CN1755797A

CN1755797A - 音频解码装置

Info

Publication number: CN1755797A
Application number: CNA2005101084804A
Authority: CN
Inventors: 角野英之; 末吉雅弘; 西尾孝祐
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Socionext Inc
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: EP1643487A1; JP4732730B2; CN1755797B; DE602005024495D1; EP1643487B1; JP2006106068A; US20060080109A1; US7693722B2

Abstract

本发明提供一种音频解码装置，能同时解码和再现多个压缩音频流，而没有声音中断，即使当每帧的样本数不同时，音频解码装置包括第一和第二音频解码器，解码两个输入的压缩音频流以及输出音频数据；暂时保存输出音频数据的第一和第二中间缓冲器；将音频数据转换成音频信号以及输出这种音频信号的第一和第二音频输出单元；从第一和第二中间缓冲器读取音频数据以及将音频数据传送到第一和第二音频输出单元的的输出控制单元。输出控制单元重复从第一和第二中间缓冲器到第一和第二输出单元的相同音频数据样本数或相同传输时间量的音频数据的样本数的读取和传输。

Description

音频解码装置

技术领域

本发明涉及解码压缩音频流的音频解码装置，更具体地说，涉及同时解码多个音频流以及将解码音频流输出为音频信号的音频解码装置。

背景技术

近年来，随着通信技术的发展和音频/视频设备的多样化，提供了解码压缩视频和音频信号的各种解码器LSI。

例如，提供同时解码用于两个信道的高保真视频信号的高性能LSI(见非专利文献1：NEC Electronics，“System LSI μPD61160for Digital Hi-Vision Television”，Internet<URL：http：//www.necel.com/digital_av/japanese/mpegdec/d61160.html>2004年8月30日检索)。通过该LSI，可以收看一个电视节目的视频以及同时录制另一电视节目的视频。

然而，尽管上述传统的LSI包括两个视频解码器，相对于音频解码器，仅包括一个。同样地，关于视频，能同时解码用于两个信道的数据流。然而，关于音频，不保证能始终同时解码用于两个信道的流。换句话说，根据所接收的音频流的内容和定时，出现不可能同时解码的情形，同样地，会出现例如诸如声音中断和噪声的问题。

其中，假定可以通过采用在一个LSI中包括两个音频解码器的结构，容易避免诸如声音中断等等的问题。然而，在执行简单地使两个输出处理单元在每帧基础上，从两个解码器输出脉码调制(PCM)数据以便实现两个完全独立的信道的音频流的同时解码的传输控制中，由于存在对两个音频流，每帧的样本数量不同的情形，声音中断等等仍然会出现。

图1是说明用于在使用两个音频解码器，解码每帧具有多个不同样本的两个音频流的情况下，会出现的声音中断的机制的时序图。ADEC1和ADEC2分别是第一和第二音频解码器，其解码单独的压缩音频流和输出PCM数据。AOUT1和AOUT2分别是第一和第二输出处理单元，其在PCM数据上执行数字/模拟(D/A)转换等等以及将结果输出为音频信号。APCM是在每帧基础上，将从ADEC1和ADEC2输出的各个PCM数据分别传送到AOUT1和AOUT2的输出控制单元。在该图中，垂直轴表示随在向下方向上移动所示的时间消逝，数据的帧单位的处理时间和处理顺序。在时间轴方向上，矩形块1a至1f以及2a至2f分别对应于数据的一个帧(相同的标记表示相同的帧)。

如图1所示，在通过AOUT2输出的用于帧2c和2d的音频之间，出现声音中断。这是因为尽管在正常情况下，在从已经结束帧2b的音频输出的ATOU2接收输出完成通知2时，APCM应当立即接收由ADEC2输出的帧2d以及将此传送到AOUT2(应当提出输出请求2)，但由于还未完成由ADEC2的解码，不能将帧2d传送到AOUT2(仍然正解码帧2d)。此外，APCM不能等待由ADEC2完成帧2d的解码的原因是因为用于MIX声音的PCM数据，诸如在遥控操作期间发出的地震警报和声音效果，获得实时性能，在规则周期中，需要与音频帧一起输出到AOUT2。

在通常(正常)定时中，APCM不能将帧2d输出到AOUT2的原因能追溯到APCM向ADEC2发出解码请求(DEC请求2)的后一定时，以及进一步追溯到在从ADEC1至AOUT1的帧1c的传输中，由APCM花费的过分长的时间。这是因为随着输入到ADEC1的音频流的每帧的样本数量大于输入到ADEC2的音频流，来自具有更大样本量的帧数据的ADEC1的传输要求更长时间，以及延迟相对于ADEC2(解码请求等等)的处理。

