一种音频重采样方法、音频处理设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种音频重采样方法、音频处理设备及存储介质，对基于线性插值的音频抽样方法进行了改进，通过计算样本选择参数，从而对某一个目标音频样本，选择与样本选择参数对应的两个初始音频样本进行重采样。同时，在基于取小数方法下计算获得与多个样本选择参数一一对应的多个采样权重参数。在实际的处理器运算中，会对取小数方法所获得的多个采样权重参数以整数的形式进行处理，实现将浮点运算转换为定点运算。对于无法进行浮点运算的小型嵌入式系统，利用本发明专利技术实施例的音频重采样方法，其计算量相较于传统硬件采用滤波器降低了数倍，同时保证处理后音质效果满足实际使用时人耳的听感要求，有利于应用在小型嵌入式系统中来降低成本。中来降低成本。中来降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种音频重采样方法、音频处理设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及音频采样
，尤其是涉及一种音频重采样方法、音频处理设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在多媒体音视频系统中，有时候需要对音频进行重采样输出，将一种频率的输入音频重采样成另一种频率的音频进行输出。重采样技术是从一组数字信号处理成另外一组数字信号，可以用专门的硬件实现。目前，国内投入使用的信号采集仪器都带有硬件方法实现的重采样功能。振动信号由传感器获取，通过滤波电路作低通滤波后使用硬件电路作数字抽取。这种依靠硬件滤波抽取的方法使用不灵活、价格昂贵。同时，采用目前的软件方法进行音频重采样，对于小型嵌入式系统，其CPU的计算资源是非常有限的，比如一些小型嵌入式设备的CPU的运行频率很低，无法进行音频重采样。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种音频重采样方法，解决了当前音频重采样依靠硬件所导致使用不灵活、价格昂贵且依靠软件难以应用于小型嵌入式系统中的问题。
[0004]本专利技术还提供用于执行上述音频处理设备以及音频重采样方法的计算机可读存储介质。
[0005]根据本专利技术的第一方面实施例的音频重采样方法，所述方法包括：
[0006]获取初始采样频率和多个初始音频样本，所述初始音频样本表征基于所述初始采样频率下进行音频采样所获得的样本；
[0007]根据所述初始采样频率、所述初始音频样本的数量、预设的目标采样频率，确定目标音频样本的数量，所述目标音频样本表征根据所述目标采样频率所确定的样本；
[0008]根据所述初始采样频率、所述目标音频样本的数量、所述目标采样频率，获得多个采样权重参数以及与多个所述采样权重参数一一对应的多个样本选择参数，每个所述采样权重参数表征计算对应所述目标音频样本需要的所述初始音频样本的权重，多个所述样本选择参数表征多个所述初始音频样本的序号；
[0009]根据多个所述采样权重参数、多个所述样本选择参数、多个所述初始音频样本，获得多个所述目标音频样本。
[0010]根据本专利技术实施例的音频重采样方法，至少具有如下有益效果：
[0011]本专利技术实施例对基于线性插值的音频抽样方法进行了改进，具体根据初始采样频率、目标音频样本的数量、目标采样频率，确定参数之间的关系并以公式为约束，在基于取整数方法下计算获得多个样本选择参数，样本选择参数表示初始音频样本的序号。因此通过计算样本选择参数，从而对某一个目标音频样本，选择与样本选择参数对应的两个初始音频样本进行重采样。同时，在基于取小数方法下，根据上述同一公式，计算获得与多个样
本选择参数一一对应的多个采样权重参数。具体地，在实际的处理器运算中，会对取小数方法所获得的多个采样权重参数以整数的形式进行处理，因此实现了将浮点运算转换为定点运算。对于无法进行浮点运算的小型嵌入式系统，利用本专利技术实施例的音频重采样方法，其计算量仅为10M至20M DMIPS，相较于传统硬件方式所采用的滤波器的音频重采样一般会超过100M DMIPS的计算量，显著降低了对CPU的处理要求。在降低CPU计算量的同时还能很好的保证音频重采样后的音质效果，可以满足实际产品使用中人耳的听感要求，因此有利于良好地应用在小型嵌入式系统中，从而降低产品的设计成本。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，多个所述目标音频样本由以下第一关系数学模型进行约束：
[0013][0014]X＝(x0,x1,
…
,x
n
)，
[0015]Y＝(y0,y1,
…
,y
m
)，
[0016]其中，X表示多个所述初始音频样本，Y表示多个所述目标音频样本，n表示所述初始音频样本的数量，m表示所述目标音频样本的数量，y
i
表示第i个所述目标音频样本，coe
i
表示第i个所述采样权重参数，表示第a
i
个初始音频样本，表示第b
i
个初始音频样本，a
i
和b
i
表示两个相邻的所述样本选择参数。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述初始采样频率、所述目标音频样本的数量、所述目标采样频率，获得一一对应的多个采样权重参数和多个样本选择参数，包括以下步骤：
