专利名称：多声道声音样本数据处理方法与装置的利记博彩app
技术领域：
本发明为一种多声道声音样本数据处理方法与装置，尤指应用于声音播放系统的 多声道声音样本数据处理方法与装置。
背景技术：
为了能还原播放出具有临场感的声音效果，多声道的技术手段已被广泛应用于音 频播放系统中，从最早的双声道立体声，到目前主流的5. 1声道甚至6. 1声道，目的就是能 模拟出一个具有空间感的听觉感受。请参见图1，其是一 5. 1声道音频播放系统的示意图， 它是由前方两个前置立体声道扬声器11、12，加上两个后置立体环绕声道扬声器13、14，再 结合正前方独立中央声道扬声器15和重低音声道扬声器16组成。在5. 1声道扬声器组合 当中，扬声器11、12与扬声器13、14负责四个方位所产生的不同环境立体音效内容，中央声 道扬声器15则负责主角的声音(Voice)输出部分，至于重低音扬声器16则为了弥补和加 强在整个场景中的低音表现。但由于实际空间的限制，并不是每个使用者的聆听环境都可以让上述扬声器摆放 在理想的位置来产生正确的声音效果，于是根据实际需要来对不同声道的声音进行不同程 度的延迟，便可有效弥补上述问题。举例来说，当扬声器11至使用者聆听位置的第一距离 110大于扬声器12至使用者聆听位置的第二距离120时，系统可对输出扬声器12的声音信 号进行延迟，以抵消距离差异的影响，进而使最后传至使用者耳中的声音达到平衡的状态。 于是，通过使用者对于各个扬声器至使用者聆听位置间实际距离的输入，播放系统便可对 应运算出每个声道所需的延迟时间，进而调整出最佳的播放效果。而为了能进行必要的延迟，播放系统必须储存已经解码完成而等待播放的声音数 据，因此播放系统中必须设置一个数据缓冲器。而为能支援每个声道所需的不同延迟时间， 该数据缓冲器以二维阵列的形态存在，其中第一维代表对应的声道，而第二维则是各声道 的先进先出缓冲器的深度。因此，随着播放系统支援声道的数目越大，能支援的延迟时间越 长，上述数据缓冲器的第一维与第二维的数目就越大，因此播放系统中必须设置并管理一 个容量很大的数据缓冲器。而如果纯粹以固件(firmware)来完成该数据缓冲器的设置与管理，播放系统就 必须使用声音信号处理器内部的区域存储器(local memory)，例如设置于声音信号处理器 20中的静态随机存取存储器(SRAM) 201，但静态随机存取存储器201的价格昂贵，过大的尺 寸会让成本大量提升。因此，目前大多以外部增设硬件的方式来完成，例如图2(a)中所示 的数据缓冲器22，声音信号处理器20通过一总线21来管理并写入数据至以动态随机存取 存储器(DRAM)来完成的数据缓冲器22，如此将可以有效节省硬件成本。至于图2(b)则表示出该数据缓冲器22的数据结构示例图，为能支援5. 1声道，其
中设置了六个先进先出缓冲器220、221.....225，且每个先进先出缓冲器都具有自己的写
入指标，但共用一个读出指标。于是在系统进入开机初始化时，便要根据每个声道所需要的 延迟时间而预先填入适当数量的延迟用数据，如图中所示的实例，需要有延迟效果的先进先出缓冲器220、221、224、225中皆填入有不同数量的延迟用数据，而不需要有延迟效果的 先进先出缓冲器222、223则未填入延迟用数据。再请参见图2(c)，其是利用图2(a)、图2(b)所示的系统环境与数据结构来进行的 数据处理流程图，而由图2(c)可清楚看出，当声音信号处理器20要通过总线21对数据缓 冲器22进行声道选择(步骤3 及写入数据(步骤34)之前，都必须对数据缓冲器22进 行检查(步骤31、33)，用以确定数据缓冲器22中各个先进先出缓冲器皆已准备完成，才能 开始将解码完成的声音样本数据分门别类地写入至相对应的先进先出缓冲器中，并利用步 骤35、36及37，判断数据是否已写入完毕以及是否要切换声道。