发明内容

鉴于这些问题，提出了本发明，目的在于提供一种音频解码装置，能同时解码多个压缩音频流以及在没有声音中断的情况下，再现所解码的结果。

为实现上述目的，本发明中的音频解码装置是解码压缩音频流和输出音频信号的音频解码装置，所述音频解码装置包括n个音频解码器，每个用来解码输入的n个压缩音频流的一个以及输出音频数据，n不小于2；n个缓冲存储器，每个用来暂时保存从所述音频解码器的一个输出的音频数据；n个音频输出单元，每个用来将音频数据的一个转换成音频信号以及输出音频信号；以及输出控制单元，用来从所述缓冲存储器读取音频数据以及将音频数据传送到相应的音频输出单元，其中，输出控制单元用来重复从n个缓冲存储器读取音频数据以及按相同样本数或按用于相同的传输时间量的样本数，将音频数据传送到所述相应音频输出单元。因此，当将相同音频数据样本或用于相同传输时间量的音频数据从音频解码器传送到音频输出单元时，相对于所输入的多个压缩音频流，消除输出控制单元中的传输时间的偏差，将相同音频数据量提供给每个音频输出单元，而没有中断，以及避免出现诸如声音中断的问题。

此外，在输入具有每帧不同样本数的多个压缩音频流的情况下，通过将音频数据的一个帧分成几次传输，能传送具有多个样本的帧。另外，对具有少量样本的帧，在一次传输中，能共同传送用于多个帧的音频数据。因此，相对于每个压缩音频流，维持用于单次传输的(i)音频数据的相同样本数，或(ii)用于相同传输时间量的音频数据的传输。此外，“单次传输”是指当顺序地重复从缓冲存储器读取音频数据和将所读取的音频数据传送到用于n个缓冲存储器的音频输出单元时，相对于一个缓冲存储器的传输。此外。本说明书中的“一帧”是指数据组的集合，以及不仅包括组成音频流的物理帧，而且包括组成一个物理帧的更小数据单元的一个块。例如，解码单位不总是限于物理帧基础，以及还存在它是小于一帧(每块基础上)的数据单位的情形。在本发明中所指的“一帧”在这种意义上，还包括这样一个块。

此外，在输入具有每帧不同多个样本的多个压缩音频流的情况下，能将等于(i)用于从所述音频解码器输出的音频数据的每一个的一帧中的样本数的最大公约数，或(ii)在传送用于从所述音频解码器输出的音频数据的每一个的一帧中所需的传输时间的最大公约数的样本数用作确定用于一次传输的样本数或传输时间的特定方法。同样地，能使用最小公倍数代替最大公约数。尽管使用最大公约数或最小公倍数的优先选择取决于每帧中的样本数量、输出控制单元的处理能力等等，在大多数情况下，优先选择使用减少预传输大小的最小公倍数。这是因为每单位时间的传输数量增加，以及容易将固定音频数据量的传输维持在固定时间内。

此外，可以将所述出控制单元的处理能力的一部分用来执行传输。这是由于需要维持不出现声音中断等等，即使当增加用于MIXPCM的处理的其他过程。

此外，本发明不仅能实现为音频解码装置，而且能实现为音频解码方法，以及使计算机执行包括在音频解码装置中的输出控制单元的控制步骤的控制程序。另外，不必说，音频解码装置能实现为一个LSI。

根据本发明中的音频解码装置，即使在输入具有每帧不同多个样本数的多个压缩音频流的情况下，均衡从每个音频解码器提供给每个音频输出单元的音频数据的样本数，以及避免由不充分地将音频数据提供给音频输出单元引起的出现问题，诸如声音中断和噪声。因此，实现用于多数据个流的同时音频再现。

有关本发明的技术背景的另外的信息

在2004年9月30日提交的日本专利申请No.2004-288642的公开内容，包括说明书、附图和权利要求在此全部引入以供参考。

附图说明

从以下结合示例说明本发明的特定实施例的附图进行的详细描述，本发明的这些和其他目的、优点和特征将变得显而易见。在图中：

图1是说明在传统的技术中，在出现声音中断后的机制的时序图。

图2是表示在本发明的实施例中，音频解码装置的结构的功能框图。

图3是表示音频解码装置的输出控制单元的整体操作的流程图。

图4是表示由在音频解码装置的第一音频解码器上的输出控制单元执行的控制的流程图。

图5是表示由在音频解码装置的第二音频解码器上的输出控制单元执行的控制的流程图。

图6是表示由音频解码装置的每个部件执行的过程的时序的图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图，详细地说明本发明的实施例。

