專利名稱：一種基于faac lc模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于FAAC LC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法，該軟件設(shè) 計方法可以使得FAAC編碼器能夠進行多路音頻編碼，屬于通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
先進音頻編碼(Advanced Audio Coding，簡稱AAC)是在MP3基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新 一代感知音頻壓縮編解碼技術(shù)，該技術(shù)綜合了多種主流音頻編解碼技術(shù)的優(yōu)點，具有信號 壓縮比高，重建音質(zhì)好，編解碼過程高度模塊化和聲道配置靈活等特點。FAAC是目前最好的 開源AAC編碼器，其編碼質(zhì)量完全能和商業(yè)性質(zhì)的編碼器相媲美。FAAC編碼器支持單路64通道音頻編碼，不支持多路音頻編碼，但在實際應用中， 經(jīng)常需要AAC編碼器能夠處理來自不同傳輸鏈路的多路音頻。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)FAAC支持多路音頻編碼，本發(fā)明提供了一種基于FAAC LC模式的多路音 頻實時編碼軟件設(shè)計方法。該軟件設(shè)計方法主要包括多路音頻接收機制模塊，包含多路接 收傳輸緩沖區(qū)，其中每路接收傳輸緩沖區(qū)能夠存儲2幀未編碼的PCM數(shù)據(jù)，能夠防止接收數(shù) 據(jù)溢出，同時保證AAC編碼器正確接收多路音頻數(shù)據(jù)；多路預存接收緩沖區(qū)，其中每路預存 接收緩沖區(qū)用于存儲該鏈路需要預存的3幀數(shù)據(jù)及當前編碼數(shù)據(jù)；多路窗型判定預留緩沖 區(qū)，其中每路預留緩沖區(qū)用于存儲上一幀編碼數(shù)據(jù)，利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀 編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行窗型判定；多路濾波器組預留緩沖區(qū)，其中每路預留緩沖區(qū) 用于存儲上一幀編碼數(shù)據(jù)，利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù) 進行MDCT變換；多路音頻發(fā)送機制模塊，包含多路發(fā)送傳輸緩沖區(qū)，其中每路發(fā)送傳輸緩 沖區(qū)存儲1幀編碼后的AAC碼流，能夠保證AAC編碼器正確發(fā)送多路音頻數(shù)據(jù)。具體步驟 如下步驟一多路接收傳輸緩沖區(qū)主動地從多路數(shù)據(jù)鏈路中獲取未編碼的PCM數(shù)據(jù)，多 路音頻接收機制模塊負責將接收到的數(shù)據(jù)正確地存入對應的預存接收緩沖區(qū)；步驟二依據(jù)準則將預存接收緩沖區(qū)切換為當前編碼預存接收緩沖區(qū)；步驟三利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行窗型 判定；步驟四將當前編碼數(shù)據(jù)存入對應的窗型判定預留緩沖區(qū)，覆蓋原有數(shù)據(jù)；步驟五進行窗型切換，抑制預回聲；步驟六利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行 MDCT ；步驟七將當前編碼數(shù)據(jù)存入對應的濾波器組預留緩沖區(qū)，覆蓋原有數(shù)據(jù)；步驟八AAC LC模式可選模塊及量化編碼，生成AAC碼流；步驟九AAC碼流存入對應的發(fā)送傳輸緩沖區(qū)，多路音頻發(fā)送機制模塊負責將AAC
3碼流發(fā)送到對應的數(shù)據(jù)鏈路中。其中，所述的步驟一中當某路或某幾路接收傳輸緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)滿一幀時，多路音 頻接收機制模塊將數(shù)據(jù)存入對應的預存接收緩沖區(qū)。其中，所述的步驟二中準則指將多路預存接收緩沖區(qū)進行編號，依次將預存接收 緩沖區(qū)切換為當前編碼預存接收緩沖區(qū)，如果某預存接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)不滿4幀或未得 到更新，則此次跳過對該預存接收緩沖區(qū)的處理，繼續(xù)處理下一個預存接收緩沖區(qū)。其中，所述的步驟三中FAAC采用基于信號各短塊能量變化率和高頻比變換率的 窗型判定算法，需要預留上一幀的編碼數(shù)據(jù)。其中，所述的步驟四中窗型判定預留緩沖區(qū)初始數(shù)據(jù)為全零。其中，所述的步驟六中為消除時域混疊，需要預留上一幀的編碼數(shù)據(jù)。其中，所述的步驟七中濾波器組預留緩沖區(qū)初始數(shù)據(jù)為全零。本發(fā)明的原理在開源FAAC編碼器的基礎(chǔ)上，通過設(shè)置多路音頻接收機制模塊、 多路預存接收緩沖區(qū)、多路窗型判定預留緩沖區(qū)、多路濾波器組預留緩沖區(qū)及多路音頻發(fā) 送機制模塊來實現(xiàn)多路AAC編碼。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于1、FAAC實現(xiàn)多路音頻編碼；2、FAAC程序修改量小；3、多路音頻接收發(fā)送機制模塊能夠正確地接收、發(fā)送多路音頻數(shù)據(jù)，魯棒性高。


