傑理科技 藍牙音頻播放同步方法

2021-01-09 騰訊網

【嘉德點評】傑理科技發明的藍牙音頻播放同步方法及裝置,通過判斷緩存區域音頻數據剩餘量判斷從設備與主設備的時鐘是否偏移,並在判定發生偏移後根據緩存區中數據量的大小對音頻數據進行縮短或者拉伸播放,從而對從設備的時鐘進行調整。從而使得藍牙音頻播放設備達到更好的同步效果。

集微網消息,在蘋果於2016年發布第一代AirPods時,True Wireless Stereo(簡稱TWS)藍牙耳機的新形態產品就引起了各大廠商極大的熱情,手機供應商、傳統耳機供應商,還是新興品牌,都爭先湧入這個市場。

除了蘋果和華為這些手機廠商打造自有晶片外,其他如美國高通,中國臺灣的絡達、瑞昱、原相與中國大陸的恆玄和傑理等更是成為當中的重要參與者。

TWS是真正無線立體聲的意思,這種技術的實現是基於晶片技術的發展,從技術上來說是指手機通過連接主音箱,再由主音箱通過藍牙無線方式連接從音箱,實現真正的藍牙左右聲道無線分離使用。

在通過藍牙進行數據傳輸時,可將兩個電子設備定義為主從設備,主從設備通過藍牙協議配對連接後,可通過無線的方式進行數據傳輸,其中主設備可將音頻數據傳輸給藍牙耳機或藍牙音箱進行播放。

藍牙音頻數據在傳輸過程中,由於藍牙主從設備自身的時鐘源不一致所以需要同步控制,傳統的同步算法都是通過調整相位實現的。另一方面由於藍牙音頻數據的傳輸是基於無線信號傳輸的,因為信號幹擾或者設備之間的距離太大導致信號不穩定,從而導致藍牙音箱、藍牙耳機等藍牙從設備不能實時接收到主機發送的音頻文件,甚至出現丟包,導致傳統同步算法相位調整的基準很難確定。

為了解決這樣的問題,傑理科技在15年8月13日申請了一項名為「藍牙音頻播放同步的方法、裝置及藍牙音頻播放裝置」的發明專利(申請號:201510497007.3),申請人為珠海市傑理科技股份有限公司。

根據目前公開的專利資料,讓我們一起來看看這項藍牙音頻播放同步方法吧。

如上圖所示為藍牙音頻播放同步方法的流程圖,首先將從主設備接收到的音頻數據存儲入第一數據緩存區,其次從設備進行音頻播放時判斷數據量標誌的位置,得到判斷結果。

最後根據判斷結果:

1) 當數據量標誌位在中存儲段時,直接將從第一數據緩存區提取出的音頻數據發送到從設備的播放模塊進行播放;

2) 當數據量標誌位在高存儲段時,對從第一數據緩存區提取出的音頻數據進行縮短處理後發送到從設備的播放模塊進行播放;

3) 當數據量標誌位在低存儲段時,對從第一數據緩存區提取出的音頻數據進行拉伸處理後發送到從設備的播放模塊進行播放。

這裡引入了一個存儲段的概念,對於第一數據緩存區,高存儲段、中存儲段和低存儲段的分布如下圖所示。

數據量標誌位表徵第一數據緩存區中存儲數據的多少,當數據量標誌位在高存儲段時,則低存儲段及中存儲段中都是存儲滿數據的,也即數據量標誌位以下的區域中都是存儲有數據的,此時第一數據緩存區中存儲的數據較多。

當數據量標誌位在中存儲段時,第一數據緩存區中存儲的數據次多,而數據量標誌位在低存儲段時,第一數據緩存區中存儲的數據則較少。

當數據量標誌位在中存儲段時,就可以認為藍牙主從設備的時鐘是正常的不需要同步處理,此時從設備和主設備的自身的時鐘源是基本一致的。當數據量標誌位在高存儲段時,可以斷定從設備來不及取走數據,即從設備的時鐘偏慢。

而當數據量標誌位在低存儲段時,判定從設備從第一數據緩存區中取數據過快,即從設備時鐘偏快。從設備通過播放模塊進行音頻播放,且播放模塊可以為喇叭、FM或其他音頻輸出設備。

下面具體看看進行數據同步處理時第二數據緩存區數據區劃分。

如上圖所示搜索區域與參考數據區之間要間隔一定的長度,參考數據區和搜索數據區之間的數據段可命名為間隔數據區。且參考數據區中的參考數據、間隔數據區中的間隔數據以及搜索數據區中的搜索數據三者為第二數據緩存區中連續的數據,搜索數據區的長度要大於等於參考數據區的長度。

參考數據區、間隔數據區和搜索數據區的長度可根據數據處理量的大小及播放速度進行確定。例如設置參考數據區X的長度為包含2~3毫秒的數據,間隔數據區的長度為10毫秒左右的數據,而相應的搜索數據區Y的長度可設置為包含5~10毫秒的數據。

以上就是傑理科技發明的藍牙音頻播放同步方法及裝置,通過判斷緩存區域音頻數據剩餘量判斷從設備與主設備的時鐘是否偏移,並在判定發生偏移後根據緩存區中數據量的大小對音頻數據進行縮短或者拉伸播放,從而對從設備的時鐘進行調整。,從而使得藍牙音頻播放設備達到更好的同步效果。

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