而由流程图可看出，声音信 号处理器20需要通过总线21对数据缓冲器22进行状态检查(步骤31)，加上还要判断数 据是否已写入完毕(步骤35)以及是否要切换声道(步骤36)，并且每次写入一个声道的数 据前都要检查数据缓冲器22是否准备完成(步骤3 ，造成运算资源被过度使用，进而拖累 原本的声音解码作业，造成不可预期的系统异常。另外，无论是用固件或硬件来完成上述数 据缓冲器的设置与管理，其中皆以声音信号处理器20来预先产生延迟用数据再填入数据 缓冲器22中，如此也将增加声音信号处理器20的工作量，而且还要占用总线21进行传输， 并且存储到数据缓冲器22中，造成系统资源大量浪费。而如何改善上述种种现有缺失，为 发展本发明的主要目的。
发明内容
本发明为一种多声道声音样本数据处理方法，应用于一处理器与一外部存储器之 间，该处理器用以接收一多声道声音信号进行解码而产生多个声音样本数据，该方法包括 下列步骤该处理器将所述声音样本数据根据一预定格式进行排列；以及该处理器启动一 直接存储器存取动作，用以将所述声音样本数据写入该外部存储器；其中，该外部存储器根 据该预定格式自动切换写入地址。根据上述构想，本发明所述的多声道声音样本数据处理方法，其中该预定格式为 依照固定的声道顺序，对每个声道安排固定个数的声音样本数据。根据上述构想，本发明所述的多声道声音样本数据处理方法，其中该外部存储器 内部规划有N个先进先出缓冲器，分别对应于N个声道，且将固定个数的声音样本数据写入 其中一个声道对应的该先进先出缓冲器后，自动切换到下一个声道对应的先进先出缓冲器 来进行写入。根据上述构想，本发明所述的多声道声音样本数据处理方法，其中还包括下列步 骤于该N个先进先出缓冲器初始化时，根据每个声道所需的不同延迟时间设定N个计数 值。并于读取该先进先出缓冲器时，先检查相对应的该计数值，若该计数值不为0，使该先进 先出缓冲器自动产生一个延迟用的声音样本数据以被读取，并将该计数值向下递减1。本发明的另一方面为一种多声道声音样本数据处理装置，其包括一处理器，用以 接收一多声道声音信号进行解码而产生多个声音样本数据，并可将所述声音样本数据根据 一预定格式进行排列；一外部存储器，用于存储所述声音样本数据；以及一直接存储器存 取控制器，电连接于该处理器与该外部存储器，其是受该处理器启动而执行一直接存储器 存取动作，用以将所述声音样本数据写入该外部存储器；其中，该外部存储器根据该预定格 式自动切换写入地址。
根据上述构想，本发明所述的多声道声音样本数据处理装置，其中该预定格式为 依照固定的声道顺序，对每个声道安排固定个数的声音样本数据。根据上述构想，本发明所述的多声道声音样本数据处理装置，其中该外部存储器 包括对应于N个声道的N个先进先出缓冲器，分别用以写入固定个数的声音样本数据，并自 动切换到下一个声道的先进先出缓冲器来进行写入。根据上述构想，本发明所述的多声道声音样本数据处理装置，其中该外部存储器 更包括N个计数器，用以根据每个声道所需的不同延迟时间设定N个计数值。并于该先进 先出缓冲器被读取时，检查相对应的该计数值，若该计数值不为0，该先进先出缓冲器自动 产生一个延迟用的声音样本数据以被读取，且该计数器并自动将计数值向下递减1。本发明可大量减少声音播放系统中声音信号处理器的数据存取负担，还可达到依 使用环境而调整延迟的效果。