圖1是本發(fā)明提出的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法的整體流程圖；圖2是本發(fā)明提出的多路音頻接收機制流程圖；圖3是本發(fā)明提出的多路接收傳輸緩沖區(qū)指定序號示意圖；圖4是本發(fā)明圖的當前編碼預存接收緩沖區(qū)切換示意圖；圖5是本發(fā)明圖的窗型判定預留緩沖區(qū)切換示意圖；圖6是本發(fā)明圖的濾波器組預留緩沖區(qū)切換示意圖；圖7是本發(fā)明提出的多路音頻發(fā)送機制流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。本發(fā)明提供了一種基于FAAC LC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法。該軟件 設(shè)計方法主要包括多路音頻接收機制模塊，包含多路接收傳輸緩沖區(qū)，其中每路接收傳輸 緩沖區(qū)能夠存儲2幀未編碼的PCM數(shù)據(jù)，能夠防止接收數(shù)據(jù)溢出，同時保證AAC編碼器正確 接收多路音頻數(shù)據(jù)；多路預存接收緩沖區(qū)，其中每路預存接收緩沖區(qū)用于存儲該鏈路需要 預存的3幀數(shù)據(jù)及當前編碼數(shù)據(jù)；多路窗型判定預留緩沖區(qū)，其中每路預留緩沖區(qū)用于存 儲上一幀編碼數(shù)據(jù)，利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行窗 型判定；多路濾波器組預留緩沖區(qū)，其中每路預留緩沖區(qū)用于存儲上一幀編碼數(shù)據(jù)，利用當 前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編 數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行MDCT變換；多路音頻發(fā)送機 制模塊，包含多路發(fā)送傳輸緩沖區(qū)，其中每路發(fā)送傳輸緩沖區(qū)存儲1幀編碼后的AAC碼流，能夠保證AAC編碼器正確發(fā)送多路音頻數(shù)據(jù)。參見附圖1，多路接收傳輸緩沖區(qū)接收來自不同傳輸鏈路中的多路未編碼PCM數(shù) 據(jù)(101)；然后多路音頻接收機制模塊將接收到的PCM數(shù)據(jù)存入對應的預存接收緩沖區(qū) (102)；接著根據(jù)chain(當前處理的鏈路)值使用指針對當前編碼預存接收緩沖區(qū)進行切 換(103)；在進行窗型判定之前，先根據(jù)chain值使用指針對當前窗型判定預留緩沖區(qū)進行 切換(104)；之后利用當前編碼數(shù)據(jù)與當前鏈路窗型判定預留緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進行窗型 判定(105)；切換窗型，達到抑制預回聲的目的(106)；根據(jù)chain值使用指針對當前濾波 器組預留緩沖區(qū)進行切換(107)；進而利用當前編碼數(shù)據(jù)與當前鏈路濾波器組預留緩沖區(qū) 中的數(shù)據(jù)進行MDCT (108)；完成AAC可選模塊及量化編碼，生成AAC碼流(109)；最后AAC碼 流存入對應的發(fā)送傳輸緩沖區(qū)，多路音頻發(fā)送機制模塊負責將AAC碼流發(fā)送到對應的數(shù)據(jù) 鏈路中(110)。101是本發(fā)明提出的多路音頻接收機制模塊，是多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法 的核心模塊。參見附圖2，對多路接收傳輸緩沖區(qū)進行編號及初始化(201)，編號指依次指 定接收傳輸緩沖區(qū)的序號(301)，初始化指各接收傳輸緩沖區(qū)初始值全為零，且chain = 1 ； 之后各接收傳輸緩沖區(qū)接收數(shù)據(jù)，直至某路或某幾路緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)滿一幀(202)；然后 查詢AAC編碼器是否空閑(203)；如果AAC編碼器當前狀態(tài)為忙，則返回到202，如果AAC編 碼器當前狀態(tài)為空閑，則檢測chain鏈路接收傳輸緩沖區(qū)(204)；其數(shù)據(jù)是否滿一幀(205)； 如不滿一幀則chain++(206)，并返回到204 ；如滿一幀，則將chain鏈路傳輸緩沖區(qū)的數(shù)據(jù) 存入對應的chain鏈路預存接收緩沖區(qū)。本發(fā)明的多路音頻接收機制模塊的核心思想是 優(yōu)先處理chain鏈路接收傳輸緩沖區(qū)，如chain鏈路接收傳輸緩沖區(qū)未準備就緒，則處理下 一鏈路接收傳輸緩沖區(qū)，如此在突發(fā)狀態(tài)下，能夠避免因多路音頻接收機制模塊一直等待 chain鏈路數(shù)據(jù)，進而造成不能及時處理其它鏈路數(shù)據(jù)的情況。103中的當前編碼預存接收緩沖區(qū)切換是通過指針的形式完成切換(401)，105中 當前窗型判定預留緩沖區(qū)的切換是通過指針的形式完成切換(501)，108中當前濾波器組 預留緩沖區(qū)的切換是通過指針的形式完成切換(601)。110是本發(fā)明提出的多路音頻發(fā)送機制模塊，是多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法 的核心模塊。參見附圖7，對多路發(fā)送傳輸緩沖區(qū)進行編號及初始化(701)，編號指依次指 定發(fā)送傳輸緩沖區(qū)的序號，初始化指各發(fā)送傳輸緩沖區(qū)初始值全為零；之后多路音頻發(fā)送 機制模塊檢測AAC編碼器是否完成編碼(702)；如未完成，則繼續(xù)檢測，直至完成，如完成， 則將編碼后的AAC碼流從chain鏈路發(fā)送傳輸緩沖區(qū)發(fā)送至對應的數(shù)據(jù)傳輸鏈路中。說明書附圖中出現(xiàn)的英文縮寫，其含義如下MDCT 改進型離散余弦變換；chain 當前處理鏈路。
