音频数据重建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种音频数据重建方法及系统。方法包含以下步骤：由发送端依序发送多个音频封包至接收端；利用接收端对丢失或延迟送达音频封包的那一帧的前几帧的音频封包进行快速傅立叶变换运算；利用接收端依据前一帧的音频封包计算阈值；利用接收端对振幅大于阈值的频率片段进行线性预测；以及利用接收端外推出的频率片段进行快速傅立叶反转换运算，以外推丢失或延迟送达的音频封包。失或延迟送达的音频封包。失或延迟送达的音频封包。

【技术实现步骤摘要】
音频数据重建方法及系统


[0001]本专利技术涉及音频，特别是涉及一种音频数据重建方法及系统。

技术介绍

[0002]数字音频数据常以一帧帧(frame)方式编码后经由有线或无线网络传送到接收端译码后播放。而传送过程中因为干扰或是网络壅塞造成音频封包丢失或迟到，使得接收端因缓冲区耗尽而中断播放。一个简单的方法是加大缓冲区，并在缓冲区耗尽前要求重送丢失的封包，但如此将增加播放延迟，不适用于一些需要低延迟的应用。
[0003]另一种方法是利用丢失封包前后的完好封包内的音频数据做内插(interpolation)运算，或是利用丢失封包前的完好封包内的音频数据做外推(extrapolation)运算，以运算出的音频数据取代丢失封包的音频数据，如此可保持播放不中断，也无需加大缓冲区。
[0004]目前已有多种重建丢失音频数据的方法被提出，先将音频数据由时域(time domain)转换到频域(frequency domain)，并以正弦波模型(sinusoidal model)来表示声音，利用丢失封包前后的完好封包正弦波来内插运算出丢失封包的正弦波频率(frequency)，振幅(amplitude)与相位(phase)，最后再做频域到时域转换得到重建的音频数据。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种音频数据重建方法，包含以下步骤：由发送端将音频数据分成多个音频封包依序发送至接收端；利用接收端，对丢失或延迟送达音频封包的那一帧的前几帧的音频封包进行快速傅立叶变换运算，以将音频封包从时域转换到频域；利用接收端，依据丢失或延迟送达音频封包的那一帧的前一帧的音频封包计算阈值；利用接收端，比对丢失或延迟送达音频封包的那一帧之前的每一帧的每一频率片段的振幅与阈值，以进行筛选；利用接收端，对筛选出的振幅大于阈值的每一频率片段的振幅和相位进行线性预测，以外推丢失或延迟送达的音频封包；以及利用接收端，以外推出的频率片段进行快速傅立叶反转换运算，以将经由外推所取得的音频封包，从频域转换回时域。
[0006]在一实施方案中，所述音频数据重建方法还包含以下步骤：利用接收端，计算外推的音频封包的振幅和相位；利用接收端，在外推的音频封包中，振幅不大于阈值的频率片段的实部和虚部，填入噪声；以及利用接收端，进行快速傅立叶反转换运算，以将经由外推和填入噪声后所取得的音频封包，从频域转换回时域。
[0007]在一实施方案中，所述音频数据重建方法还包含以下步骤：利用接收端，计算筛选出进行快速傅立叶变换运算后的前一帧的每一频率片段的振幅；利用接收端加总前一帧的所有频率片段的振幅，以取得总振幅；以及利用接收端，基于总振幅计算出阈值。
[0008]在一实施方案中，所述音频数据重建方法还包含以下步骤：利用接收端将总振幅
除以信杂比，以取得阈值。
[0009]另外，本专利技术提供一种音频数据重建系统，包含发送端以及接收端。发送端配置以将一音频数据分成多个音频封包，并依序发送多个音频封包。接收端包含音频接收模块、音频转换模块、音频筛选模块以及外推运算模块。音频接收模块连接发送端，配置以依序接收发送端发送的多个音频封包。音频转换模块连接音频接收模块，配置以对丢失或延迟送达音频封包的那一帧的前几帧的音频封包进行快速傅立叶变换运算，以将音频封包从时域转换到频域。音频筛选模块连接音频转换模块。音频筛选模块配置以在经由快速傅立叶变换运算后，依据丢失或延迟送达音频封包的那一帧的前一帧的音频封包计算一阈值。音频筛选模块配置以比对丢失或延迟送达音频封包的那一帧之前的每一帧的每一频率片段的振幅与阈值，以进行筛选。外推运算模块连接音频筛选模块以及音频转换模块。外推运算模块对筛选出进行快速傅立叶变换运算的所有振幅进行线性预测，以外推丢失或延迟送达的音频封包。音频转换模块以外推出的频率片段进行快速傅立叶反转换运算，以将经由外推所取得的音频封包，从频域转换回时域。
[0010]在一实施方案中，接收端还包含相位计算模块，连接音频筛选模块。相位计算模块配置以计算外推的音频封包的振幅和相位。
[0011]在一实施方案中，接收端还包含噪声填充模块，连接相位计算模块、外推运算模块以及音频转换模块。噪声填充模块配置以在外推的音频封包中，振幅不大于阈值的频率片段的实部和虚部填入噪声。音频转换模块进行快速傅立叶反转换运算，以将经由外推和填入噪声后取得的音频封包，从频域转换回时域。