图2是表示本实施例中音频解码装置10的结构的功能框图。音频解码装置10是解码两个压缩的音频流和再现解码结果的装置。音频解码装置10由(i)用于处理第一音频流的下述部件：第一音频解码器(ADEC1)11、第一中间缓冲器12、第一输出缓冲器(AOB1)13以及第一音频输出单元(AOUT1)14，以及(ii)用于处理第二音频流的下述部件：第二音频解码器(ADEC2)2、第二中间缓冲器16、第二输出缓冲器(AOB2)17以及第二音频输出单元(AOUT2)18，以及(iii)控制全部的输出控制单元19构成。

第一音频解码器11是在从输出控制单元19接收第一DEC(解码)请求后，逐帧解码第一音频信号，以及将所获得的PCM数据输出到第一中间缓冲器12的解码器。当结束解码时，第一音频解码器11将大意是第一DEC(解码)结束通知输出给输出控制单元19。

第一中间缓冲器12是存储器等等，临时存储从第一音频解码器11输出的PCM数据。

第一输出缓冲器13是临时存储将存储到第一音频输出单元14的PCM数据的存储器等等。

第一音频输出单元14是D/A转换器等等，通过在从输出控制单元19接收第一输出请求时，在第一输出缓冲器13中存储的PCM数据上执行D/A转换，输出第一音频信号。当结束输出时，第一音频输出单元14将大意是第一DEC(解码)结束通知输出到输出控制单元19。

用相同的方式，第二音频解码器15是在从输出控制单元19接收第二DEC(解码)请求后，逐帧解码第二音频信号，以及将所获得的PCM数据输出到第二中间缓冲器16的解码器。当结束解码时，第二音频解码器15将大意是第二DEC(解码)结束通知输出到输出控制单元19。

第二中间缓冲器16是存储器等等，临时存储从第二音频解码器15输出的PCM数据。

第二输出缓冲器17是临时存储将存储到第二音频输出单元18的PCM数据的存储器等等。

第二音频输出单元18是D/A转换器等等，通过在从输出控制单元19接收第二输出请求时，在第二输出缓冲器18中存储的PCM数据上执行D/A转换，输出第二音频信号。当结束输出时，第二音频输出单元18将大意是第二DEC(解码)结束通知输出到输出控制单元19。

输出控制单元19是将存储在第一中间缓冲器12和第二中间缓冲器16中的PCM数据分别传送到第一输出缓冲器13和第二输出缓冲器17，以便具有分别由第一音频输出单元14和第二音频输出单元18输出的、第一音频解码器11和第二音频解码器15获得的相应的PCM数据的控制器。此外，输出控制单元19具有用于MIX PCM的输入端，以及还包括用于将从该输入端输入的PCM数据与从第一中间缓冲器12和第二中间缓冲器16读取的各个PCM数据混合，以及将结果输出到第一输出缓冲器13和第二输出缓冲器17的功能。

在缓冲器之间的传输期间，输出控制单元19将具有相同样本数的PCM数据用作传输单位(用于一次传输)，以及交替地执行(i)从第一中间缓冲器12读出PCM数据以及将其传送给第一输出缓冲器13，以及(ii)从第二中间缓冲器16读出PCM数据，以及将其传送给第二输出缓冲器17的过程。换句话说，输出控制单元19使用相同的处理时间量，在从第一音频解码器11输出的PCM数据和从第二音频解码器15输出的的PCM数据上执行各自的传输过程。此外，根据预设参数，输出控制单元19将(1)指定的固定样本数，(2)第一和第二压缩音频流的每帧的样本数的最大公约数，以及(3)第一和第二压缩音频流的每帧的样本数的最小公倍数的任何一个用作传输单位。

例如，在第一和第二压缩音频流的每帧的样本数分别为240和80的情况下，将是该最大公约数的80个样本用作传输单元，输出控制单元19在从第一中间缓冲器12到第一输出缓冲器13的传输和从第二中间缓冲器16到第二输出缓冲器17的传输之间交替重复。此时，输出控制单元19(i)相对于第一音频解码器11，将1帧(80个样本)用作传输单位，重复到第一音频输出单元14的传输，但(ii)相对于第二音频解码器15，使用将1帧划分成3部分的PCM数据组(80个样本)单位，重复到第二音频输出单元18的传输。

接着，将要说明用上述方式构成的音频解码装置10的操作。

图3是表示音频解码装置10的输出控制单元19的整体操作的流程图。在设置使用上述(2)，即用于第一和第二压缩音频流的每帧的样本数的最大公约数的情况下，输出控制单元19获得用于将输入到第一音频解码器11的第一压缩音频流的每帧的样本数“S1”(S10)以及获得用于将输入到第二音频解码器15的第二压缩音频流的每帧的样本数“S2”(S11)。