權(quán)利要求
一種基于FAAC LC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法，其特征在于該方法具體包括以下步驟(1)多路接收傳輸緩沖區(qū)主動地從多路數(shù)據(jù)鏈路中獲取未編碼的PCM數(shù)據(jù)，多路音頻接收機制模塊負責將接收到的數(shù)據(jù)正確地存入對應的預存接收緩沖區(qū)；(2)依據(jù)準則將預存接收緩沖區(qū)切換為當前編碼預存接收緩沖區(qū)；(3)利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行窗型判定；(4)將當前編碼數(shù)據(jù)存入對應的窗型判定預留緩沖區(qū)，覆蓋原有數(shù)據(jù)；(5)進行窗型切換，抑制預回聲；(6)利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行MDCT；(7)將當前編碼數(shù)據(jù)存入對應的濾波器組預留緩沖區(qū)，覆蓋原有數(shù)據(jù)；(8)AAC LC模式可選模塊及量化編碼，生成AAC碼流；(9)AAC碼流存入對應的發(fā)送傳輸緩沖區(qū)，多路音頻發(fā)送機制模塊負責將AAC碼流發(fā)送到對應的數(shù)據(jù)鏈路中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAACLC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法， 其特征在于所述的步驟(1)中當某路或某幾路接收傳輸緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)滿一幀時，多路音 頻接收機制模塊將數(shù)據(jù)存入對應的預存接收緩沖區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAACLC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法， 其特征在于所述的步驟(2)中準則指將多路預存接收緩沖區(qū)進行編號，依次將預存接收 緩沖區(qū)切換為當前編碼預存接收緩沖區(qū)，如果某預存接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)不滿4幀或未得 到更新，則此次跳過對該預存接收緩沖區(qū)的處理，繼續(xù)處理下一個預存接收緩沖區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAACLC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法， 其特征在于所述的步驟(3)中FAAC采用基于信號各短塊能量變化率和高頻比變換率的 窗型判定算法，需要預留上一幀的編碼數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAACLC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法， 其特征在于所述的步驟(4)中窗型判定預留緩沖區(qū)初始數(shù)據(jù)為全零。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAACLC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法， 其特征在于所述的步驟(6)中為消除時域混疊，需要預留上一幀的編碼數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于FAACLC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法， 其特征在于所述的步驟(7)中濾波器組預留緩沖區(qū)初始數(shù)據(jù)為全零。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于FAAC LC模式的多路音頻實時編碼軟件設(shè)計方法。該軟件設(shè)計方法主要包括多路音頻接收機制模塊，包含多路接收傳輸緩沖區(qū)，其中每路接收傳輸緩沖區(qū)能夠存儲2幀未編碼的PCM數(shù)據(jù)，能夠防止接收數(shù)據(jù)溢出，同時保證AAC編碼器正確接收多路音頻數(shù)據(jù)；多路預存接收緩沖區(qū)，其中每路預存接收緩沖區(qū)用于存儲該鏈路需要預存的3幀數(shù)據(jù)及當前編碼數(shù)據(jù)；多路窗型判定預留緩沖區(qū)，其中每路預留緩沖區(qū)用于存儲上一幀編碼數(shù)據(jù)，利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行窗型判定；多路濾波器組預留緩沖區(qū)，其中每路預留緩沖區(qū)用于存儲上一幀編碼數(shù)據(jù)，利用當前鏈路預留緩沖區(qū)中的上一幀編碼數(shù)據(jù)和當前編碼數(shù)據(jù)進行MDCT變換；多路音頻發(fā)送機制模塊，包含多路發(fā)送傳輸緩沖區(qū)，其中每路發(fā)送傳輸緩沖區(qū)存儲1幀編碼后的AAC碼流，能夠保證AAC編碼器正確發(fā)送多路音頻數(shù)據(jù)。
文檔編號G10L19/00GK101968961SQ20101028773
公開日2011年2月9日 申請日期2010年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月19日
發(fā)明者毛峽, 邵偉國 申請人:北京航空航天大學