图1是一 5. 1声道音频播放系统的示意图。图2(a)是现有播放系统的部分功能模块示意图。图2(b)是现有播放系统中数据缓冲器的数据结构示例图。图2(c)是利用现有系统环境与数据结构来进行的数据处理流程图。图3是本发明为改善上述现有手段缺失所发展出来的多声道声音数据处理功能 模块示意图。图4(a)是本发明使用直接存储器存取控制器进行数据读写时，位于声音信号处 理器端的数据结构示意图。图4(b)是本发明外部存储器32中N个先进先出缓冲器421、422.....42N的模块
示意图。图5(a)是本发明声音信号处理器所进行的数据解码与写入流程图。图5(b)是本发明声音信号处理器所进行的数据播放与读取流程图。附图中符号的简单说明如下前置立体声道扬声器11、12后置立体环绕声道扬声器13、14正前方独立中央声道扬声器15重低音声道扬声器16第一距离110第二距离120声音信号处理器20静态随机存取存储器201数据缓冲器22总线21先进先出缓冲器220、221、·· ·、225声音信号处理器30直接存储器存取控制器31
外部存储器32N个先进先出缓冲器:421,422,. . ·、42N。
具体实施例方式请参见图3，其是本发明为改善上述现有手段缺失所发展出来的多声道声音数据 处理功能模块示意图，其中声音信号处理器30通过一直接存储器存取控制器31来与一外 部存储器32完成连接，声音信号处理器30可由常见的数字信号处理器(D SP)或微处理 器来完成，其主要用以接收一位流数据(bitstream，例如常见的DVD声音数据)并进行解 码，进而产生出对应多声道的声音样本数据，以及将对应多声道的声音样本数据进行播放 (playback)。而为避免占用声音信号处理器30的资源，本发明的声音信号处理器30并不 直接处理对于外部存储器32的数据写入，而是改用直接存储器存取控制器31来进行数据 分配写入的动作。请参见图4(a)，其是本发明使用直接存储器存取控制器31进行数据读写时，位于 声音信号处理器30端的数据结构。以外部存储器32的数据通道宽度为32位、丛发(burst) 数为8、且一个声音样本数据的长度为32位为例，每个声道固定存取8个声音样本数据，且 依照固定顺序来切换声道。换句话说，声音信号处理器30在产生出对应多声道的声音样本 数据后，仅需将解码所得的声音样本数据按照如图4(a)所示的预定格式的数据结构排列， 再由直接存储器存取控制器31依照上述顺序与数量来读出声音样本数据并写入外部存储 器32中。而外部存储器32的内部规划有如图4(b)中所示，其内部包括的N个先进先出缓
冲器421、422.....42N,分别对应于N个声道。且外部存储器32还设计为根据上述预定格
式自动切换写入地址，也就是每对一个先进先出缓冲器写入收到一定数量的声音样本数据 后，便自动切换到下一个声道对应的先进先出缓冲器来进行写入。以5. 1声道及上述规格 为例，声道数量N为6，而外部存储器32每对一个先进先出缓冲器写入收到8个声音样本数 据后，便自动切换至下一个声道的先进先出缓冲器。如此一来，本发明方法并不用如图2 (c) 所示的现有数据处理流程图那样，每切换一个声道或每写入一定数量的声音数据，就需检 查数据缓冲器22的状态。以下请参考图5 (a)、图5 (b)，以更详细地了解本发明的声音信号处理器30所进行 的数据处理流程。其中图5(a)为本发明声音信号处理器30所进行的数据解码与写入流程图。首 先，声音信号处理器30对一多声道声音信号进行位流的解码而持续产生出声音样本数据， 并置入本身内部具有的一选定缓冲器(步骤501)；并于直接存储器存取控制器31所执行 的直接存储器存取动作完成时(步骤50 ，将该选定缓冲器中的声音样本数据按照图4 (a) 所示的数据结构进行重新排列，然后再触发直接存储器存取控制器31来进行直接存储器 存取动作(步骤50 ，进而使声音样本数据可依序写入如图4(b)所示的外部存储器32。