随后，计算用于两个样本数S1和S2的最大公约数(S12)，并设置(内部存储)为用在一个处理中的(传输)单位(S13)。

接着，当输入第一和第二压缩音频流时，输出控制单元19(i)以帧为单位，将第一和第二DEC请求重复地输出到第一音频解码器11和第二音频解码器15，以及(ii)使用处理的当前设置的单位，交替地重复从第一中间缓冲器12到第一输出缓冲器13的PCM数据的传输(S14)，以及从第二中间缓冲器16到第二输出缓冲器17的PCM数据的传输(S15)，直到获得结束指令为止(S16)。

当输出控制单元19以上述方式，交替重复PCM数据的相同样本数到第一音频解码器11和第二音频解码器15的传输时，用于每个解码器的输出处理时间变为相等，将用于相同时间量的PCM数据交替地输出到第一音频输出单元14和第二音频输出单元18，以及不会出现诸如声音中断的问题。

图4是表示在音频解码装置10的第一音频解码器11上，由输出控制单元19执行的控制的流程图。其中，流程图表示以将1帧划分成3个部分的PCM数据组为单位，输出控制单元19将从第一音频解码器11输出的PCM数据传送到第一音频输出单元14的情况下的控制过程。

在从第一音频解码器11接收第一DEC结束通知时(S20)，输出控制单元19(i)以将1帧划分成3个部分的PCM数据组为单位，从第一中间缓冲器12读出PCM数据，以及将这些存储在第一输出缓冲器13中，以及(ii)重复将第一输出请求输出到第一音频输出单元14三次(S21)。随后，重复相同过程(S20～S21)来传输随后帧，直到获得结束指令为止(S22)。用这种方式，相对于具有每帧多个样本的音频流，输出控制单元19重复通过几个部分传输，将PCM数据的一帧从第一中间缓冲器12传送到第一输出缓冲器13的传输。

图5是表示在音频解码装置10的第二音频解码器15上，由输出控制单元19执行的控制的流程图。其中，该流程图表示在每帧的基础上，输出控制单元19将从第二音频解码器15输出的PCM数据传送到第二音频输出单元18的情况下的控制过程。

在从第二音频解码器15接收第二DEC结束通知时(S30)，输出控制单元19(i)从第二中间缓冲器16读出PCM数据的一帧以及将此存储在第二输出缓冲器17中，以及(ii)将第二输出请求输出到第二音频输出单元18(S31)。随后，重复相同的过程(S30～S31)来传输后续帧，直接获得结束指令为止(S32)。用这种方式，相对于具有每帧少量样本的音频流，输出控制单元19重复从第二中间缓冲器16到第二输出缓冲器17的PCM数据的基于每帧的传输。

图6是表示由音频解码装置10的每个部件执行的过程的定时的图并对应于用来描述传统的技术的图1。其中，表示对第一压缩音频流，每帧的样本数S1和对第二压缩音频流的每帧的样本数S2为3：1比例的情形，以及将样本数S2用作为传输单位。

输出控制单元19交替地传输从第一音频解码器11输出的PCM数据和从第二音频解码器11输出的PCM数据(帧1c、2c、1d、2d等等)并且以每次相同的样本数(相同处理时间)分别传输给第一音频单元14和第二音频输出单元18。

此外，输出控制单元19在三个部分传输(例如，帧1e、1f和1g)中，传输由第一音频解码器11解码的PCM数据的一帧(例如帧1eg)。另一方面，输出控制单元19在一次传输中，传输由第二音频解码器15解码的PCM数据的一帧

作为用上述方式控制传输的结果，顺序地再现和输出各个音频信号，而不会出现声音中断，如能在该图中所示的用于第一音频输出单元14和第二音频输出单元18的输出处理中看出。这是因为相对于从第一音频解码器11和第二音频解码器15输出的各自的PCM数据，每到第一音频输出单元14和第二输出单元18的每单位传输时间(传输中所花的时间)的样本数是相同的，以及由输出控制单元19以若干部分传送具有多个样本的帧。

此外，如该图所示，输出控制单元19在其处理能力的部分的范围内，执行PCM数据的传输。换句话说，输出控制单元19在其处理能力(处理时间)中，传送具有某一界限(margin)的PCM数据。同样地，即使在出现诸如用于MIX PCM数据的处理的不规则处理中，防止出现声音中断，在将PCM数据提供给第一音频输出单元14和第二音频输出单元18中，没有任何中断。

