(jù)先入先出數(shù)據(jù)緩存器的指示信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用TI公司的PCM4204，采樣頻率為 44100Hz，工作在主模式，數(shù)據(jù)格式為I2S ；FPGA采用Altera公司的CycloneEPlC12Q240C8 ； 先入先出數(shù)據(jù)緩存器的深度為1024，寬度為32，存儲數(shù)據(jù)為16位脈沖編碼調(diào)制碼；AAC編 碼所需一幀數(shù)據(jù)為1024個采樣點(diǎn)，16位脈沖編碼調(diào)制碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中DSP采用TI公司的TMS320C6727，通過DSP的外部 存儲器接口從先入先出數(shù)據(jù)緩存器中讀取數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中DSP通過EMIF口向先入先出數(shù)據(jù)緩存器中寫入數(shù) 據(jù)，F(xiàn)PGA中先入先出數(shù)據(jù)緩存器的深度為512，寬度為32位；長幀數(shù)據(jù)的長度為372字節(jié)， 短幀數(shù)據(jù)的長度為360字節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中FPGA發(fā)送編碼后數(shù)據(jù)的速率恒定為128kbps。
全文摘要
本發(fā)明一種AAC音頻編碼的握手協(xié)議方法，可概括為語音信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片(AD)采樣后進(jìn)入FPGA，被緩存在FPGA的先入先出的數(shù)據(jù)緩存器(FIFO)中，當(dāng)FIFO1存儲數(shù)據(jù)量大于AAC編碼所需的一幀數(shù)據(jù)，將指示信號1設(shè)置為高，否則置為低；DSP若檢測到指示信號1為低，則繼續(xù)檢測，若檢測到指示信號1為高，則取走一幀數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼；編碼后DSP檢測FPGA端指示信號2(FIFO2是否達(dá)到半滿)，若為高，則向FPGA發(fā)送長幀，若為低，則發(fā)送短幀；通過FIFO緩存和長短幀機(jī)制保證AAC編碼輸出碼流速率恒定。
文檔編號G10L19/00GK101930744SQ201010274509
公開日2010年12月29日 申請日期2010年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月7日
發(fā)明者姜磊, 毛峽 申請人:北京航空航天大學(xué)