接 着便在本身内部再选定另一缓冲器(步骤504)而回到步骤501进行声音样本数据解码与 写入。至于图5 (b)为本发明声音信号处理器30所进行的数据播放与读取流程图。首先， 声音信号处理器30判断该直接存储器存取控制器31所执行的直接存储器存取动作是否完成(步骤601)；若是，便在本身内部选定一缓冲器后启动直接存储器存取控制器31来进行 直接存储器存取动作，用以将外部存储器32中储存的声音样本数据读取至选定的该缓冲 器(步骤60 ；以及处理该缓冲器中所储存的声音样本数据然后进行播放(步骤603)。而由图5 (a)、图5 (b)可看出，由于声音信号处理器30对声音样本数据依照预定格 式进行了排列，且外部存储器32在接收写入的声音样本数据时，可依照该预定格式自动切 换写入地址，声音信号处理器30仅需于适当时间启动直接存储器存取动作来进行数据存 取，因此可大幅减少声音信号处理器30的运算负担，进而让系统运行得更有效率，进而达 成本发明的目的。另外，为能省去声音信号处理器30根据每个声道所需要的延迟时间来预先产生 并填入适当数量的延迟用数据至外部存储器的动作，本发明于外部存储器32中设置有相
对应于N个先进先出缓冲器421、422.....42N的N个计数器，用以于该先进先出缓冲器初
始化时，便可分别填入代表每个声道所需的不同延迟时间的一计数值。以图中N = 6为例， 对应于6个声道的6个计数器中的计数值分别为1、2、4、4、0、0，而当声音信号处理器30要 将外部存储器32中储存的声音样本数据读出进行播放(playback)时，即启动直接存储器 存取控制器31来进行直接存储器存取动作来读取先进先出缓冲器时(如图5(b)的流程图 所述)，会先检查相对应的该计数值，若该计数值不为0，使该先进先出缓冲器自动产生一 个延迟用的声音样本数据以被读取，并将该计数值向下递减1 ；反之，若该计数值为0，则直 接读取该先进先出缓冲器内的数据。例如第一次读取时，只有对应于计数器中的计数值为0 的先进先出缓冲器425、426的真实声音样本数据被读出播放，而初始值不为0的先进先出 缓冲器421、422、423、似4则会自动产生一个延迟用的声音样本数据让直接存储器存取控 制器31读取，并自动将计数器中的初始值向下递减1，因此经过第一次读取后，6个计数器 中的初始值将变成0、1、3、3、0、0，以此类推，本方法可在不需要声音信号处理器30来预先 产生并填入适当数量的延迟用数据至外部存储器的动作下，便可完成延迟的效果。综上所述，本发明的技术手段可有效改善现有手段的缺失，进而在大量减少声音 播放系统中声音信号处理器的数据存取负担下，还可以完成依使用环境而调整延迟的效 果，彻底达成本发明的主要目的。而且本发明可广泛地应用于各式数字声音播放系统上，例 如DVD播放器、具DVD光盘机的计算机系统或是更新世代的光盘播放器等。以上所述仅为 本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离 本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当 以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种多声道声音样本数据处理方法，其特征在于，应用于一处理器与一外部存储器 之间，该处理器用以接收一多声道声音信号并对该多声道声音信号进行解码而产生多个声 音样本数据，该多声道声音样本数据处理方法包括下列步骤该处理器将所述声音样本数据根据一预定格式进行排列；以及 该处理器启动一直接存储器存取动作，用以将所述声音样本数据写入该外部存储器； 其中，该外部存储器根据该预定格式自动切换写入地址。