[0012]在一实施方案中，音频筛选模块配置以计算筛选出进行快速傅立叶变换运算后的前一帧的每一频率片段的振幅，加总前一帧的所有频率片段的振幅，以取得总振幅，并基于总振幅，计算出阈值。
[0013]在一实施方案中，音频筛选模块配置以将总振幅除以信杂比，以取得阈值。
[0014]如上所述，本专利技术提供一种音频数据重建方法及系统，其重建丢失或迟到的音波，主要优点如下：
[0015]1.只在接收端进行运算，发送端无需特别编码或运算；
[0016]2.使用单纯的PCM数据进行运算，跟音频数据的压缩方法无关；
[0017]3.运算简单，运算量低，适合低功耗低运算能力装置；
[0018]4.无需丢失或迟到的封包后的完好封包，只需要丢失或迟到的封包前的完好封包即可进行运算，适用于低延迟播放装置。
[0019]为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。
附图说明
[0020]图1为本专利技术第一实施例的音频数据重建方法的步骤流程图。
[0021]图2为本专利技术第二实施例的音频数据重建方法的步骤流程图。
[0022]图3为本专利技术第二实施例的依据丢失或延迟送达音频封包的那一帧的前一帧计算阈值的示意图。
[0023]图4为本专利技术第二实施例的丢失或延迟送达音频封包的那一帧的前一帧执行完快
速傅立叶变换运算后的频谱图。
[0024]图5为本专利技术第二实施例的重建的帧的频谱图。
[0025]图6为本专利技术第三实施例的音频数据重建系统的方块图。
[0026]图7为手机发送音源数据至采用第三实施例的音频数据重建系统的耳机的使用示意图。
[0027]图8为出现断音的波形图。
[0028]图9为音频数据透过本专利技术实施例的音频数据重建系统及方法重建丢失或迟到的音波后的波形图。
具体实施方式
[0029]以下是通过特定的具体实施例来说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本专利技术的优点与效果。本专利技术可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的构思下进行各种修改与变更。另外，本专利技术的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本专利技术的相关
技术实现思路
，但所公开的内容并非用以限制本专利技术的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种音频数据重建方法，其特征在于，所述音频数据重建方法包含以下步骤：由发送端将音频数据分成多个音频封包依序发送至接收端；利用所述接收端，对丢失或延迟送达所述音频封包的那一帧的前几帧的所述音频封包进行快速傅立叶变换运算，以将所述音频封包从时域转换到频域；利用所述接收端，依据丢失或延迟送达所述音频封包的那一帧的前一帧的所述音频封包计算阈值；利用所述接收端，比对丢失或延迟送达所述音频封包的那一帧之前的每一帧的每一频率片段的振幅与所述阈值，以进行筛选；利用所述接收端，对筛选出进行快速傅立叶变换运算的所有振幅进行线性预测，以外推丢失或延迟送达的所述音频封包；以及利用所述接收端，进行快速傅立叶反转换运算，以外推出的频率片段进行快速傅立叶反转换运算，以将经由外推所取得的所述音频封包，从频域转换回时域。2.根据权利要求1所述的音频数据重建方法，其特征在于，所述音频数据重建方法还包含以下步骤：利用所述接收端，计算外推的所述音频封包的振幅和相位；利用所述接收端，在外推的所述音频封包中，振幅不大于所述阈值的频率片段的实部和虚部，填入噪声；以及利用所述接收端，进行快速傅立叶反转换运算，以将经由外推和填入噪声后所取得的所述音频封包，从频域转换回时域。3.根据权利要求1所述的音频数据重建方法，其特征在于，所述音频数据重建方法还包含以下步骤：利用所述接收端，计算筛选出进行快速傅立叶变换运算后的前一帧的每一频率片段的振幅；利用所述接收端，加总前一帧的所有频率片段的振幅，以取得总振幅；以及利用所述接收端，基于所述总振幅计算出所述阈值。4.根据权利要求3所述的音频数据重建方法，其特征在于，所述音频数据重建方法还包含以下步骤：利用所述接收端，将所述总振幅除以信杂比，以取得所述阈值。5.一种音频数据重建系统，其特征在于，所述音频数据重建系统包含：发送端，配置以将音频数据分成多个音频封包，并依序发送所述多个音频封...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬祥，
申请(专利权)人：同响科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：