[0018]根据所述初始采样频率、所述目标音频样本的数量、所述目标采样频率获得多个浮整转换参数；
[0019]分别对每个所述浮整转换参数取小数部分和取整数部分，以获得一一对应的多个所述采样权重参数和多个所述样本选择参数。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，多个所述浮整转换参数、多个所述采样权重参数、多个所述样本选择参数分别由以下第二关系数学模型进行约束：
[0021]μ
i
＝(i
×
f
x
)/f
y
，
[0022]coef
i
＝frac(μ
i
)，
[0023]a
i
＝int(μ
i
)，
[0024]其中，f
x
表示所述初始采样频率，f
y
表示所述目标采样频率，μ
i
表示第i个所述浮整转换参数，coef
i
表示第i个所述采样权重参数，frac(μ
i
)表示对第i个所述浮整转换参数取小数部分，int(μ
i
)表示对第i个所述浮整转换参数取整数部分。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述分别对每个所述浮整转换参数取小数部分和取整数部分，以获得一一对应的多个所述采样权重参数和多个所述样本选择参数，包括以下步骤：
[0026]设置所述采样权重参数和所述样本选择参数的初始值皆为0；
[0027]根据所述第二关系数学模型，计算获得第一个采样权重参数和第一个样本选择参数；
[0028]基于累加运算，并根据所述第一个采样权重参数和所述第一个样本选择参数，以
依次获得多个所述采样权重参数和多个所述样本选择参数。
[0029]根据本专利技术的一些实施例，所述初始采样频率和所述目标采样频率皆采用二进制浮点数，所述根据所述第二关系数学模型，计算获得第一个采样权重参数和第一个样本选择参数，包括以下步骤：
[0030]对所述初始采样频率进行左移k位的移位运算，以获得量化采样频率，k表示量化精度；
[0031]将所述量化采样频率转换为超长整型数并除以所述目标采样频率，以获得整型数浮整转换参数；
[0032]对所述整型数浮整转换参数进行右移k位的移位运算，以得到整型数的所述样本选择参数；
[0033]将十进制数2
k
‑
1转换为二进制数，以获得小数取位码；
[0034]对所述整型数浮整转换参数与所述小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种音频重采样方法，其特征在于，所述方法包括：获取初始采样频率和多个初始音频样本，所述初始音频样本表征基于所述初始采样频率下进行音频采样所获得的样本；根据所述初始采样频率、所述初始音频样本的数量、预设的目标采样频率，确定目标音频样本的数量，所述目标音频样本表征根据所述目标采样频率所确定的样本；根据所述初始采样频率、所述目标音频样本的数量、所述目标采样频率，获得多个采样权重参数以及与多个所述采样权重参数一一对应的多个样本选择参数，每个所述采样权重参数表征计算对应所述目标音频样本需要的所述初始音频样本的权重，多个所述样本选择参数表征多个所述初始音频样本的序号；根据多个所述采样权重参数、多个所述样本选择参数、多个所述初始音频样本，获得多个所述目标音频样本。2.根据权利要求1所述的一种音频重采样方法，其特征在于，多个所述目标音频样本由以下第一关系数学模型进行约束：X＝(x0,x1,
…
,x
n
)，Y＝(y0,y1,
…
,y
m
)，其中，X表示多个所述初始音频样本，Y表示多个所述目标音频样本，n表示所述初始音频样本的数量，m表示所述目标音频样本的数量，y
i
表示第i个所述目标音频样本，coef
i
表示第i个所述采样权重参数，表示第a
i
个初始音频样本，表示第b
i
个初始音频样本，a
i
和
i
表示两个相邻的所述样本选择参数。3.根据权利要求2所述的一种音频重采样方法，其特征在于，所述根据所述初始采样频率、所述目标音频样本的数量、所述目标采样频率，获得一一对应的多个采样权重参数和多个样本选择参数，包括以下步骤：根据所述初始采样频率、所述目标音频样本的数量、所述目标采样频率获得多个浮整转换参数；分别对每个所述浮整转换参数取小数部分和取整数部分，以获得一一对应的多个所述采样权重参数和多个所述样本选择参数。4.根据权利要求3所述的一种音频重采样方法，其特征在于，多个所述浮整转换参数、多个所述采样权重参数、多个所述样本选择参数分别由以下第二关系数学模型进行约束：μ
i
＝(i
×
f
x
)/f
y
，coef
i
＝frac(μ
i
)，a
i
＝int(μ
i
)，其中，f
x
表示所述初始采样频率，f
y
表示所述目标采样频率，μ
i
表示第i个所述浮整转换参数，coef
i
表示第i个所述采样权重参数，frac(μ
i
)表示对第i个所述浮整转换参数取小数部分，int(μ
i
)表示对第i个所述浮整转换参数取整数部分。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏双林，丁锐，
申请(专利权)人：珠海海奇半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：