2.根据权利要求1所述的多声道声音样本数据处理方法，其特征在于，该预定格式为 依照固定的声道顺序，对每个声道安排固定个数的声音样本数据。
3.根据权利要求1所述的多声道声音样本数据处理方法，其特征在于，该外部存储器 内部规划有N个先进先出缓冲器，分别对应于N个声道，且将固定个数的声音样本数据写入 其中一个声道对应的先进先出缓冲器后，自动切换到下一个声道对应的先进先出缓冲器来 进行写入。
4.根据权利要求3所述的多声道声音样本数据处理方法，其特征在于，还包括下列步骤于所述N个先进先出缓冲器初始化时，根据每个声道所需的不同延迟时间设定N个计数值。
5.根据权利要求4所述的多声道声音样本数据处理方法，其特征在于，于读取该先进 先出缓冲器时，先检查相对应的计数值，若该计数值不为0，使该先进先出缓冲器自动产生 一个延迟用的声音样本数据以被读取，并将该计数值向下递减1。
6.根据权利要求4所述的多声道声音样本数据处理方法，其特征在于，于读取该先进 先出缓冲器时，先检查相对应的计数值，若该计数值为0，则直接读取该先进先出缓冲器内 的数据。
7.根据权利要求1所述的多声道声音样本数据处理方法，其特征在于，于播放所述声 音样本数据时，该处理器启动该直接存储器存取动作，以读取该外部存储器。
8.—种多声道声音样本数据处理装置，其特征在于，包括一处理器，用以接收一多声道声音信号并对该多声道声音信号进行解码而产生多个声 音样本数据，并将所述声音样本数据根据一预定格式进行排列； 一外部存储器，用于存储所述声音样本数据；以及一直接存储器存取控制器，电连接于该处理器与该外部存储器，该直接存储器存取控 制器受该处理器启动而执行一直接存储器存取动作，用以将所述声音样本数据写入该外部 存储器；其中，该外部存储器根据该预定格式自动切换写入地址。
9.根据权利要求8所述的多声道声音样本数据处理装置，其特征在于，该预定格式为 依照固定的声道顺序，对每个声道安排固定个数的声音样本数据。
10.根据权利要求8所述的多声道声音样本数据处理装置，其特征在于，该外部存储器 包括对应于N个声道的N个先进先出缓冲器，所述先进先出缓冲器分别用以写入固定个数 的声音样本数据，并自动切换到下一个声道对应的先进先出缓冲器来进行写入。
11.根据权利要求10所述的多声道声音样本数据处理装置，其特征在于，该外部存储 器还包括N个计数器，用以根据每个声道所需的不同延迟时间设定N个计数值。
12.根据权利要求11所述的多声道声音样本数据处理装置，其特征在于，于该先进先 出缓冲器被读取时，检查相对应的计数值，若该计数值不为0，该先进先出缓冲器自动产生 一个延迟用的声音样本数据以被读取，且该计数器自动将计数值向下递减1。
13.根据权利要求11所述的多声道声音样本数据处理装置，其特征在于，于该先进先 出缓冲器被读取时，检查相对应的计数值，若该计数值为0，则该先进先出缓冲器内的数据 直接被读取。
全文摘要
本发明提供一种多声道声音样本数据处理方法与装置，该多声道声音样本数据处理方法应用于一处理器与一外部存储器之间，该处理器用以接收一多声道声音信号进行解码而产生多个声音样本数据，该方法包括下列步骤该处理器将所述声音样本数据根据一预定格式进行排列；以及该处理器启动一直接存储器存取动作，用以将所述声音样本数据写入该外部存储器；其中，该外部存储器根据该预定格式自动切换写入地址。本发明可大量减少声音播放系统中声音信号处理器的数据存取负担，还可达到依使用环境而调整延迟的效果。
文档编号H04S3/00GK102065366SQ20101052502
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者盛思豪 申请人:威盛电子股份有限公司