如上所述，根据本实施例，在每个音频输出单元中，实现用于多个数据流的同时音频再现，而不出现声音中断和噪声，即使用于输入的多个音频流的每帧的样本数不同，因为输出控制单元将用于相等时间量的样本数从每个音频解码器传送给每个音频输出单元。

尽管描述过，到现在为止，基于该实施例，本发明中的音频解码装置不限于这种实施例。例如，在本实施例中，相对于具有每帧多个样本的若干帧，执行几个部分传输的传输。然而，相反，也可以相对于具有每帧少量样本的帧，在一次传输中，传送所有的多个帧。通过考虑样本数、帧率、输出控制单元的处理能力等等，能确定在几次传输中传输一个帧和一次发送几个帧的传输的传输性能，以及进行适当地选择。

尽管上面详细地描述过本发明的仅一个示例性实施例，本领域的熟练技术人员将容易意识到在示例性实施例中，许多改进是可能的，而不背离本发明的上述新颖的教示和优点。因此，所有这些改进均欲被包括在本发明的范围内。

工业应用

作为同时再现多个数据流的音频的音频解码装置，本发明能用作为音频解码LSI等等，置入诸如DVD播放机、DVD刻录机以及用于数字广播的调谐器的设备中。

Claims

1.一种音频解码装置，解码压缩音频流并输出音频信号，所述音频解码装置包括：

n个音频解码器，每个用来解码输入的n个压缩音频流的一个并且输出音频数据，n不小于2；

n个缓冲存储器，每个用来暂时保存从所述音频解码器的一个输出的所述音频数据；

n个音频输出单元，每个用来将所述音频数据的一个转换成音频信号以及输出该音频信号；以及

输出控制单元，用来从所述缓冲存储器读取音频数据以及将该音频数据传送到相应的音频输出单元，

其特征在于，所述输出控制单元用来重复按相同样本数或按占用相同的传输时间的样本数从n个缓冲存储器读取音频数据，并将音频数据传送到所述相应音频输出单元。

2.如权利要求1所述的音频解码装置，

其特征在于，所述n个音频解码器用来在每帧基础上，解码压缩音频流，以及

所述输出控制单元用来从所述n个缓冲存储器的至少一个，通过几个部分传输，传送音频数据的一帧。

3.如权利要求1所述的音频解码装置，

所述输出控制单元用来通过每次传输传送音频数据的几帧，来执行从所述n个缓冲存储器的至少一个的传输。

4.如权利要求1所述的音频解码装置，

所述输出控制单元用来将等同于(i)从所述音频解码器输出的音频数据的每一个的一帧中的样本数的最大公约数，或(ii)在传送从所述音频解码器输出的音频数据的每一个的一帧中所需的传输时间的最大公约数的样本数用作一次传输中的音频数据的样本数，来重复所述音频数据的传输。

5.如权利要求1所述的音频解码装置，

所述输出控制单元用来将等同于(i)从所述音频解码器输出的音频数据的每一个的一帧中的样本数的最小公倍数，或(ii)在传送从所述音频解码器输出的音频数据的每一个的一帧中所需的传输时间的最小公倍数的样本数用作一次传输中的音频数据的样本数，来重复所述音频数据的传输。

6.如权利要求1所述的音频解码装置，

其特征在于，所述输出控制单元的处理能力的一部分用来执行所述传输。

7.一种音频解码方法，用在解码压缩音频流并输出音频信号的装置中，

其特征在于，所述音频解码装置包括：

n个音频解码器，每个用来解码输入的n个压缩音频流的一个以及输出音频数据，n不小于2；

n个缓冲存储器，每个用来暂时保存从所述音频解码器的一个输出的音频数据；

n个音频输出单元，每个用来将所述音频数据的一个转换成音频信号以及输出所述音频信号；以及

所述音频解码方法包括：

从所述缓冲存储器读取音频数据以及将该音频数据传送到相应的音频输出单元，

其中，在所述读取和传输中，重复以相同样本数或占用相同传输时间量的样本数，从该缓冲存储器读取音频数据，以及将该音频数据传送到所述相应音频输出单元。

8.一种用于解码压缩音频流和输出音频信号的装置的程序，

其特征在于，所述音频解码装置包括：

n个音频输出单元，每个用来将该音频数据的一个转换成音频信号以及输出所述音频信号；以及

所述程序使计算机执行

其中，在所述读取和传输中，重复以相同样本数或占用相同传输时间量的样本数，从所述缓冲存储器读取所述音频数据，以及将该音频数据传送到所述相应音频输出单元。